DB-QQH 氣—氣熱管換熱器實(shí)驗(yàn)臺(tái)使用說(shuō)明書(shū)
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>
1. 了解熱管換熱器實(shí)驗(yàn)臺(tái)的工作原理；
2. 熟悉熱管換熱器實(shí)驗(yàn)臺(tái)的使用方法；
3. 掌握熱管換熱器換熱量Q和傳熱系數(shù)k的測(cè)量和計(jì)算方法；
二、實(shí)驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)及其工作原理
熱管換熱器實(shí)驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)如圖所示。實(shí)驗(yàn)臺(tái)由翅片管、熱段風(fēng)道、冷段風(fēng)道、冷段和熱段風(fēng)機(jī)、電加熱器、工況旋鈕、熱電偶、畢托管等組成。
熱管實(shí)驗(yàn)裝置圖
熱段中的電加熱器使空氣加熱，熱風(fēng)經(jīng)熱段風(fēng)道時(shí)，通過(guò)翅片管進(jìn)行換熱和傳遞，從而使冷段風(fēng)道的空氣溫度升高。利用風(fēng)道中的熱電偶對(duì)冷、熱段的進(jìn)出口溫度進(jìn)行測(cè)量，并用風(fēng)速儀對(duì)冷、熱段的出口風(fēng)速進(jìn)行測(cè)量，由萬(wàn)能信號(hào)輸入巡檢儀顯示其數(shù)值，從而可以計(jì)算換熱器的換熱量Q和傳熱系數(shù)k。
三、實(shí)驗(yàn)臺(tái)參數(shù)
1．冷段出口內(nèi)徑：D=84mm；冷段翅片管處斷面尺寸200mm×200mm；
2．熱段出口內(nèi)徑：D=84 mm；熱段翅片管處斷面尺寸200mm×200mm；
3．冷段傳熱表面參數(shù)：
翅片管長(zhǎng)200mm；銅管直徑22mm；翅片直徑42mm；翅片管數(shù)量11根。翅片寬度10mm，翅片厚度0.5mm，翅片間間距3.5mm。
4．熱段傳熱表面參數(shù)：
翅片管長(zhǎng)200mm；銅管直徑22mm；翅片直徑42mm ；翅片管數(shù)量11根。翅片寬度10mm，翅片厚度0.5mm，翅片間間距3.5mm。
5．加熱功率：1200W。
6．畢托管修正系數(shù)
冷端：動(dòng)壓修正系數(shù)ξ=0.95，流量修正系數(shù)α=0.98；
熱端：動(dòng)壓修正系數(shù)ξ=0.95，流量修正系數(shù)α=0.98。
7. 熱管換熱器冷、熱端傳熱表面積
m2（或根據(jù)直徑計(jì)算）8. 安裝形式：11根3列叉排。
四、換熱量、傳熱系數(shù)及熱平衡誤差的計(jì)算：
冷段換熱量 QL＝ρL
·FL·CPL（tL2－tL1） [W]熱段換熱量 Qr＝ρr
·Fr·CPr（tr2－tr1） [W]熱平衡誤差 δ＝（Qr－QL）/Qr×100%
傳熱系數(shù) k＝QL/（fL·Δt）
式中：ρL，ρr――冷、熱段出口空氣密度 [kg/m3];
，――冷、熱段出口平均風(fēng)速 [m/s]；FL，Fr――冷、熱段出口面積 [m2]；
tL1 ，tL2 ，tr1，tr2――冷、熱段進(jìn)出口風(fēng)溫 [℃]；
fL――冷段傳熱面積[m2]；
[℃]；畢托管測(cè)流速計(jì)算：
式中：
——風(fēng)速 m/s
——畢托管的校正系數(shù),取0.98
——畢托管壓差,Pa
----空氣密度,kg/m3五、實(shí)驗(yàn)步驟
1．打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)。檢查儀表顯示是否正常。
2．開(kāi)啟冷、熱端風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)風(fēng)量旋鈕可調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)風(fēng)量（順時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎{(diào)大）。
3．打開(kāi)加熱開(kāi)關(guān)，加熱電流調(diào)至3.5-4A左右。注意：必須先開(kāi)熱風(fēng)風(fēng)機(jī)，再開(kāi)加熱器！設(shè)置熱風(fēng)進(jìn)口加熱溫度在60度。
4. 當(dāng)實(shí)驗(yàn)工況點(diǎn)的溫度穩(wěn)定后（約10分鐘后）讀取數(shù)據(jù)。記錄冷、熱端的畢托管壓差（Pa），并通過(guò)溫度儀表讀取各測(cè)點(diǎn)的溫度值。記錄工作每隔3分鐘進(jìn)行一次，取三次數(shù)據(jù)的平均值作為該點(diǎn)工況的測(cè)試數(shù)據(jù)。
5. 然后同步改變冷、熱風(fēng)機(jī)風(fēng)量或者改變熱風(fēng)進(jìn)口溫度，待實(shí)驗(yàn)工況穩(wěn)定后，開(kāi)始測(cè)試數(shù)據(jù)。
6. 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先切斷加熱電源，5分鐘后再關(guān)閉冷、熱風(fēng)機(jī)，然后關(guān)閉總電源，整理實(shí)驗(yàn)臺(tái)。
注意：熱管換熱器工作溫度（熱風(fēng)進(jìn)口溫度）為60~70℃，切勿超溫使用，以防破壞熱管。
六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
1、將實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)填入表1中：
表1
|
工 況 |
序號(hào) | 畢托管壓差（pa） | 冷熱段進(jìn)口溫度（℃） | 備注 | ||||
| 冷段 | 熱段 | tL1 | tL2 | tr1 | tr2 | |||
| Ⅰ | 1 | |||||||
| 2 | ||||||||
| 3 | ||||||||
| 平均 | ||||||||
| Ⅱ | 1 | |||||||
| 2 | ||||||||
| 3 | ||||||||
| 平均 | ||||||||
2、將上面數(shù)據(jù)整理所求的兩種工況的實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入表2，并進(jìn)行比較分析。
表2
| 工 況 | 冷段風(fēng)速 （m/s） | 熱段風(fēng)速 （m/s） | 冷段換熱量QL（W） | 熱段換熱量 Qr（W） |
熱平衡誤差δ （％） |
傳熱系數(shù)k （W/（m2·K）） |
| Ⅰ | ||||||
| Ⅱ |