气-气热管换热器实验报告doc

气-气热管换热器实验报告

篇一：热管换热器热回收的应用综述

毕业设计(论文)文献翻译

学生姓名：季天宇学号：P3501120509

所在学院：能源科学与工程学院

专业：热能与动力工程

设计(论文)题目：1XXNm3指导教师：许辉

XX年3月10日

热管换热器余热回收的应用综述

W. Srimuang, P. Amatachaya

摘要

用热管回收废热是一种公认的可以节约能源与防止全球变暖的有效手段。本文将对用于余热回收的热管换热器，特别是对传统热管、两相闭式热虹吸管和振荡热管换热器的节能和增强效率的问题进行总结。相关的论文被分为三大类，并且对实验研究进行了总结。分析这些研究报告的目的是为未来的工作打下基础。最后，总结出传统热管（CHP）、两相闭式热虹吸管（TPCT）和振荡热管（OHP）换热器的效率参数。本文也提供了用于热回收系统中的热管热交换器的设计的最佳方案。

关键词：热管回收效率气-气

目录

1. 引言

2. 热管换热器的类型

3. 热管在热回收方面的应用

4. 气-气热管换热器及试验台

5. 气-气热管换热器效率的影响因素

6. 结论

参考文献

1.引言

利用热管回收废热是一个对于节约能源与防止全球变暖的极佳手段。热管换热器作为一种高效的气-气热回收装置广泛地应用于商业与工业生产中。热管换热器之所以能成为最佳的选择，是因为废气与供给空气之间不会有交叉泄漏。它拥有许多优势，比如有较高的换热效率，结构紧凑，没有可动部件，较轻的重量，相对经济，空气侧较小的压降，热流体与冷流体完全分离，安全可靠。热管换热

器被广泛应用于各个行业（能源工程，化学工程，冶金工程）的废热回收系统。热管换热器最重要的一个功能是从锅炉的废热中回收热量。图1显示的是传统锅炉与加装了热管换热器的锅炉的比较。在传统锅炉中（图1a），废气被直接排放到空气中，不仅浪费能源，而且还会污染环境。使用热管换热器（图1b）不仅减少了能源消耗，而且保护了环境。无论如何，对于使用热管进行热回收，特别是关于节约能源

和环境效益的研究都是有必要的。

对于传统热管（CHP）、两相闭式热虹吸管（TPCT）和振荡热管（OHP）换热器的应用进行综述。本文的结论也提供了关于热管换热器的设计和此领域未来的研究的一些建议。

图1用于预热的热回收装置

2.热管换热器的类型

热管换热器也被作为利用汽化潜热以较小的温差在长距离间传递热量的热传递设备。它是由一根充满了适当的工作液体的封闭的管子构成。热管分为三类：传统热管（CHP）、两相闭式热虹吸管（TPCT）和振荡热管（OHP）。在实际过程中，当热量进入蒸发器，平衡被打破并在稍高的压力下产生蒸气和温度。增加的压力使蒸汽流向管子的冷凝段，冷凝段稍低的温度使蒸汽冷凝并且释放汽化潜热。冷凝后的液体通过传统热管吸液芯的毛细作用或者两相闭式热虹吸管的重力作用返回蒸发段。

两相闭式热虹吸管在本质上是热管，但是没有吸液芯结构。传统热管与两相闭式热虹吸管的不同在于两相闭式热虹吸管使用重力将热量从冷源下方的热源进行传递的。结果导致，蒸发段位于冷凝段下方。工作液体在冷凝段蒸发、冷凝，并且在重力的影响下回流到蒸发段。如果能够利用重力，两相闭式热虹吸管是最佳的选择，因为传统热管的吸液芯会对冷凝液体的流动产生一个额外的阻力。图2展示了传统热管

与两相闭式热虹吸管的主要区别[1]。

振荡热管或脉动热管（PHPs）是热管技术最新的发展之一。工作液体在传统热管中通过毛细作用以逆流的形式在热源与冷源之间不断循环。与传统热管不同的是，工作液体在振荡热管中在其轴向方向振动。脉动热管的基本传热机制是与相变（蒸发和冷凝）有关的振荡运动现象。振荡热管是由一根连续的毛细管弯曲而

成。毛细管的直径要足够小以允许液体和蒸汽能够共存。振荡热管的基本原理是当弯曲的毛细管的一段受到高温影响时，内部的工作液体蒸发并提升蒸汽压力，这将导致蒸发区产生气泡。这会将液柱推向低温端（冷凝器）。低温端的冷凝将会进一步增加两段的压差。由于相互连接的管子，液滴和气泡在管子里往冷凝器的运动这使他们向着高温端（蒸发器）运动。从而，使热量从加热部分传递到冷却部分。振荡热管的优势在于不需要吸液芯来传递液体。也不需要泵提供动能，所以振荡热管的传热是被动的。事实上，它不需要热源吸收的热量以外的能源。但是，振荡热管的整体阻力一般要大于传统热管，振荡热管能够适应更大的流量。热管换热器是自成一体，自我维护的被动能源回收装置。利用蒸汽液体流动使它有非常大的传热系数。管子中液滴的蒸发和气泡的形成使液滴和气泡在振荡热管中保持振荡。驱动力是由核沸腾和工作液体的冷凝提供的。热管换热器能够将热量从

高温段转移到低温段。振荡热管有几点优势：成本较低，热传递性能出色，热响应速度快，可操作性高以及操作灵活。振荡热管分为三类（图3）图3a为闭环振荡热管（CLOHP），取名闭环振荡热管是因为它由长的封闭的环形毛细管构成。工作流体在管子纵轴线方向的振荡导致热量传递。图3b为带止回阀的闭环振荡热管（CLOHP/CVs）。它由一根在末端以接合的方式形成封闭环形的毛细管构成。带止回阀的闭环振荡热管在闭环上合并了一个或多个可控方向的单程止回阀，这样就可以让工作液体只向指定的方向流动。图3c为封闭式振荡热管（CEOHP），它由一根长的毛细管构成，毛细管两段都封闭。这样，热传递仅仅通过快速的振荡和脉动压力波扰动发生。

图2 传统热管（CHP）和两相闭式热虹吸管（TPCT）篇二：建筑环境技术实验报告XX年(师兄做的)

编号：

实验报告

实验时间：

实验班级：建筑环境与设备工程06（1）（2）实验报告总份（片）数：份（片）实验教师：杨晚生

学生姓名：廖营基学号： 3106003760

广东工业大学

广东工业大学实验报告

建设学院_学院_建筑环境与设备工程专业_06（1）（2）班成绩评定_______ 学号3106003760姓名__廖营基_(合作者____号____) 教师签名_______

实验_1_题目_散热器热工性能实验第___周星期__第_ 节实验_2_题目_热管换热器性能测试实验第___周星期__第_ 节

实验一：《建筑围护结构热工参数测量实验》

实验报告

一、实验目的与要求

通过利用建筑冷热箱围护结构热工性能保温装置及热流检测装置，对测试墙体的热流密度核温度等热工参数进行不同工况下的检测，掌握检测仪器的使用方法，同时使学生对热流密度检测的误差仅性初步分析及相关数据处理。

二、实验装置

散热器热工性能测试实验台系统组成如夏图：

热

箱

试件架

冷箱

图1冷热箱测量装置示意图

热箱开口面积1m2，箱体内有加热器，均热板和测温控温传感器；冷箱开口面积1 m2，冷箱内有功率为280W的进

口压缩机两套。

热箱温度控制范围：可实现环境温度～40℃连续可调，箱内空气温度波动＜±0.5℃；冷箱内温度控制-10℃～环境温度，箱体内温度波动≤±1.0℃。

三、实验方案

（一）实验步骤

1、布置热流计和温度测点

将热流计及热电偶分别粘贴于被测墙体的表面上，为防止脱落，采用不干胶或胶带纸将电缆固定，热电偶和热流计探头采用凡士林和黄油粘贴。冷热两面各粘贴热电偶和热流计个数2-4个。

2、冷热箱设定

连接电源线，开启总电源开关，使箱内风机工作，按下温度控制开关；设定冷箱温度和热箱温度，进行检测。

3、数据采集

等待热箱和冷箱内温度稳定后，利用热流检测仪对冷热面墙体温度和热流密度进行连

续采集，采集数据自动存储在检测仪器内。

4、数据处理

将自动存储数据导出检测仪，然后利用下面公式进行导热系数的计算：

K?

q

T1?T2

K——导热系数，W/（m2·℃）；q—热流密度，W/m2；T1、T2 热、冷箱内墙体表面温度，℃。（二）实验测试要求

1、明确测试对象

根据测试内容，选择不同的测试流量工况，并详细记录实验测试设备的参数及状态情况；

2、准备测试仪器

准备测试仪器，并对测试仪器进行调试校对，检查仪器的运行状态，准备测试电源。

3、准备测试记录表格

根据测试内容设计测试记录表格，详细制定测试预案计划，对测试过程可能发生影响测试结果的情况进行详细的分析准备；

4、测试过程及注意事项

根据测试内容严格按照测试大纲进行参数测试，测试期间不得随意改动测试数据，

四、实验结果和数据处理

（一）测试结果分析

1、根据所测记录数据，进行初步数据整理，去除粗大误差；

2、根据测试数据绘制详细的参数测试变化曲线，并根据测试参数变化曲线分析其变化规律；

3、根据测试要求，测试不同工况下的流量、温度；

4、根据各测试数据整理出热流密度与温度差的变化规律，计算出传热系数；（二）数据记录及处理将原始数据记录于表1中。

五、结论

将热流密度随时间、随内外温差和热流密度的变化关系利用EXCEL表绘制出来，并分析得出一些结论。

篇三：李明-开题报告

辽宁工程技术大学

本科毕业设计（论文）开题报告

题目

指导教师

院（系、部）

专业班级

学号

姓名

日期燃煤锅炉热管换热器设计朴明波械工程学院热能与动力工程 08--5 0807220509李明 XX年3月27日

一、选题的目的、意义和研究现状

(完整版)气气热管换热器计算书

热管换热器设计计算 1 确定换热器工作参数 1.1 确定烟气进出口温度t 1，t 2，烟气流量V ，空气出口温度t 2c ，饱和蒸汽压力 p c .对于热管式换热器，t 1范围一般在250C ~600C 之间，对于普通水-碳钢热管的工作温度应控制在300C 以下.t 2的选定要避免烟气结露形成 灰堵及低温腐蚀，一般不低于180C .空气入口温度t 1c .所选取的各参数值 如下： 2 确定换热器结构参数 2.1 确定所选用的热管类型 烟气定性温度： t f = t 1+t 22 = 420°C+200°C 2 =310°C 在工程上计算时，热管的工作温度一般由烟气温度与4倍冷却介质温度的和的平均值所得出： 烟气入口处： t i =t 1+t 2 c ×45 =420°C+152°C×4 5 =180°C 烟气出口处：t o = t 2+t 1 c ×45 = 200°C+20°C×4 5 =56°C 选取钢-水重力热管，其工作介质为水，工作温度为30C ~250C o o ，满足要求，其相容壳体材料：铜、碳钢（内壁经化学处理）。

2.2 确定热管尺寸 对于管径的选择,由音速极限确定所需的管径 d v =1.64√ Q c r(ρv p v )12 根据参考文献《热管技能技术》，音速限功率参考范围，取C Q 4kW ，在t o =56°C 启动时 ρv =0.1113kg/m 3 p v =0.165×105pa r =2367.4kJ/kg 因此 d v =1.64√ Q c r(ρv p v )1 2 =10.3mm 由携带极限确定所要求的管径 d v =√ 1.78×Q ent π? r(ρL ?14 ?+ρv ?1 4?)?2[gδ(ρL ? ρv ]14 ? 根据参考文献《热管技能技术》，携带限功率参考范围，取4Q ent kw 管内工作温度 t i =180℃时 ρL =886.9kg/m 3 ρv =5.160kg/m 3 r =2013kJ/kg 4431.010/N m 因此 d v =√ 1.78×4 π×2013×(886.9?14?+5.16?14?)?2[g×431.0×10?4(886.9?5.160)]1 4 ? =13.6mm 考虑到安全因素，最后选定热管的内径为 m m 22d i 管壳厚度计算由式 ] [200d P S i V 式中，V P 按水钢热管的许用压力228.5/kg mm 选取，由对应的许用230C 来选取管壳最大应力2MAX 14kg/mm ,而 2MAX 1 [] 3.5/4 kg mm

总传热系数的测定实验报告

实验二：总传热系数的测定 一、实验目的 1、了解换热器的结构与用途; 2、学习换热器的操作方法； 3、掌握传热系数k计算方法； 4、测定所给换热器的逆流传热系数k。 二、实验原理 在工业生产过程中冷热流体通过固体壁面（传热元件）进行热量传递，称为间壁式换热。间壁式换热过程由热流体对固体壁面的对流传热，固体壁面的热传导和固体壁面对冷流体的对流传热三部分组成。本实验热流体采用饱和蒸汽走壳程，冷流体为空气走管程。 当传热达到稳定时，总传热速率与冷流体的传热速率相等时， 而即为， 综上可得，其中。 T --- 热流体; t --- 冷流体; V --- 冷流体进口处流量计读数; ---冷流体平均温度下的对应的定压比热容; ρ --- 冷流体进出口平均温度下对应的密度. 三、实验设备及流程 1、实验设备

传热单元实验装置(换热器、风机、蒸汽发生器) ，整套实验装置的核心是一个套管式换热器，它的外管是一根不锈钢管，内管是一根紫铜管。根据紫铜管形状的不同，我们的实验装置配有两组换热器，一种是普通传热管换热器，另一种是强化传热管换热器，本实验以普通传热管换热器为例，介绍总传热系数的测定。 2、实验流程 来自蒸汽发生器的水蒸气从换热器的右侧进入换热器的不锈钢管。而来自风机的冷空气从换热器的左侧进入换热器的紫铜管，冷热流体通过紫铜管的壁面进行传热。冷空气温度升高而水蒸汽温度降低，不凝气体和冷凝水通过疏水阀排出系统，而冷空气通过风机的右侧排出装置。 四、实验步骤 需测量水蒸气进口温度，出口温度，冷空气进口温度，出口温度，冷空气的体积流量以及紫铜管的长度及管径。前四项通过仪表读数可获得，冷空气进口温度可以由另外一块仪表盘读数计算可获得。紫铜

空气压缩热利用热管换热器的设计计算(互联网+)

空气压缩热利用热管换热器的设计计算 杨宝莹 摘 要： 热管技术以其独特的技术在很多领域得到了广泛的应用，在压缩热领域热管技术也逐渐受到重视，除了理论研究热管技术在压缩热领域的应用外，设计出合适的换热设备对热管在压缩热领域的应用也及其重要。热管换热器的计算内容主要有热力计算和校核计算。其中热力设计计算大致可分为常规计算法，离散计算法和定壁温计算法。空气压缩热利用热管换热器一般为气－气型换热器，文章主要针对气－气型热管换热器的常规计算法进行介绍，并给出了一个具体实例的计算结果，以进一步促进热管换热器在空气压缩热利用领域的应用研究。 关键词： 热管 压缩热 热力计算 1 引言[1][2][4] 热管换热技术因其卓越的换热能力及其它换热设备所不具有的独特换热技术在航空，化工，石油，建材，轻纺，冶金，动力工程，电子电器工程，太阳能等领域已有很广泛的应用，空气压缩热利用领域冷热流体温差小，因此热管技术也逐渐受到重视。根据实际需要设计出合理的热管换热器对于空气压缩热利用领域来说也极为重要。 同常规换热器计算一样，热管换热器的计算内容主要有两部分：热管换热器的热力计算和校核计算。在这里主要对热管换热器的热力计算做个介绍。热管换热器的热力设计计算目前大致可分为三类：常规计算法，离散计算法，定壁温计算法。常规计算法将整个热管换热器看成一块热阻很小的间壁，然后采用常规间壁式换热器的设计方法进行计算。离散计算法认为热量从热流体到冷流体的传递不是通过壁面连续进行的，而是通过若干热管进行传递，呈阶梯式变化，不是连续的。定壁温计算法是针对热管换热器在运行中易产生露点腐蚀和积灰而提出的，计算时将热管换热器的每排热管的壁温都控制在烟气露点温度之上。从而避免露点腐蚀及因结露而形成的灰堵。 压缩热利用系统要处理的对象压缩机排气或吸干机排气，都属于气态介质，因此空气压缩热利用热管换热设备为气－气热管换热器。本文将对空气压缩热利用气－气热管换热器的常规计算法的热力计算做个简要介绍，文中的一次空气是压缩机排气，二次空气是吸干机排气。 2 热管换热器的设计计算[3][4] 2.1已知设计参数 一次空气质量流量M h , 进出口温度T 1,T 11，二次空气质量流量M c , 进出口温度T 2,T 21。一般六个已知量中，只要给定5个即可，另一个参数可由热平衡方程算出，如需要，还需给出一、二次空气的允许压降，二次空气出口温度未知时的计算过程为： ①一次空气定性温度 T h = 2 ' 11T T + (1) 查定性温度下的一次空气物性参数：定压比密度h p C 导热系数h λ粘度h μ 普兰德数h r P ②一次空气放出热量)(' 11T T C M Q h p h h -= (2)

气气热管换热器计算书

热管换热器设计计算 1确定换热器工作参数 1.1确定烟气进出口温度ti，t3，烟气流量V,空气出口温度頁，饱和蒸汽压力 Pc?对于热管式换热器，ti范圉一般在250°C?600°C之间，对于普通水- 碳钢热管的工作温度应控制在300°C以下.t2的选定要避免烟气结露形成 灰堵及低温腐蚀，一般不低于180°C.空气入口温度的.所选取的各参数值如下： 2确定换热器结构参数 2.1确定所选用的热管类型 烟气定性温度：f 宇_4沁；2沁=310比 在工程上计算时，热管的工作温度一般由烟气温度与4倍冷却介质温度的和的 半均值所得出： 烟气入口处：q =如+営=420?c+严z = 18O°C 烟气出口处：. t2+tiX4 200°C+20°Cx4 l° 5 5 C 选取钢-水重力热管.其工作介质为水.工作温度为30OC~250°C?满足要求.其相容壳体材料：铜.碳钢（内壁经化学处理）。

2.2确定热管尺寸 对于管径的选择，由音速极限确定所需的管径 d v = 1.64 Qc t J厂9必)2 根据参考文献《热管技能技术》，音速限功率参考范闱，取Qc=4kW,在 10 = 56吃启动时 p v = O.1113k^/7H3 p v = 0.165 X 105pa r = 2367.4幼/kg 因此d v = 1.64 I ! = 10.3 mm yr(p v p v)l 由携带极限确定所要求的管径 d _ I 1.78 X Qent P Ji (P L"1/4+P V~1/4)_2^(P L -Pv]1/4 根据参考文献《热管技能技术》，携带限功率参考范围，取Q ent=4kw 管内工作温度t t = 180°C时 P L = 886.9kg/m3 pv = 5.160/c^/m3 r = 20\3kJ/kg J = 431.0xl0^N/m 178x4 因此 nx20L3x(8Q6.^i/4+SA6^i/4)-2 [gX431.0xl0-4(886.9-5.160)]1/4 =13.6nun 考虑到安全因素，最后选定热管的内径为 4 = 22111111 管売厚度计算由式 Pv4 20qcr] 式中，Pv按水钢热管的许用压力28.5kg /nmr选取，由对应的许用230°C來选 取管壳最大应力乐朋=14kg/nim2,而 [

传热学实验指导书

《传热学》 实验指导书工程热物理教研室编 华北电力大学（北京） 二00六年九月

前言 1．实验总体目标 通过本实验，加深学生对传热学基本原理的理解，掌握相关的测量方法，熟练使用相关的测量仪表，培养学生分析问题、解决问题的能力。 ⒉适用专业 热能与动力工程、建筑环境与设备工程、核科学与核工程 ⒊先修课程 高等数学、大学物理 ⒋实验课时分配 ⒌实验环境（对实验室、机房、服务器、打印机、投影机、网络设备等配置及数量要求） 实验用器材及水电等齐全，布局合理，实验台满足2～3人一组，能够满足实验的要求。 在醒目的地方有实验原理的说明，便于教师讲解及学生熟悉实验的基本原理和方法。⒍实验总体要求 每一学期前两周下达实验教学任务，实验教师按照实验任务准备相应的实验设备，实验期间要求学生严格遵守实验室的各项规章制度。学生要提前预习实验内容，完成实验后按照规定格式写好实验报告，交给实验指导教师，实验指导教师根据实验课上的表现和实验报告给出成绩评定结果。 ⒎本实验的重点、难点及教学方法建议 传热学实验的重点是非稳态（准稳态）法测量材料导热性能实验、强迫对流单管外放热系数测定试验、热管换热器实验，这三个实验都是综合性实验，涉及到传热学的导热基本理论，单相对流换热，热边界层理论，相变换热理论，相似原理等方面的内容，实验仪器涉及到热电耦的使用及补偿方法，比托管的使用，电位差计的使用等等，需要学生对传热学的基本内容和基本概念有清楚的了解。 难点是准稳态法测量材料的热性能实验时的测量时间不好把握，单管外放热系数实验中实验数据的整理中存在着一些技巧，另外如何调节热管的加热功率使之得到更好的热管性能曲线也存在一些技巧。 教学方法：学生提前预习，做实验之前老师提问；学生仔细观察指导教师的演示；实验室对学生开放，一次没有做成功，或者想更好地掌握实验技巧的学生，可以跟指导教师预约时间另做。

换热器计算

换热器计算的设计型和操作型问题--传热过程计算 与换热器 日期:2005-12-28 18:04:55 来源:来自网络查看:[大中小] 作者：椴木杉热度： 944 在工程应用上，对换热器的计算可分为两种类型：一类是设计型计算（或称为设计计算），即根据生产要求的传热速率和工艺条件，确定其所需换热器的传热面积及其他有关尺寸，进而设计或选用换热器；另一类是操作型计算（或称为校核计算），即根据给定换热器的结构参数及冷、热流体进入换热器的初始条件，通过计算判断一个换热器是否能满足生产要求或预测生产过程中某些参数（如流体的流量、初温等）的变化对换热器传热能力的影响。两类计算所依据的基本方程都是热量衡算方程和传热速率方程，计算方法有对数平均温差（LMTD）法和传热效率-传热单元数（e-NTU）法两种。 一、设计型计算 设计型计算一般是指根据给定的换热任务，通常已知冷、热流体的流量以及冷、热流体进出口端四个温度中的任意三个。当选定换热表面几何情况及流体的流动排布型式后计算传热面积，并进一步作结构设计，或者合理地选择换热器的型号。 对于设计型计算，既可以采用对数平均温差法，也可以采用传热效率-传热单元数法，其计算一般步骤如表5-2所示。 表5-2 设计型计算的计算步骤

体进出口温度计算参数P 、R ； 4． 由计算的P 、R 值以及流动排布型式，由j-P 、R 曲线确定温度修正系数j ；5．由热量衡算方程计算传热速率Q ，由端部温度计算逆流时的对数平均温差Δtm ； 6．由传热速率方程计算传热面积 。 体进出口温度计算参数e 、CR ； 4．由计算的e 、 CR 值确定NTU 。由选定的流动排布型式查取 e-NTU 算图。可能需由e-NTU 关系反复计算 NTU ；5．计算所需的传热面积 。 例5-4 一列管式换热器中，苯在换热器的管内流动，流量为 kg/s ，由80℃冷却至30℃；冷却水在管间与苯呈逆流流动，冷却水进口温度为20℃，出口温度不超过50℃。若已知换热器的传热系数为470 W/（m2·℃），苯的平均比热为1900 J/（kg·℃）。若忽略换热器的散热损失，试分别采用对数平均温差法和传热效率-传热单元数法计算所需要的传热面积。 解 （1）对数平均温差法 由热量衡算方程，换热器的传热速率为 苯与冷却水之间的平均传热温差为 由传热速率方程，换热器的传热面积为 A = Q/KΔt m = = m 3 （2）传热效率-传热单元数法 苯侧 (m C ph ) = *1900 = 2375 W/℃ 冷却水侧 (m c C pc ) =(m h C ph )(t h1-t h2)/(t c1-t c2) =2375*(80-30)/(50-20)= W/℃ 因此， (m C p )min=(m h C ph )=2375 W/℃ 由式（5-29），可得

热管换热器实验

热管换热器实验 一、实验目的 1. 了解热管换热器实验台的工作原理； 2. 熟悉热管换热器实验台的使用方法； 3. 掌握热管换热器换热量Q和传热系数K的测量和计算方法。 二、实验台的结构及其工作原理 热管换热器实验台的结构如下图所示。实验台由翅片管(整体绕制)、热段风道、冷段风道、冷段和热段风机、电加热器(Ⅰ—450W，Ⅱ—1000W)、工况选择 —测温元件 7—温度数显仪表8—工况选择开关9—琴键开关10—支架11—热段风机热段中的电加热器使空气加热，热风经热段风道时，通过翅片管进行换热和传递，从而使冷段风道的空气温度升高。利用风道中的热电偶对冷、热段的进出口温度进行测量，并用热球风速仪对冷、热段的出口风速进行测量，从而可以计算换热器的换热量Q和传热系数K。

三、实验台参数 1.冷段出口内径：D=180mm 2.热段出口内径：D=180mm 3.冷段传热表面参数： 翅片管长280mm 钢管直径21mm 翅片直径40mm 翅片个数104个 4.热段传热表面参数： 翅片管长280mm 钢管直径21mm 翅片直径40mm 翅片个数104个 四、实验步骤 1.连接电位差计和冷热端热电偶（如无冰水条件，可不连接冷段热电偶，而将冷段热电偶的接线柱短路。这样，测出的温度应加上室温）； 2.接通电源； 3.将工况开关按在“工况Ⅰ”位置（Ⅰ－450W），此时电加热器和风机开始工作； 4.用热球风速仪在冷、热段出口的测孔中测量风速（为使测量工作在风道温度不超过40℃的情况下进行，必须在开机后立即测量）。风速仪使用方法，请参阅该仪器说明书； 5.待工况稳定后（约20分钟后），按下琴键开关，切换测温点，逐点测量工况I的冷热段进口温度（参看实验台结构图）； 6．将工况开关按在“工况Ⅱ”位置（Ⅱ－1000w），重复上述步骤，测量工况Ⅱ的冷热段进口温度； 7.验结束后，切断所有电源。 五、实验数据处理 将实验测得的数据填入下表中：表1 [附]将实验所用的仪器名称、规格、编号及实验日期、室温等填入上表中的备注栏。 计算换热量、传热系数及热平衡误差： 1.工况Ⅰ(Ⅰ-450W) 冷段换热量 Q L ＝ρL ___ L v·F L·C PL(t L2－t L1) [W]

热管换热器设计说明书

第一章热管及热管换热器的概述 热管是一种具有极高导热性能的新型传热元件，它通过在全封闭真空管的液体的蒸发与凝结来传递热量，它利用毛吸作用等流体原理，起到良好的制冷效果。具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、温度可控制等特点。将热管散热器的基板与晶闸管等大功率电力电子器件的管芯紧密接触，可直接将管芯的热量快速导出。 热管传热技术于六十年代初期由美国的科学家发明[1]，它是利用封闭工作腔工质的相变循环进行热量传输，因而具有传输热量大及传输效率高等特点。随着热管制造成本的降低，尤其是九十年代前后随着水碳钢热管相容性问题的解决，热管凭借其巨大的传热能力，被广泛应用于石油、化工、食品、造纸、冶金等领域的余热回收系统中。热管气-气换热器是最能体现热管优越性的热管换热器产品，它正在逐步取代传统的管壳式换热器。热管气-气换热器是目前应用最广泛的一种气-气换热器。 我国的能源短缺问题日趋严重，节能已被提到了重要的议事日程。大量的工业锅炉和各种窑炉、加热炉所排放的高温烟气，用热管气-气换热器进行余热回收，所得到的高温空气可用于助燃或干燥，因此应用前景非常广阔。据有关报道称，我国三分之二的能源被锅炉吞噬，而我国工业锅炉的实际运行效率只有65%左右，工业发达国家的燃煤工业锅炉运行热效率达85%，因此，提高工业锅炉的热效率，节能潜力十分巨大。如果我国锅炉的热效率能够提高10%，节约的能耗则相当于三峡水库一年的发电量，做好工业锅炉及窑炉的节能工作对节约能源具有十分重要的意义[2~6]。 利用热管气-气换热器代替传统的管壳式气-气换热器，一方面,能够大大提高预热空气进入炉的温度，降低烟气温度，从而大大提高锅炉的热效率；另一方面，热管气-气换热器运行压降非常小，有时甚至不需要增加引风机等设备，从而使得运行费用大大降低。 1.1 热管及其应用

传热学实验

《传热学》 实验指导书与报告 工程热物理教研室 传热学实验室编 班级： 姓名： 学号： 华北电力大学 能源与动力工程学院

目录 （一）非稳态（准稳态）法测材料的导热性能实验. . . . . . . . . . . . .2 （二）强迫对流单管管外放热系数测定实验. . . . . . . . . . . . . . . .9 （三）热管换热器实验. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18 附：铜—康铜热电偶温度与毫伏对照表

实验一非稳态（准稳态）法测材料的导热性能实验 一．实验目的 1．测量绝热材料（不良导体）的导热系数和比热、掌握其测试原理和方法； 2．掌握使用热电偶测量温差的方法。 二．实验装置（图2和图3） 按上述理论及物理模型设计的实验装置如图2所示，说明如下： （1）试件 试件尺寸为100mm×100mm×δ，共四块，尺寸完全相同，δ=10～16mm。每块试件上下面要平齐，表面要平整。 （2）加热器 采用高电阻康铜箔平面加热器，康铜箔厚度仅为20μm，加上保护箔的绝缘薄膜，总共只有70μm。其电阻值稳定，在0—100℃范围内几乎不变。加热器的面积和试件的端面积相同，也是100㎜×100㎜的正方形。两个加热器的电阻值应尽量相同，相差应在0.1%以内。 （3）绝热层 用导热系数比试件小的材料作绝热层，力求减少热量通过，使试件1。4与绝热层的接触面接近绝热。这样，可假定式（4）中的热量q c等于加热器发出热量的0.5倍。

（4）热电偶 利用热电偶测量试件2两面的温差及试件2、3接触面中心处的温生速率，热电偶由0.1㎜的康铜丝制成。 实验时，将四个试件齐迭放在一起，分别在试件1和2及试件3和4之间放入加热器1和2，试件和加热器要对齐。热电偶的放置如图3，热电偶测温头要放在试件中心部位。放好绝热层后，适当加以压力，以保持各试件之间接触良好。 三．实验原理 本实验是根据第二类边界条件，无限大平板的导热问题来设计的。设平板厚度为2δ，初始温度为t 0，平板两面受恒定的热流密度qc 均匀加热（见图1）。求任何瞬间沿平板厚度方向的温度分布t(x ，τ)。导热微分方程式、初始条件和第二类边界条件如下： ),(x t =??ττ0=τ时, x=0处，

192空调用热管换热器的设计计算全文

空调用热管换热器的设计计算 西安工程大学 王晓杰 黄翔 武俊梅 郑久军 摘 要： 热管技术以其独特的技术在很多领域得到了广泛的应用，在空调领域热管技术也逐渐受到重视，除了理论研究热管技术在空调领域的应用外，设计出合适的换热设备对热管在空调领域的应用也及其重要。热管换热器的计算内容主要有热力计算和校核计算。其中热力设计计算大致可分为常规计算法，离散计算法和定壁温计算法。空调用热管换热器一般为气－气型换热器，文章主要针对气－气型热管换热器的常规计算法进行介绍，并给出了一个具体实例的计算结果，以进一步促进热管换热器在制冷空调领域的应用研究。 关键词： 热管 空调 热力计算 1 引言[1][2][4] 热管换热技术因其卓越的换热能力及其它换热设备所不具有的独特换热技术在航空，化工，石油，建材，轻纺，冶金，动力工程，电子电器工程，太阳能等领域已有很广泛的应用，制冷空调领域冷冷热流体温差小，因此热管技术也逐渐受到重视。根据实际需要设计出合理的热管换热器对于空调领域来说也极为重要。 同常规换热器计算一样，热管换热器的计算内容主要有两部分：热管换热器的热力计算和校核计算。在这里主要对热管换热器的热力计算做个介绍。热管换热器的热力设计计算目前大致可分为三类：常规计算法，离散计算法，定壁温计算法。常规计算法将整个热管换热器看成一块热阻很小的间壁，然后采用常规间壁式换热器的设计方法进行计算。离散计算法认为热量从热流体到冷流体的传递不是通过壁面连续进行的，而是通过若干热管进行传递，呈阶梯式变化，不是连续的。定壁温计算法是针对热管换热器在运行中易产生露点腐蚀和积灰而提出的，计算时将热管换热器的每排热管的壁温都控制在烟气露点温度之上。从而避免露点腐蚀及因结露而形成的灰堵。 空调系统要处理的对象一般为室外新风或是室内排风，都属于气态介质，因此空调用热管换热设备为气－气热管换热器。本文将对空调用气－气热管换热器的常规计算法的热力计算做个简要介绍，文中的一次空气是待处理室外新风，二次空气可以是室内排风或室外新风。 2 热管换热器的设计计算[3][4] 2.1已知设计参数 一次空气质量流量M h , 进出口温度T 1,T 1’，二次空气质量流量M c , 进出口温度T 2,T 2’。一般六个已知量中，只要给定5个即可，另一个参数可由热平衡方程算出，如需要，还需给出一、二次空气的允许压降，二次空气出口温度未知时的计算过程为： ①一次空气定性温度T h =2 ' 11T T + (1) 查定性温度下的一次空气物性参数：定压比密度h p C 导热系数h λ粘度h μ 普兰德数h r P ②一次空气放出热量)(' 11T T C M Q h p h h -= (2)

气-气热管换热器实验报告doc

气-气热管换热器实验报告 篇一：热管换热器热回收的应用综述 毕业设计(论文)文献翻译 学生姓名：季天宇学号：P3501120509 所在学院：能源科学与工程学院 专业：热能与动力工程 设计(论文)题目：1XXNm3指导教师：许辉 XX年3月10日 热管换热器余热回收的应用综述 W. Srimuang, P. Amatachaya 摘要 用热管回收废热是一种公认的可以节约能源与防止全球变暖的有效手段。本文将对用于余热回收的热管换热器，特别是对传统热管、两相闭式热虹吸管和振荡热管换热器的节能和增强效率的问题进行总结。相关的论文被分为三大类，并且对实验研究进行了总结。分析这些研究报告的目的是为未来的工作打下基础。最后，总结出传统热管（CHP）、两相闭式热虹吸管（TPCT）和振荡热管（OHP）换热器的效率参数。本文也提供了用于热回收系统中的热管热交换器的设计的最佳方案。 关键词：热管回收效率气-气 目录

1. 引言 2. 热管换热器的类型 3. 热管在热回收方面的应用 4. 气-气热管换热器及试验台 5. 气-气热管换热器效率的影响因素 6. 结论 参考文献 1.引言 利用热管回收废热是一个对于节约能源与防止全球变暖的极佳手段。热管换热器作为一种高效的气-气热回收装置广泛地应用于商业与工业生产中。热管换热器之所以能成为最佳的选择，是因为废气与供给空气之间不会有交叉泄漏。它拥有许多优势，比如有较高的换热效率，结构紧凑，没有可动部件，较轻的重量，相对经济，空气侧较小的压降，热流体与冷流体完全分离，安全可靠。热管换热 器被广泛应用于各个行业（能源工程，化学工程，冶金工程）的废热回收系统。热管换热器最重要的一个功能是从锅炉的废热中回收热量。图1显示的是传统锅炉与加装了热管换热器的锅炉的比较。在传统锅炉中（图1a），废气被直接排放到空气中，不仅浪费能源，而且还会污染环境。使用热管换热器（图1b）不仅减少了能源消耗，而且保护了环境。无论如何，对于使用热管进行热回收，特别是关于节约能源

计算热管换热器

1. 《热工学》，《传热学》里面有计算公式和公式推导 2. 各种手册里有更为直接的工程计算方法和参数列表，比如机械类手册，热工类手册、暖通类手册，压力容器类手册。 3. 计算热管换热系数可以采用有限元方法，ansys 、abaqus 都可以，如果有流固耦合，也可以用fluent 和cfx ，甚至是基于workbench 的多物理场联合仿真。另外还有流程类仿真计算软件，如aspen 之类的，这个软件一般应用在石化领域， 计算换热器比较有优势。 热管换热器设计 一台锅炉排烟温度为160℃，要求设计一台热管换热器，用烟气余热加热进气以提高锅炉效率。已知参数：锅炉排烟量f V =189000m 3/h ，迎风面风速=f u 2.9m/s ，排烟温度=1f t 160℃，设定出口烟气温度=2f t 118℃。需要空气的流量V l =120000m 3/h ，进气温度℃251=l t ，空气风速为s m v f /9.2= 选取圆片翅片强化换热。翅片管材料选择碳钢（w C =1%）。热管参数：热管蒸发段长取l 0=3.16m ，管外径d 0=34mm ，管内径d i =29mm ，壁厚δ0=2.5mm ， 翅片高度H=12mm ，翅片厚度δ=2mm ，翅片间距mm s f 4.6=，那么翅片的节距 mm s s f f 4.8'=+=δ，每根管肋片数为n f =3160/8.4=376片。管排选用叉排布置， 迎面横向管子距离设定为m S T 115.0=，翅片管纵向距离m S S T L 115.0==。由于烟气和空气的物性很相近，取相同的蒸发器和冷凝器结构参数。 1. 总换热量计算 定性温度t fm=℃1392 118 1602 t 21 =+= +f f t 查物性得： ) /(10473.3/10931.25682.0Pr )/(0793.1/8712.02 2 6 3 K m W s m K kg kJ c m kg f f f p f ??=?==?==--λνρ，，，，

热管实验报告

《空气热回收测试实验》 实验报告 指导老师: 学生: 学号: 日期: 北京工业大学建筑工程学院 建筑环境与设备工程系

一、实验背景 随着社会的进步和人民生活水平的提高，建筑能耗已超过一次能源消耗的四分之一，采暖和空调能耗占到了50%以上。由于空调系统能耗所占比例较大，也就同时具备了较大的节能潜力。新风负荷占空调总负荷的20%~30%，采用热回收装置，回收排风的能量，对于减小建筑能耗是非常有必要的。 二、实验目的 学生分别对模拟冬夏两季的空气热回收实验进行分析比较，增强对热回收技术的整体认识、对热回收技术的基础理论和设计方法立即，初步掌握空气热回收装置的工作原理和一般设计过程，加强学生的工程实践，拓宽学生的知识面，提高学生的创新设计能力与动手实践能力。 三、实验装置 本实验装置的主要部件由新风模块(水系统、管式换热器、风机、风道)、排风模块(水系统、管式换热器、风机、风道)、直流电源、温度传感器、风速测试仪器、风压测试仪器、数据采集装置等组成。其具体组成与测点分布如下图所示。 测点分布 4.5.6 1.2.3 10.11.12 7.8.9 图1 实验装置与测点分布 四、实验步骤 根据设计标准，室内最小新风量是30m3/(h·人)，针对2~5个人的新风量对换热器进行了测试。具体实验步骤如下： （1）前期工作：按照所设计的实验系统将实验设备连接好，做好准备工作；热管换热器的准备，利用真空泵将热管换热器抽到所需的真空值，并灌入所需的充液量，最后将管口封死；将换热器装入实验台内，启动风机，通过调节直流电源的电压控制风机的转速，从而控制风速，找出所需要的风速对应的直流电源的电压值。测出热管换热器两侧的压力损失；通过风机使风量达到一定值，保持风速恒定； （2）通过调节恒温水浴来控制通过换热器空气的温度，测量新风的温度； （3）调节恒温水浴的温度，测量排风的温度；

以R410A为工质的空调换热器性能仿真与实验

第40卷第2期　2006年2月 上海交通大学学报 J OU RNAL OF SHAN GHA I J IAO TON G UNIV ERSIT Y Vol.40No.2　 Feb.2006　 收稿日期:2004211226 基金项目:国家重点基础研究发展规划(973)项目(G200026309);国家技术创新项目 作者简介:刘　建(19702),男,辽宁大连人,博士生,主要从事换热器性能仿真研究.丁国良(联系人),男,教授,博士生导师, 电话(Tel.):021*********;E 2mail :glding @https://www.sodocs.net/doc/6c13591214.html,. 文章编号:100622467(2006)022******* 以R410A 为工质的空调换热器性能仿真与实验 刘　建,　丁国良 (上海交通大学制冷与低温工程研究所,上海200030) 摘　要:通过建立分布参数模型,研究了以R410A 为工质的空调换热器在不同运行工况下的换热性能.与实际R410A 房间空调换热器性能测试结果进行对比,评估了8种R410A 蒸发和冷凝关联 式,并对R410A 在7.0mm 管径强化管内的换热性能进行了研究.结果表明,在相同制冷剂质流通量条件下,R410A 采用7.0mm 强化管后比R22采用9.52mm 强化管的蒸发换热量和冷凝换热量分别提高9.32%～16.32%和8.05%～15.63%,而换热器盘管设计长度可减小2%～15.86%.关键词:R410A ;换热器;仿真 中图分类号:TB 657.5 文献标识码:A Simulation and Experimental Study on the Characteristics of Residential Heat Exchanger with R410A L I U J i an ,　D I N G Guo 2li ang (Inst.of Ref rigeration and Cryogenics Eng.,Shanghai Jiaotong Univ.,Shanghai 200030,China )Abstract :A distributed parameter model for residential heat exchanger using R410A was developed.Eight heat t ransfer correlations for evaporation and condensation wit h R410A were evaluated by comparing t he calculation result s wit h t he experimental data ,and t he suitable correlations were recommended.Furt her 2more ,t he simulation was used to quantify t he effect of using R410A instead of R22in air conditioner.It is shown t hat t he heat capacity can be improved up to 9.32%～16.32%for evaporator and 8.05%～15.63%for condenser ,and t he coil design lengt h can be shortened up to 2%～15.86%when R410A is used instead of R22. Key words :R410A ;heat exchanger ;simulation 空调器传统上以R22为工质,但是R22对于臭氧层有破坏作用,将被逐步淘汰.R410A 是目前公认的可以替代R22的较好工质.采用R410A 为工质后,必须解决如何提高空调器效率的问题,而换热器性能的改进是R410A 空调系统性能提高的重要一环.在对换热器各种强化方法的应用中,除了改变管外翅片结构,增强空气湍流换热外[1],最经济、有 效的方法之一就是采用小管径微翅强化管.然而目前对于R410A 在小管径换热管换热器中的应用尚 缺少研究. 本文通过建立空调换热器分布参数仿真模型,对R410A 在7.0mm 强化换热管换热器中的换热性能进行理论研究.结合实验数据对8种R410A 蒸发、冷凝换热系数公式进行了筛选和评定,并对

(完整word版)换热器计算思考题及参考答案

换热器思考题1. 什么叫顺流？什么叫逆流（P3）？ 2.热交换器设计计算的主要内容有那些（P6）？ 换热器设计计算包括以下四个方面的内容：热负荷计算、结构计算、流动阻力计算、强度计算。 热负荷计算：根据具体条件，如换热器类型、流体出口温度、流体压力降、流体物性、流体相变情况，计算出传热系数及所需换热面积 结构计算：根据换热器传热面积，计算热交换器主要部件的尺寸，如对管壳式换热器，确定其直径、长度、传热管的根数、壳体直径，隔板数及位置等。 流动阻力计算：确定流体压降是否在限定的范围内，如果超出允许的数值，必须更改换热器的某些尺寸或流体流速，目的为选择泵或风机提供依据。 强度计算：确定换热器各部件，尤其是受压部件(如壳体)的压力大小，检查其强度是否在允许的范围内。对高温高压换热器更应重视。尽量采用标准件和标准材料。 3. 传热基本公式中各量的物理意义是什么（P7）？ 4. 流体在热交换器内流动，以平行流为例分析其温度变化特征（P9）？ 流动型式示意图

5. 热交换器中流体在有横向混合、无横向混合、一次错流时的简化表示（P20）？ 一次交叉流，两种流体各自不混合 一次交叉流，一种流体混合、另一种流体不混合 一次交叉流，两种流体均不混合 6. 在换热器热计算中, 平均温差法和传热单元法各有什么特点（P25、26）? 什么是温度交叉，它有什么危害，如何避免（P38、76）？ 7．管壳式换热器的主要部件分类与代号（P42）？ 8．管壳式换热器中的折流板的作用是什么，折流板的间距过大或过小有什么不利之处（P49～50）？ 换热器安装折流挡板是为了提高壳程对流传热系数，为了获得良好的效果，折流挡板的尺寸和间距必须适当。对常用的圆缺形挡板，弓形切口过大或过小，都会产生流动“死区”，均不利于传热。一般弓形缺口高度与壳体内径之比为0.15～0.45，常采用0.20和0.25两种。 挡板的间距过大，就不能保证流体垂直流过管束，使流速减小，管外对流传热系数下降；间距过小不便于检修，流动阻力也大。一般取挡板间距为壳体内径的0.2～1.0倍，我国系列标准中采用的挡板间距为：固定管板式有150，300和600mm三种；浮头式有150，200，300，480和600mm五种。 a.切除过少 b.切除适当 c.切除过多 9管壳式换热器中管程与壳程中流体的速度有什么差异（P292）？ 管壳式换热器中管程流体的速度大于壳程中流体的速度。 10．板式换热器与管壳式换热器的比较，板式换热器有什么优点（P125～127）？ ? 1）传热系数高：由于平板式换热器中板面有波纹或沟槽，可在低雷诺数（Re=200左右）下即达到湍流。而且板片厚度又小，故传热系数大。例如水对水的传热系数

高效相变换热器

相变材料PCM的换热及其研究 3.1. CPM传热的研究目的及意义 相变储能材料(CPM)的利用主要体现在潜热的释放与吸收方面，所以，相变过程中材料本身的传热性能成为衡量相变材料适用与否的关键。在设计相变换热器时，同样要考虑储热材料的热物性和外壁边界条件对储放热过程的影响以及相变界面的运动规律。深入的相变传热分析对于相变材料的有效利用、系统的优化设计以及性能的预测具有重要意义。 3.2. PCM传热的特点 相变传热问题有两个共同点: 1)两相之间存在着移动的分界面或分界区域，直至相变过程结束。 2)相变过程中有相变潜热的释放或吸收。 这类问题在数学上是一类强非线性问题，解的迭加原理不能使用，根据换热器结构形式不同，必须分别处理。同时还有其它自然对流、体积变化等不确定因素的影响，更使得相变过程传热的求解变得愈加复杂。目前仅对少数规则模型如半无限大、无限大区域且有简单边界条件的理想状况能够精确求解，对于多维相变问题一般只能用数值分析的方法处理。 图3一1相变过程形态 图3一1为相变过程形态图。此过程中，不断有热量通过边界层，假设图中过程为一熔化过程，则热量不断使固体熔化，液体层厚度增加，假设固体区亦处于熔化温度，则需求解的仅为液体区温度分布。这类问题最早由Stefan于1890年研究北极冰原的熔化问题时提出，因而又称Stefan问题。更进一步精确模型应该考虑固体过冷区的影响，这时需求解液体与固体两个区域中的温度场，这种双区问题又称为Nemunan问题。最简单的Stefan问题作精确解可以得出一个重要

的无量纲参数，称为Stefan准则，记做Ste: 其中，c:为液体比热，wt为壁温，界为固相温度，气，为熔化潜热。Ste数值代表了液体区高于饱和温度的显热相对于熔化潜热的大小，一般情况下Ste《1。3.3 PCM的传热强化及研究 PCM很大程度上并不具备良好的换热性能，因此在增强PMC的换热性能方面，做了很多研究，提出了很多有创意的理论和设想。关于相变换热的强化方法有很多种，其中各种不同形式的肋片管是较为常用的。 L．F．Cabeza以冰蓄冷换热过程为例，分析了传热工程中的瓶颈问题，指出随着液一固界面的移动，热阻逐渐增加，热流密度逐渐下降。他提出这种问题可以通过强化传热来改善。在实验中他给出了三种方法，并对此做了对比分析。强化传热方法分别为加装不锈钢管束、加装铜管束和对PCM进行渗碳处理。另外他还发现，加装肋片强化换热只对使用较高导热系数的CPM时才有明显效果。 D.Buddhi分析了研究相变时液一固界面的两种方法研究，通常采用热电偶测温的方法，另外一种是光导纤维法，即从光学角度通过图象的变化反映相变。通过对比曲线图分析，发现光导纤维的测量结果要比热电偶准确，较能反映实际过程。 J.Bnaaszek等将PCM(以石蜡即w一20为例)卷绕成层状圆柱形嵌入特制换热器中，通过试验分析其融化和凝固特性。探讨了影响总换热系数的因素及对换热器进行可用性分析。 uJnFukai〔川等人曾研究过用石墨作为强化传热材料用于PMC的相变换热。他们将碳纤维散布于PCM中，这些纤维所占体积比很小，且很容易散布。通过这种方法，显著增强了PCM的导热系数，实验样品为石蜡、丁苯聚合物等。为了提高石蜡、酉旨酸类PMC的导热能力.通常在其中添加金属粉末、石墨粉、金属网以及在封装壁加肋片，增强导热。 AyerS和Flethcer综述了在金属网中加入石墨.以提高材料有效导热系数的研究进展。文中强调:加入石墨，可以显著提高材料的导热系数。我国梁新刚等和张娜等对两相混合或组合材料的导热能力的理论研究，以及对混合、共融PCM

电子设备热设计实验4

实验四热管换热器测试（选做） 一、实验目的 1.了解热管换热器实验台的工作原理； 2.熟悉热管换热器实验台的使用方法； 3.掌握热管换热器换热量Φ和传热系数K的测量和计算方法。 二、实验台结构及原理 1 6 11—热段风机 热段中的电加热器使空气加热，热风经热段风道时，通过翅片管进行换热和传递，从而使冷段风道的空气温度升高。利用风道中的热电偶对冷、热段的进出口温度进行测量，并用热球风速仪对冷、热段的出口风速进行测量，从而可以计算换热器的换热量Φ和传热系数K。 三、实验台参数 1.冷段出口内径：直径D=61mm 2.热段出口尺寸：长158mm。宽70mm 3.冷段传热表面参数：

翅片管长280mm 钢管直径20mm 翅片直径40mm 翅片个数104个 4.热段传热表面参数： 翅片管长280mm 钢管直径20mm 翅片直径40mm 翅片个数104个 5.笛形管修正系数（用于毕托管测量风速） 热端：动压修正系数ξ=0.845 流量修正系数α=0.925 冷端：动压修正系数ξ=0.943 流量修正系数α=0.980 6.换热器面积：A=5.06 m2 四、实验步骤 1.接通电源； 2.打开冷、热段风机； 3.将工况开关按在“加热Ⅰ”位置(Ⅰ—450W)，此时电加热器开始工作； 4.用热线风速仪在冷、热段出口的测孔中测量风速（为使测量工作在风道温 度不超过40℃的情况下进行，必须在开风机后立即测量）。风速仪使用方法，请参阅该仪器说明书； 5.待工况稳定后（约10分钟），按下琴键开关，切换测温点，逐点测量工况 Ⅰ的冷热段进出口温度（参看实验台结构图）；同时根据加热电流和电压计算出加热功率； 6.将工况开关按在“加热Ⅱ”位置(Ⅱ—1000W)，重复上述步骤，测量工况Ⅱ 的冷热段进出口温度； 7.实验结束后，切断所有电源。 五、实验数据的整理 将实验测得的数据填入下表中：

热管换热器计算

热管换热器计算 热管换热器计算可用热平衡方程式进行计算，对于常温下使用的通风系统中的热管换热器的换热后温度，回收的冷热量也可用下列公式计算，由于公式采用的是显热计算，但实际热回收过程也发生潜热回收，因此计算值较实测值偏小，其发生的潜热回收可作为余量或保险系数考虑。热管换热器的计算: 1. 热管换热器的效率定义 t /t t (1-1) η=t1-21-3 式t、t——新风的进、出口温度(?) 12 t——排风的入口温度(?) 3 2.热管换热器的设计计算 一般已知热管换热器的新风和排风的入口温度t和 t，取新风量L 与排风量13xL 相等。即 L = L ，新风和排风的出口温度按下列公式计算: PxP t=t,η(t,t) (1-2) 2113 t=t，η(t,t) (1-3) 4313 t——排风出口温度(?) 4 回收的热量Q (kW), 负值时为冷量: Q(kW)= LρC(t-t)/3600 (1-4) xXx21 3式中 L——新风量( m/h ) x 33ρ——新风的密度(kg/m)(一般取1.2 kg/m) x C——新风的比热容，一般可取1.01kJ/ (kg ?? )。 x 3.选用热管换热器时，应注意: 1)换热器既可以垂直也可以水平安装，可以几个并联，也可以几个串联;当水平安装时，低温侧上倾5?~7?。

2)表面风速宜采用1.5 m/s~3.5m/s。 3)当出风温度低于露点温度或热气流的含湿量较大时，应设计冷凝水排除装置。 4)冷却端为湿工况时，加热端的效率η值应增加，即回收的热量增加。但仍可按上述公式计算(增加的热量作为安全因素)。需要确定冷却端(热气流)的终参数时，可按下式确定处理后的焓值，并按处理后的相对湿度为90%左右考虑。 h=h, 36Q/ L×ρ (1-5) 21 式中 h h ——热气流处理前、后的焓值(kJ/kg); 1,2 Q ——按冷气流计算出的回收热量(W); 3L ——热气流的风量 (m/h ); 3ρ——热气流的密度 (kg/m)。 3【例】已知当地大气压接近993hpa;新风与排风量相等，L=L=10000m/h;夏季xp 新风温度33.2?，h=92kJ/kg, 排风温度25?;冬季室外温度为-12? ，室内1 排风温度为20? ，焓值为40 kJ/kg，试选用热管换热器。 【解】 1) 按迎风面风速υ =3m/s求迎风面积F: xx 2Fx=Lx / 3600Vx=10000/3600×3=0.926m 2)查德天节能热管选型表，选用KLS15×1514型 2Fx=1.0 m Vx=Lx/3600×1.0=2.78m/s 3) 按υ=2.78m/s，查效率阻力表得: x 6排管时:η=61%，阻力,96Pa 8排管时:η=67%，阻力,128Pa;出于经济效率综合考虑，选用6排管，热回收效率61,;