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/7e11530473.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

R410A强化换热管换热器性能进行仿真,为

R410A

换热器的开发提供依据.

1　空调换热器模型与算法

1.1　换热器模型

空调换热器为翅片管式换热器,为建立分布参数模型,将换热器划分成若干个控制容积.建模时假定工况稳定,管内制冷剂沿管道轴向作一维流动,管外空气垂直于换热管沿翅片作一维流动,忽略换热管轴向的换热.

每个单元控制容积中包含制冷剂、空气和管翅(翅片和换热管视为一体,统称为管翅)3个对象.控制容积的能量平衡如图1所示,由于为稳态工况,不

需要列质量方程,以下只列出能量和动量方程

.

图1　控制容积能量平衡

Fig.1　Energy balance in a control volume

(1)制冷剂侧控制方程.能量平衡方程:

　Q r=q m r(h r,in-h r,out)=αr A i T r,in+T r,out

2

-T wall

(1)式中:q m r为制冷剂质量流量;h r,in、h r,out分别为制冷剂进、出口比焓;T r,in、T r,out分别为制冷剂进、出口温度;T wall为管壁温度;A i为管内换热面积;αr为制冷剂侧局部换热系数.单相区的制冷剂侧换热系数计算采用Hausen、Gnielinski、Ditt us2Boelter关联式[2];两相蒸发换热系数计算采用了Christoffers2 en[3]、G oto[4]、Kandlikar[5]和K oyama[6]这4个公式;两相冷凝换热系数计算采用了Yu&K oya2 ma[6～8]、Cavallini[6～8]、Kedzierski&G oncalves[6～8]和Shikazono[9]这4个公式.

控制容积中制冷剂的动量方程:

Δp total=Δp f+Δp acc(2)式中:Δp total为制冷剂总压降;Δp acc为制冷剂加速压降;Δp f为管内制冷剂摩擦压降.蒸发器单相制冷剂摩擦压降计算采用Colebrook2White关联式[10];冷凝器单相制冷剂摩擦压降计算采用Smit h关联式[10];两相区蒸发制冷剂摩擦压降公式采用Kuo关联式[11];两相冷凝采用Modified Smit h关联式[10].

(2)空气侧控制方程.由于空气压降很小,这里只考虑能量方程:

Q a=q m a(h a,in-h a,out)=αa A oηo

T a,in+T a,out

2

-T wall

(3)式中:q m a为空气质量流量;h a,in、h a,out分别为空气进、出口比焓;T a,in、T a,out分别为空气进、出口温度;A o 为管外换热面积;ηo为翅片效率;αa为空气侧局部换热系数,计算采用Nakayama and Xu[12]的关联式.

(3)管翅控制方程.在稳态情况下不考虑管翅的能量积聚,因而进出管翅的热量应相等,即:

Q r+Q a+Q fr+Q ba+Q to+Q bo=0(4)式中:Q fr为控制容积前方翅片导热量,按前排各控制容积通过翅片的有效横截面积导入当前控制容积的导热量;Q ba为控制容积后方翅片导热量,按后排各控制容积通过翅片的有效横截面积导入当前控制容积的导热量;Q to为同排列间上部导热量,按上一列控制容积通过翅片的有效横截面积导入当前控制容积的导热量;Q bo为同排列间下部导热量,按下一列对应各控制容积通过翅片的有效横截面积导入当前控制容积的导热量.

1.2　求解算法

为了简化计算过程中换热与压降相互耦合的关系,采用换热和压降交替计算的方法,即在进行换热计算时,保持各控制容积的制冷剂进出口压力不变,只根据计算结果替换相应的焓值和温度值;而在进行压降模块计算时,保持各控制容积的进出口焓值和温度不变,只根据计算结果替换压力值.

在已知换热器进口制冷剂状态与流量、进口空气状态与流量时,本文采用以下算法对模型进行求解:①沿制冷剂流动方向,依次计算每个控制容积中热量交换,同时刷新每个控制容积制冷剂和空气的出口焓值和温度,直到所有控制容积计算完毕.其中对后排控制容积空气入口状态采用绝热混合处理.②沿制冷剂流动方向,依次计算每个控制容积中制冷剂的压力损失,同时刷新每个控制容积制冷剂出口的压力,直到所有控制容积计算完毕.③对以上换热和压降过程进行迭代计算,直到前后两次迭代误差满足换热器内部导热热量平衡的要求.

2　实验验证与结果分析

2.1　模型可靠性验证

为了验证本模型的可靠性以及提高模型的计算精度,对R410A在单排换热器(蒸发和冷凝)中的换

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　第2期刘　建,等:以R410A为工质的空调换热器性能仿真与实验

热及压降特性进行了实验研究.换热器具体结构参

数:高336mm 、长635mm 、管排数1、管列数16、横向管排间距13.3mm 、纵向管排间距21mm.所用小管径铜管参数:外径7mm 、壁厚0.24mm 、翅高0.22mm 、螺旋角16°、微翅锥角22°、微翅数54.

表1所示为换热器性能参数测试结果.蒸发过

程中,保持制冷剂的入口干度为0.2,入口制冷剂压力为12°C 下的饱和压力;冷凝过程中,保持制冷剂入口温度为64.7°C ,入口制冷剂压力为44.6°C 下的饱和压力,但其制冷剂的流向与蒸发时的流向相反.

表1　R 410A 换热器性能测试结果

T ab.1　The test results of R 410A heat exch anger

测试编号

空气入口参数

干球温度/

°C

湿球温度/

°C

迎面风速/

(m ·s -1)制冷剂入口参数

焓值/

(J ·g -1)压力/

MPa 质量流量/

(g ·s -1)性能测试结果

换热量/

kW 出口过热(过冷)度/°C

127.0319.12 1.000259.59 1.15112.88 2.33415.502

27.0219.09 1.198260.32 1.15312.90 2.34016.50蒸发器

327.0219.07 1.496259.80 1.15312.90 2.35617.14427.0419.200.903260.04 1.19015.67 2.640 4.35527.0419.13 1.003260.21 1.19015.66 2.7018.07627.0219.13 1.201260.45 1.19415.67 2.76611.93727.0219.20 1.498260.61 1.19015.65 2.81215.08120.0115.040.998455.45 2.69318.81 3.75213.38220.0115.13 1.198455.37 2.69318.79 3.84017.383

20.0115.02 1.498455.29 2.69218.80 3.90620.03冷凝器

420.0014.980.998455.49 2.69220.74 3.9918.67519.9914.98 1.203455.12 2.69320.74 4.15413.95620.0014.98 1.504455.27 2.69220.74 4.25917.77720.0214.980.995455.72 2.69222.68 4.122 2.14820.0014.98 1.203455.26 2.69222.68 4.4019.309

20.00

14.98

1.505

455.23

2.692

22.68

4.584

14.68

2.2　结果分析

2.2.1　蒸发换热关联式的选取　图2和3为采用

文献[3～6]中蒸发换热经验关联式计算所得的换热量与实验结果的对比以及制冷剂的换热系数沿管程(L )的分布

,其中u a 为空气风速.由图2可见:采用Christoffersen 、G oto 、Kandlikar 及K oyama 这4个经验关联式与实验结果相比,其误差在- 3.38%～1.09%.但当质流通量G r >400kg/(m 2·s ),4个关联式的计算值均偏低,其中Christoffersen 的预测值偏低最为明显,最大偏差达到- 3.38%;K oyama 的预测值与实验结果最为吻合,最大误差只有0.49%.由图3可见:蒸发器进口不远处,干度较低,

由于强化管凹槽的作用,使两相核态沸腾的活化点增多,故在沸腾初期就具有较大的换热系数;随着管程的干度增加,又使两相对流换热增加,因此在整个两相区换热系数均较大.而同时由于R410A 的粘度比R22低,使得R410A 的换热系数比R22要高.R410A 的实验与公式计算的一致性表明,采用强化

管换热后,由于液相的制冷剂可以有效地润湿换热管管壁,使制冷剂保持在环状流的流态,因此计算关

联式的预测值较为有效,可用于实际换热器的仿真计算.

图2　蒸发器计算结果与实验数据对比

Fig.2　Comparison of calculation and experimental

results of evaporator

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第40卷　

图3　制冷剂蒸发换热系数沿管程的变化

Fig.3　Boiling heat transfer coefficient

distribution

图4　冷凝器计算结果与实验数据对比

Fig.4　Comparison of calculation and experimental

results of

condenser

图5　制冷剂冷凝换热系数沿管程的分布

Fig.5　Condensing heat transfer coefficient distribution

2.2.2　冷凝换热关联式的选取　图4和5为采用

文献[6～9]中冷凝换热经验关联式计算所得的换热

量与实验结果的对比以及制冷剂冷凝换热系数沿管程的分布.由图4可见:采用Yu &K oyama 、Caval 2lini 、Kedzierski &G oncalves 及Shikazono 这4个

经验关联式的计算结果与实验结果相比,其误差在

-0.82%～4.08%.其中Yu &K oyama 和Shika 2zono 两个关联式与实验值吻合得较好,其最大误差在2.00%～2.43%;而Cavallini 的计算值均估计过高,其最大误差达到4.08%.由图5可见:Yu &K oyama 、Kedzierski &G oncalves 和Shikazono 三者的换热系数较为接近;而Cavallini 关联式所计算的换热系数约是其他三者的2倍,这一点与文献[9]的结论较为吻合.说明在大质流通量下,冷凝换热经验关联式的有效性仍需进一步证实

.图6　蒸发器的换热量随空气风速的变化

Fig.6　Heat of evaporator vs air velocity

图7　冷凝器的换热量随空气风速的变化

Fig.7　Heat of condenser vs air velocity

2.2.3　换热器性能分析　图6和7为不同制冷剂质流通量下,换热器的换热量随空气风速的变化,其中d 为换热管外径,x 为干度.由图可见,在相同的制冷剂质流通量条件下,替代工质R410A 采用7.0mm 换热管后比R22采用9.52mm 换热管的蒸发

器和冷凝器的换热量分别提高9.32%～16.32%和

8.05%～15.63%. 用所得到的模型进一步计算蒸发器设计长度随空气风速的变化,结果表明:替代工质R410A 采用

5

62　第2期

刘　建,等:以R410A 为工质的空调换热器性能仿真与实验

7.0mm换热管后,在相同的制冷剂入口条件下,比R22采用9.52mm换热管的盘管设计长度要减小2%～7%.当空气迎面风速较小的时候,采用7.0 mm换热管的蒸发盘管设计长度明显减小,最大可达7.07%;而随着空气风速的增加,蒸发盘管设计长度减小的趋势也逐渐减小.

用所得到的模型计算冷凝器设计长度随空气风速的变化,结果表明,采用相同的制冷剂入口条件时,替代工质R410A采用7.0mm换热管后,比R22采用9.52mm换热盘管的设计长度要减小10.82%～15.86%.

考虑到采用7.0mm换热管后,换热管的耗材将减小20%～26%.因此综合考虑,整个系统换热器的成本将减小21.6%～31.18%.

3　结　论

(1)对于蒸发换热过程,当质流通量G r>400 kg/(m2·s)时,Christoffersen、G oto、Kandlikar以及K oyama4个蒸发换热经验关联式的预测值均偏低,其中K oyama的预测值与实验结果最为吻合,其最大误差为0.49%.

(2)对于冷凝换热过程,Yu&K oyama和Shikazono2个关联式与实验值吻合得较好,其最大误差在2.00%～2.43%.而Cavallini计算所得的换热系数估计过高,是其他关联式的2倍.

(3)在相同的制冷剂质流通量条件下,替代工质R410A采用7.0mm换热管后比R22采用9.52 mm换热管的换热器换热量提高8.05%～16.32%.并且随着制冷剂质流通量的增加,换热量也相应提高,当制冷剂有一定的过热度或过冷度后,换热器制冷量的增大幅度逐步减缓直至基本保持不变.

(4)在相同的制冷剂质流通量条件下,替代工质R410A采用7.0mm换热管后比R22采用9.52 mm换热管的换热器盘管设计长度减小2%～15.86%,最终换热器的成本将减小21.6%～31.18%.

总之,由于替代工质R410A的换热性能较好,采用小管径强化管后,其换热器性能提高8.05%～16.32%,使换热器结构更加紧凑.参考文献:

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662上　海　交　通　大　学　学　报第40卷　

换热器性能综合测试实验

第一章实验装置说明 第一节系统概述 一、装置概述 目前我国传热元件的结构形式繁多，其换热性能差异较大，在合理选用和设计换热器的过程中，传热系数是度量其性能好坏的重要指标。本装置通过以应用较为广泛的间壁式换热器（共有套管式换热器、螺旋板式换热器、列管式换热器和钎焊板式换热器四种）为实验对象，对其传热性能进行测试。。 二、系统特点 1.采用四种不同结构的换热器（分别为套管式换热器、螺旋板式换热器、列管式换热器和钎焊板式换热器）作为实验对象，对其进行性能测量。 2.实验装置可测定换热器总的传热系数、对数传热温差和热平衡误差等，并能根据不同的换热器对传热情况和性能进行比较分析。 3.实验装置采用工业现场的真实换热器部件，与实际应用接轨。 三、技术性能 1.输入电源：三相五线制 AC380V±10% 50Hz 2.工作环境：温度-10℃～+40℃；相对湿度＜85%(25℃)；海拔＜4000m 3.装置容量：＜4kVA 4.套管式换热器：换热面积0.14m2 5.螺旋板式换换热器：换热面积1m2 6.列管式换热器：换热面积0.5m2 7.钎焊板式换热器：0.144m2 8.电加热器总功率：＜3.5kW 9.安全保护：设有电流型漏电保护、接地保护，安全符合国家标准。 四、系统配置 1.被控对象系统：主要由不锈钢钢架、热水箱、热水泵、冷水箱、冷水泵、涡轮流量计、PT100温度传感器、板式换热器、列管式换热器、套管式换热器、螺旋板式换热器、冷凝器、电加热棒、电磁阀、电动球阀、黄铜闸阀以及管道管件等。 2.控制系统：主要由电源控制箱、漏电保护器、温度控制仪、流量显示仪、调压模块、开关电源以及开关指示灯等。 第二节换热器的认识 一、换热器的形式 能使热流体向冷流体传递热量，满足工艺要求的装置称为换热器。换热器的形式有很多，

北京化工大学离心泵性能实验报告

报告题目：离心泵性能试验 实验时间：2015年12月16日 报告人： 同组人： 报告摘要 本实验以水为工作流体，使用了额定扬程He为20m，转速为2900 r/min IS 型号的离心泵实验装置。实验通过调节阀门改变流量，测得不同流量下离心泵的各项性能参数，流量通过计量槽和秒表测量。实验中直接测量量有P真空表、P 压力表、电机功率N电、孔板压差ΔP、计量槽水位上升高度ΔL、时间t,根据上述测量量来计算泵的扬程He、泵的有效功率Ne、轴功率 N轴及效率η,从而绘制He-Q、Ne-Q和η-Q三条曲线即泵的特性曲线图,并根据此图求出泵的最佳操作范围；又由P、Q求出孔流系数C0、Re，从而绘制C0-Re曲线图，求出孔板孔流系数C0；最后绘制管路特性曲线H-Q曲线图。 本实验数据由EXCEL处理，所有图形的绘制由ORIGIN来完成 实验目的及任务 ①了解离心泵的构造，掌握其操作和调节方法。 ②测定离心泵在恒定转速下的特性曲线，并确定泵的最佳工作范围。 ③熟悉孔板流量计的构造、性能及安装方法。 ④测定孔板流量计的孔流系数。 ⑤测定管路特性曲线。 基本理论 1.离心泵特性曲线测定 离心泵的性能参数取决于泵的内部结构、叶轮形式及转速。其中理论压头与流量的关系，可通过对泵内液体质点运动的理论分析得到，如图4-3中的曲线。由于流体流经泵时，不可避免地会遇到各种阻力，产生能量损失，诸如摩擦损失、环流损失等，因此，实际压头比理论压头小，且难以通过计算求得，因此通常采用实验方法，直接测定其参数间的关系，并将测出的He-Q、N-Q和η-Q三条曲线称为离心泵的特性曲线。另外，根据此曲线也可以求出泵的最佳操作范围，作为选泵的依据。

离心泵特性曲线测定实验报告

离心泵特性曲线实验报告 一.实验目的 1、熟悉离心泵的构造和操作 2、掌握离心泵在一定转速下特性曲线的测定方法 3、学习工业上流量、功率、转速、压力和温度等参数的测量方法，使学生 了解涡轮流量计、电动调节阀以及相关仪表的原理和操作。 二， 基本原理 离心泵的主要性能参数有流量Q 、压头H 、效率和轴功率N ，在一定转速下，离心泵的送液能力（流量）可以通过调节出口阀门使之从零至最大值间变化。而且，当期流量变化时，泵的压头、功率、及效率也随之变化。因此要正确选择和使用离心泵，就必须掌握流量变化时，其压头、功率、和效率的变化规律、即查明离心泵的特性曲线。 用实验方法测出某离心泵在一定转速下的Q 、H 、n 、N ，并做出H-Q 、n-Q 、N-Q 曲线，称为该离心泵的特性曲线。 1、扬程（压头）H （m ） 分别取离心泵进口真空表和出口压力表处为1、2截面，列柏努利方程得： f H g u g p z H g u g p z +++=+++222 2222 111ρρ 因两截面间的管长很短，通常可忽略阻力损失项H f ，流速的平方差也很小 故可忽略，则： +H0 式中 ρ：流体密度，kg/m 3 ； p 1、p 2：分别为泵进、出口的压强，Pa ； g p p H ? 1 2 ? ?

u 1、u 2：分别为泵进、出口的流速，m/s ； z 1、z 2：分别为真空表、压力表的安装高度，m 。 由上式可知，由真空表和压力表上的读数及两表的安装高度差，就可算出泵的扬程。 2、轴功率N （W ） N= N 电η电 =电 其中，N 电为泵的轴功率，η电为电机功率。 3、效率η（％） 泵的效率η是泵的有效功率与轴功率的比值。反映泵的水力损失、 容积损失和机械损失的大小。泵的有效功率Ne 可用下式计算： g HQ Ne ρ= 故泵的效率为 %100?= N g HQ ρη 4、泵转速改变时的换算 泵的特性曲线是在定转速下的实验测定所得。但是，实际上感应电动机在转矩改变时，其转速会有变化，这样随着流量Q 的变化，多个实验点的转速n 将有所差异，因此在绘制特性曲线之前，须将实测数据换算为某一定转速n ￠ 下（可取离心泵的额定转速）的数据。换算关系如下： 流量 n n Q Q '=' 扬程 2 )(n n H H ' =' 轴功率 3 )(n n N N ' =' 效率 ηρρη==''= 'N g QH N g H Q ' 三， 实验装置流程示意图

换热器综合实验(实验)

动力工程学院研究生实验报告题目：换热器综合实验 学号：20121002012 姓名：毛娜 教师：王宏 动力工程学院中心实验室 2013年7月

报告内容 一实验背景 换热器在工业生产中是经常使用的设备。热流体借助于传热壁面，将热量传递给冷流体，以满足生产工艺的要求。本实验主要对应用较广的间壁式换热器中的三种换热：套管式换热器螺旋板式换热器和列管式换热器进行其性能的测试。其中，对套管式换热器和螺旋板式换热器可以进行顺流和逆流两种流动方式的性能测试，而列管式换热器只能作一种流动方式的性能测试。通过实验，主要达到以下目的： 1、熟悉换热器性能的测试方法； 2、了解套管式换热器，螺旋板式换热器和列管式换热器的结构特点及其性能的差别； 3、加深对顺流和逆流两种流动方式换热器换热能力差别的认识。 二实验方案 （一）实验装置 实验装置简图如图1所示： 图1 实验装置简图 1. 热水流量调节阀 2. 热水螺旋板、套管、列管启闭阀门组 3. 冷水流量计 4. 换热器进口压力表 5. 数显温度计 6. 琴键转换开关 7. 电压表 8. 电流表 9. 开关组 10. 冷水出口压力计11. 冷水螺旋板、套管、列管启闭阀门组 12. 逆顺流转换阀门组13. 冷水流量调节阀

换热器性能试验的内容主要为测定换热器的总传热系数，对数传热温差和热平衡误差等，并就不同换热器，不同两种流动方式，不同工况的传热情况和性能进行比较和分析。 本实验装置采用冷水可用阀门换向进行顺逆流实验；如工作原理图2所示。换热形式为热水—冷水换热式。热水加热采用电加热方式，冷—热流体的进出口温度采用数显温度计，可以通过琴键开关来切换测点。 注意事项： ①热流体在热水箱中加热温度不得超过80℃； ②实验台使用前应加接地线，以保安全。 图2 换热器综合实验台原理图 1. 冷水泵 2. 冷水箱 3. 冷水浮子流量计 4. 冷水顺逆流换向阀门组 5. 列管式换热器 6. 电加热水箱 7. 热水浮子流量计8. 回水箱9. 热水泵10. 螺旋板式换热器11. 套管式换热器 （二）实验台参数 1、换热器换热面积{F}： （1）套管式换热器：0.45m2 （2）螺旋板式换热器：0.65 m2 （3）列管式换热器：1.05 m2 2、电加热器总功率：9.0KW 3、冷、热水泵：

液-液换热器传热性能测试与计算方法( )

Q/SH1020 中国石化集团胜利石油管理局企业标准 Q/SH1020 ××××－×××× 液—液换热器传热性能测试 与计算方法 2005－××－××发布 2005－××－××实施中国石化集团胜利石油管理局发布

Q/SH1020××××－×××× 目次 前言 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 总则 (1) 4 术语和定义 (1) 5 测试 (1) 6 换热器热负荷和传热性能指标计算 (2) 7 测试报告主要内容 (4) 附录A（资料性附录）测试计算数据综合表 (5) 附录B（资料性附录）测试数据汇总表 (6) 附录C（提示性附录）符号 (6) I

Q/SH1020××××－×××× 前言 本标准的附录A、附录B为资料性附录，附录C为提示性附录。 本标准由胜利石油管理局节能专业标准化委员会提出并归口。 本标准由中国石化集团胜利石油管理局批准。 本标准起草单位：中国石化胜利油田有限公司技术检测中心能源监测站。 本标准主要起草人：许涛、宋鑫、王强、王贵生、周长敬、李忠东、邓寿禄、冯国栋、郑召梅。 II

液-液换热器传热性能测试与计算方法 1 范围 本标准规定了液-液换热器传热性能的测试方法、技术要求、测试用仪器仪表、计算方法及测试报告主要内容。 本标准适用于液-液换热器（以下简称换热器）。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方，研究是否可使用这些文件的最新版本。 GB 151-1999 管壳式换热器 GB16409-1996 板式换热器 3 总则 3.1 换热器传热性能测试体系是由被测试换热器、冷热流体循环系统及测试仪表组成。 3.2 换热器型号表示方法符合GB 151-1999中3.10和GB16409-1996中3.5的规定。 3.3 换热器传热性能测试分级：一级测试为鉴定新投产换热器的测试，二级测试为换热器运行中的测试。 4 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 4.1 液-液换热器 指水-水、水-油、油-油等以液体与液体之间进行热交换的换热器。 4.2 换热器一次侧 指热量的提供侧，即高温介质端。 4.3 换热器二次侧 指热量的接收侧，即低温介质端。 4.4 换热器传热性能指标 4.4.1 对数平均温差 指冷热流体平均温差的表示，表征换热器传热的动力。 4.4.2 传热效率 指实际传热量与最大理论传热量之比值。 4.4.3 传热面积 指从放热介质中吸收热量并传递给受热介质的表面积。 4.4.4 传热系数 指单位传热面积上，冷热流体的平均温差为1℃时，两流体通过换热器所传递的热量。 4.5 额定热负荷 指换热器使用设计的介质流体，在设计参数下运行，即在规定的介质流量、温差和一定的传热效率下连续运行时，单位时间的传热量。 4.6 运行热负荷 指在换热器连续运行工况下，单位时间的传热量。 4.7 热平衡相对误差 指一次侧热负荷与二次侧热负荷之差值与一次侧热负荷之比。 4.8 传热系数误差 指在额定热负荷工况下测试两次所得的传热系数，两值之差与其中较大的传热系数之比。 5 测试 5.1 测试技术要求 1

离心泵特性实验报告

离心泵特性测定实验报告 一、实验目的 1．了解离心泵结构与特性，熟悉离心泵的使用； 2．测定离心泵在恒定转速下的操作特性，做出特性曲线； 3．了解电动调节阀、流量计的工作原理和使用方法。 二、基本原理 离心泵的特性曲线是选择和使用离心泵的重要依据之一，其特性曲线是在恒定转速下泵的扬程H 、轴功率N 及效率η与泵的流量Q 之间的关系曲线，它是流体在泵内流动规律的宏观表现形式。由于泵内部流动情况复杂，不能用理论方法推导出泵的特性关系曲线，只能依靠实验测定。 1．扬程H 的测定与计算 取离心泵进口真空表和出口压力表处为1、2两截面，列机械能衡算方程： f h g u g p z H g u g p z ∑+++=+++222 2222111ρρ （1） 由于两截面间的管长较短，通常可忽略阻力项f h ∑，速度平方差也很小故可忽略，则有 (=H g p p z z ρ1 212)-+ - 210(H H H ++=表值） （2） 式中： 120z z H -=，表示泵出口和进口间的位差，m ； ρ——流体密度，kg/m 3 ； g ——重力加速度 m/s 2； p 1、p 2——分别为泵进、出口的真空度和表压，Pa ； H 1、H 2——分别为泵进、出口的真空度和表压对应的压头，m ； u 1、u 2——分别为泵进、出口的流速，m/s ； z 1、z 2——分别为真空表、压力表的安装高度，m 。 由上式可知，只要直接读出真空表和压力表上的数值，及两表的安装高度差，就可计算出泵的扬程。 2．轴功率N 的测量与计算 k N N ?=电 （3） 其中，N 电为电功率表显示值，k 代表电机传动效率，可取95.0＝k 。 即：电N N 95.0= （4） 3．效率η的计算

换热器综合实验报告

实验四换热器综合实验报告 一、实验原理 换热器为冷热流体进行热量交换的设备。本次实验所用的均是间壁式换热器，热量通过 固体壁面由热流体传递给冷流体，包括：套管式换热器、板式换热器和管壳式换热器。针对上述三种换热器进行其性能的测试。其中，对套管式换热器、板式换热器和管壳式换热器可以进行顺流和逆流两种方式的性能测试。换热器性能实验的内容主要为测定换热器的总传热系数，对数传热温差和热平衡温度等，并就不同换热器，不同两种流动方式，不同工况的传热情况和性能进行比较和分析。 传热过程中传递的热量正比于冷、热流体间的温差及传热面积，即Q = KAΔT （1） 式中：A—传热面积，m2 （1）套管式换热器：0.45m2 （2）板式换热器：0.65m2 （3）管壳式换热器：1.05m2 电加热器：6kV ΔT—冷热流体间的平均温差，℃ K—换热器的传热系数，W/(m·℃) Q—冷热流体间单位时间交换的热量，W.冷热流体间的平均温差ΔT 常采用对数平均温差。对于工业上常用的顺流和逆流换热器，对数平均温差由下式计算 除了顺流和逆流按公式（2）计算平均温差以外，其他流动形式的对数平均温差，都可 以由假想的逆流工况对数平均温差乘上一个修正系数得到。修正系数的值可以由各种传热学书上或换热器手册上查得。 换热器实验的主要任务是测定传热系数K。实验时，由恒温热水箱中出来的热水经水泵

和转子流量计后进入实验换热器内管。在热水进出换热器处分别用热电阻测量水温。从换热 器内管出来的已被冷却的热水仍然回到热水箱中，经再加热供循环使用。冷却水由冷水箱经 水泵、转子流量计后进入换热器套管，在套管中被加热后的冷却水排向外界，一般不再循环 使用。套管外包有保温层，以尽量减少向外界的散热损失。冷却水进出口温度用热电阻测量。 通常希望冷热侧热平衡误差小于3%。 实验中待各项温度达到稳定工况时，测出冷、热流体进出口的温度和冷、热流体的流量， 就可以由下式计算通过换热面的总传热量 根据计算得到的传热量、对数平均温差及已知的换热面积，便可由公式（1）计算出传热系数K 。 换热器类型 方式 热进温度 热出温度 冷进温度 冷出温度 热流体流量 冷流体流量 板式 顺流 57.1 43.5 22.8 31.8 78 72 逆流 56.5 35.9 23.1 33.1 76 72 套管式 顺流 57.6 40.7 22.5 31.6 72 78 逆流 56.8 35.2 22.1 33 72 64 管壳式 顺流 57.1 40.5 22.5 31.3 76 72 逆流 57.2 41.1 22.6 32 74 65 计算传热系数K 和换热器效率 TA Q K ?=

热交换器能效测试与评价规则

TSG特种设备安全技术规范 TSG 20XX 热交换器能效测试与评价规则 Energy Efficiency Test and Evaluation Regulation for Heat Exchanger (征求意见稿) 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局颁布 20XX年XX月XX日

前言 2016年7月，国家质量技术监督检验检疫总局(以下简称国家质检总局)特种设备安全监察局(以下简称特种设备局)委托中国特种设备检测研究院（以下简称中国特检院）组织起草《热交换器能效测试与评价规则》（以下简称规则）。 2016年7月，中国特检院组织成立了起草组，在西安召开第一次工作会议，讨论了规则的制定原则、重点内容以及主要问题、结构(章节)框架，并且就起草工作进行了具体分工，制定了起草工作时间表。2016年9月，起草组在上海召开第二次工作会议，对规则内容进行了调整，并形成了规则征求意见稿。2016年XX月，特种设备局对征求意见稿进行审查后，以质监特函[2016]XX 号文对外征求基层部门、有关单位和专家及公民的意见。201X年XX月，根据征求到的意见起草组进行修改形成送审稿，并提交给国家质检总局特种设备安全与节能技术委员会审议，起草组根据审议意见进行修改后形成报批稿，201X年XX月XX日，由国家质检总局批准颁布。 本规则主要起草单位和人员如下： 甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司张延丰周文学 西安交通大学白博峰 国家质量监督检验检疫总局特种设备安全监察局冷浩 中国特种设备检测研究院管坚刘雪敏 中国特种设备安全与节能促进会王为国 上海市特种设备监督检验技术研究院汤晓英 甘肃省质量技术监督局特种设备安全监察局严勇 中国石化工程建设有限公司张迎恺 中国石油化工股份有限公司上海高桥分公司蔡隆展 西安市热力总公司唐涤 上海蓝海科创检测有限公司王纪兵 上海板换机械设备有限公司张永德

换热器性能试验大纲

换热能力验证 1、试验目的 验证换热器的换热性能流体阻力特性。 2、实验依据 JB/T 10379-2002 换热器热工性能和流体阻力特性通用测定方法。 3、试验单位资质 ISO17025 4、实验条件 4.1试验地点 4.2 试验对象 4.3 实验设备 序号名称数 量型号测试厂家鉴定单位合格证 到期日期 1 涡轮流量传 感器 1 LWGY-40 2 压力传感器 1 DW115DP0-500Kpa 3 水银温度计 2 50-100 4 温度传感器 6 PT100 5 风速仪 1 VT100 6 压力传感器 1 475-0 MARK III 4.4状态要求 乙二醇溶液额定流量15 l/min 冷风额定流量0,475 m3/s 乙二醇溶液配比48/52%（体积比）

4.5环境要求 测试环境温度为20 .....+45 ℃左右 5、试验步骤 5.1 换热量测试—变冷介质流量（在100%通风面积和90%通风面积两种条件下分别测试） 5.1.1 将换热器按照JB/T 10379-2002 图2安装到测试台上。 5.1.2 冷介质进口温度为环境温度a℃ 5.1.3 热介质进口温度为a+20℃。 5.1.4 调节热介质在15 l/min 5.1.5 将冷却介质（冷却风）分别调节到0.5m3/s，0.9m3/s，1.3m3/s，1.76m3/s，2.2m3/s， 2.64m3/s， 5.1.6 按照JB/T10379-2002 记录各项测试参数值。 5.1.7 计算换热量 冷介质热流量 热介质热流量 平均换热量 热平衡误差 5.2 换热量测试-变热介质流量

5.2.1 将换热器按照JB/T10379-2002 要求安装到测试台上。 5.2.2 冷介质进口温度为环境温度a ℃ 5.2.3 热介质进口温度为a+20℃ 5.2.4 按照下表调节冷热测流量 5.2.5 按照JB/T10379-2002 记录各项测试参数值 5.2.6 计算换热量 冷介质热流量 热介质热流量 平均换热量 热平衡相对误差 5.3 风侧阻力曲线 5.3.1 换热面积100% 5.3.1.1 将换热器按照JB/T10379-2002 图2要求安装到测试台上 5.3.1.2 冷风测试温度：环境温度20-45℃ 5.3.1.3 控制热介质（乙二醇溶液）在15 l/min 5.3.1.4 控制热介质（乙二醇溶液进口温度为75℃，进出口平均温度72℃。 5.3.1.5 冷风变化范围0.15m3/s-0.6 m3/s(0.15,0.25,35,0.475,0.6) 5.3.1.6 记录不同介质流量下对应的压降 5.3.2 换热面积90% 5.3.2.1 将换热器按照JB/T10379-2002 图2要求安装到测试台上 5.3.2.2 冷风测试温度：环境温度20-45℃ 5.3.2.3 控制热介质（乙二醇溶液）在15 l/min 5.3.2.4 控制热介质（乙二醇溶液进口温度为75℃，进出口平均温度72℃。 5.3.2.5 冷风变化范围0.5m3/s-2.64 m3/s(0.5,0.9,01.3,1.76,2.2,2.64) 5.3.2.6 记录不同介质流量下对应的压降 5.4 热侧（乙二醇溶液）阻力曲线 5.4.1将换热器按照JB/T10379-2002 图2要求安装到测试台上

离心泵性能实验报告(带数据处理)

实验三、离心泵性能实验姓名：杨梦瑶学号：1110700056 实验日期：2014年6月6日 同组人：陈艳月黄燕霞刘洋覃雪徐超张骏捷曹梦珺左佳灵 预习问题： 1.什么是离心泵的特性曲线？为什么要测定离心泵的特性曲线？ 答：离心泵的特性曲线：泵的He、P、η与Q V的关系曲线，它反映了泵的基本性能。要测定离心泵的特性曲线是为了得到离心泵最佳工作条件，即合适的流量范围。 2.为什么离心泵的扬程会随流量变化？ 答：当转速变大时，，沿叶轮切线速度会增大，当流量变大时，沿叶轮法向速度会变大，所以根据伯努力方程，泵的扬程： H=（u22- u12）/2g + (p2- p1) / ρg + (z2- z1) +H f 沿叶轮切线速度变大，扬程变大。反之，亦然。 3.泵吸入端液面应与泵入口位置有什么相对关系？ 答：其相对关系由汽蚀余量决定，低饱和蒸气压时，泵入口位置低于吸入端液面，流体可以凭借势能差吸入泵内；高饱和蒸气压时，相反。但是两种情况下入口位置均应低于允许安装高度，为避免发生汽蚀和气缚现象。 4.实验中的哪些量是根据实验条件恒定的？哪些是每次测试都会变化，需要记录的？哪些 是需要最后计算得出的？ 答：恒定的量是：泵、流体、装置； 每次测试需要记录的是：水温度、出口表压、入口表压、电机功率； 需要计算得出的：扬程、轴功率、效率、需要能量。 一、实验目的： 1.了解离心泵的构造，熟悉离心泵的操作方法及有关测量仪表的使用方法。 2.熟练运用柏努利方程。 3.学习离心泵特性曲线的测定方法，掌握离心泵的性能测定及其图示方法。 4.了解应用计算机进行数据处理的一般方法。 二、装置流程图： 图5 离心泵性能实验装置流程图

换热器性能综合测试实验教学内容

换热器性能综合测试 实验

第一章实验装置说明 第一节系统概述 一、装置概述 目前我国传热元件的结构形式繁多，其换热性能差异较大，在合理选用和设计换热器的过程中，传热系数是度量其性能好坏的重要指标。本装置通过以应用较为广泛的间壁式换热器（共有套管式换热器、螺旋板式换热器、列管式换热器和钎焊板式换热器四种）为实验对象，对其传热性能进行测试。。 二、系统特点 1.采用四种不同结构的换热器（分别为套管式换热器、螺旋板式换热器、列管式换热器和钎焊板式换热器）作为实验对象，对其进行性能测量。 2.实验装置可测定换热器总的传热系数、对数传热温差和热平衡误差等，并能根据不同的换热器对传热情况和性能进行比较分析。 3.实验装置采用工业现场的真实换热器部件，与实际应用接轨。 三、技术性能 1.输入电源：三相五线制 AC380V±10% 50Hz 2.工作环境：温度-10℃～+40℃；相对湿度＜ 85%(25℃)；海拔＜4000m 3.装置容量：＜4kVA 4.套管式换热器：换热面积0.14m2 5.螺旋板式换换热器：换热面积1m2 6.列管式换热器：换热面积0.5m2 7.钎焊板式换热器：0.144m2 8.电加热器总功率：＜3.5kW 9.安全保护：设有电流型漏电保护、接地保护，安全符合国家标准。 四、系统配置 1.被控对象系统：主要由不锈钢钢架、热水箱、热水泵、冷水箱、冷水泵、涡轮流量计、PT100温度传感器、板式 __________________________________________________

换热器、列管式换热器、套管式换热器、螺旋板式换热器、冷凝器、电加热棒、电磁阀、电动球阀、黄铜闸阀以及管道管件等。 2.控制系统：主要由电源控制箱、漏电保护器、温度控制仪、流量显示仪、调压模块、开关电源以及开关指示灯等。 第二节换热器的认识 一、换热器的形式 能使热流体向冷流体传递热量，满足工艺要求的装置称为换热器。换热器的形式有很多，用途也很广泛。诸如为高炉炼铁提供热风的热风炉，就是一座大型蓄热式陶土换热器；热电厂锅炉上的高温过热器是以辐射为主的高温换热器，而省煤器是以对流为主的交叉流换热器；冶金工厂安装在高温烟道中的热回收装置常用片状管式、波纹管式、插件式等型式换热器；制冷系统上的冷凝器、蒸发器属于有相变流体的换热器，这类换热器无所谓顺流或逆流；内燃机的冷却水箱属于交叉流间壁式换热器的一种。 二、几种主要的换热器 1.列管式换热器（图1） 列管式换热器是目前化工及酒精生产上应用最广的一种换热器。它主要由壳体、管板、换热管、封头、折流挡板等组成。列管式换热器可以采用普通碳钢、紫铜或不锈钢进行制作。在进行换热时，一种流体由封头的连结管处进入，在管道中流动，从封头另一端的出口管流出，这称之管程；另-种流体由壳体的接管进入，从壳体上的另一接管处流出，这称为壳程。 列管式换热器有多种结构形式，常见的有固定管板式换热器、浮头式换热器、填料函式换热器及U型管式换热器。 2.螺旋板式换热器（图2） __________________________________________________

热交换器能效测试与评价规则

热交换器能效测试与评价规则

TSG特种设备安全技术规范 TSG 20XX 热交换器能效测试与评价规则Energy Efficiency Test and Evaluation Regulation for Heat Exchanger (征求意见稿) 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局颁布 20XX年XX月XX日

前言 2016年7月，国家质量技术监督检验检疫总局(以下简称国家质检总局)特种设备安全监察局(以下简称特种设备局)委托中国特种设备检测研究院（以下简称中国特检院）组织起草《热交换器能效测试与评价规则》（以下简称规则）。 2016年7月，中国特检院组织成立了起草组，在西安召开第一次工作会议，讨论了规则的制定原则、重点内容以及主要问题、结构(章节)框架，并且就起草工作进行了具体分工，制定了起草工作时间表。2016年9月，起草组在上海召开第二次工作会议，对规则内容进行了调整，并形成了规则征求意见稿。2016年XX月，特种设备局对征求意见稿进行审查后，以质监特函[2016]XX 号文对外征求基层部门、有关单位和专家及公民的意见。201X年XX月，根据征求到的意见起草组进行修改形成送审稿，并提交给国家质检总局特种设备安全与节能技术委员会审议，起草组根据审议意见进行修改后形成报批稿，201X年XX月XX日，由国家质检总局批准颁布。 本规则主要起草单位和人员如下： 甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司张延丰周文学 西安交通大学白博峰 国家质量监督检验检疫总局特种设备安全监察局冷浩 中国特种设备检测研究院管坚刘雪敏 中国特种设备安全与节能促进会王为国 上海市特种设备监督检验技术研究院汤晓英 甘肃省质量技术监督局特种设备安全监察局严勇 中国石化工程建设有限公司张迎恺 中国石油化工股份有限公司上海高桥分公司蔡隆展 西安市热力总公司唐涤 上海蓝海科创检测有限公司王纪兵 上海板换机械设备有限公司张永德

化工原理实验报告离心泵的性能试验北京化工大学

北京化工大学 化工原理实验报告 实验名称：离心泵性能实验 班级：化工13 姓名： 学号： 20130 序号： 同组人： 实验二：离心泵性能实验 摘要：本实验以水为介质，使用离心泵性能实验装置，测定了不同流速下，离心泵的性能、孔板流量计的孔流系数以及管路的性能曲线。实验验证了离心泵的扬程He随着流量的增大而减小，且呈2次方的关系；有效效率有一最大值，实际操作生产中可根据该值选取合适的工作范围；泵的轴功率随流量的增大而增大； 当Re大于某值时，C 0为一定值，使用该孔板流量计时，应使其在C 为定值的条 件下。 关键词：性能参数（N H Q, , , ）离心泵特性曲线管路特性曲线C0一．目的及任务

1.了解离心泵的构造，掌握其操作和调节方法。 2.测定离心泵在恒定转速下的特性曲线，并确定泵的最佳工作范围。 3.熟悉孔板流量计的构造，性能和安装方法。 4.测定孔板流量计的孔流系数。 5.测定管路特性曲线。 二． 实验原理 1.离心泵特性曲线测定 离心泵的性能参数取决于泵的内部结构，叶轮形式及转速。其中理论压头与流量的关系，可通过对泵内液体质点运动的理论分析得到，如图1中的曲线。由于流体流经泵时，不可避免的会遇到种种阻力，产生能量损失，诸如摩擦损失，环流损失等，因此通常采用实验方法，直接测定参数间的关系，并将测出的He-Q,N-Q 和η-Q 三条曲线称为离心泵的特性曲线。另外，根据此曲线也可以求出泵的最佳操作范围，作为泵的选择依据。 图1.离心泵的理论压头与实际压头 （1）泵的扬程He He=0真空表压力表H H H ++ 式中 H 压力表——泵出口处的压力，mH 2o ； H 真空表——泵入口处的真空度，mH 2o ； H 0——压力表和真空表测压口之间的垂直距离，H 0=。 （2）泵的有效功率和效率 由于泵在运转过程中存在种种能量损失，使泵的实际压头和流量较理论值为低，而输入泵的功率又比理论值为高，所以泵的总效率为 轴 ηN Ne = 102 QHe Ne ρ = 式中 Ne ——泵的有效功率，kW ；

列管式换热器性能测试

列管式换热器性能测试 一、实验目的 1、熟悉列管式换热器的结构。 2、了解列管式换热器的工作原理。 3、掌握列管式换热器传热性能的测量计算方法。 4、测定列管式换热器的总传热系数，对数平均传热温差及热平衡误差。 5、绘制列管式换热器传热性能曲线。 6、掌握列管式换热器顺流/逆流对传热性能的影响。 二、实验原理 1、列管式换热器的结构及换热原理 列管式换热器是目前化工及酒精生产上应用最广的一种换热器。它主要由壳体、管板、换热管、封头、折流挡板等组成。所需材质，可分别采用普通碳钢、紫铜、或不锈钢制作。在进行换热时，一种流体由封头的连结管处进入，在管流动，从封头另一端的出口管流出，这称之管程；另-种流体由壳体的接管进入，从壳体上的另一接管处流出，这称为壳程。 列管式换热器种类很多，目前广泛使用的按其温差补偿结构来分，主要有以下几种： ⑴固定管板式换热器： 这类换热器的结构比较简单、紧凑、造价便宜，但管外不能机械清洗。此种换热器管束连接在管板上，管板分别焊在外壳两端，并在其上连接有顶盖，顶盖和壳体装有流体进出口接管。通常在管外装置一系列垂直于管束的挡板。同时管子和管板与外壳的连接都是刚性的，而管内管外是两种不同温度的流体。因此，当管壁与壳壁温差较大时，由于两者的热膨胀不同，产生了很大的温差应力，以至管子扭弯或使管子从管板上松脱，甚至毁坏换热器。 为了克服温差应力必须有温差补偿装置，一般在管壁与壳壁温度相差50℃以上时，为安全起见，换热器应有温差补偿装置。但补偿装置（膨胀节）只能用在壳壁与管壁温差低于60～70℃和壳程流体压强不高的情况。一般壳程压强超过0.6Mpa时由于补偿圈过厚，难以伸缩，失去温差补偿的作用，就应考虑其他结构。

热交换器性能测试实验

热交换器性能测试实验 一、实验装置 图一、实验装置示意图 1.循环水泵 2.转子流量计 3.过冷器 4.表冷器 5.实验台支架 6.吸入段 7. 整流栅 8.加热前空气温度 9. 表冷器前静压10.U形差压计11. 表冷器后静压12.加热后空气温度13.流量测试段14笛形管15. 笛形管校正安装孔16.风量调节手轮17.引风机18.风机支架19.倾斜管压力计20.控制测试仪表盘21.水箱 2．水箱电加热器总功率为9KW，分六档控制，六档功率分别为1.5KW。 3．空气温度、热水温度用铜—康铜热电偶测量。 4．空气流量用笛形管测量。 5．空气通过换热器的流通阻力，在换热器前后的风管上设静压测点；热水通过换热器的流通阻力，在换热器进出口处设测阻力测点测量。 6．热水流量用转子流量计测量。 二、设备准备 1．向电热水箱内注水至水箱净高5/6处。 2．工况调节 1）全开水箱电加热器开关，待水温接近试验温度时，打开水泵开关，利用水泵出口阀门调节热水流量。

2）在风机出口阀门全关的情况下开启风机，然后开启风阀，并利用该阀门调节空气流量。 3）视换热器情况，调节水箱电加热器功率（改变前三组加热器投入组别，并利用调压器改变第四组加热器工作电压），使热水温度稳定于试验工况附近。 4）调节热水出口再冷却器的冷水流量，使出口热水再冷却至不气化即可。 三、试验方法和数据处理 1．实验方法 1）拟定试验热水温度（可取T 1=60~80℃） 2）在固定热水流速，改变空气流速的工况下，进行一组试验（5个以上工况）。 3）在固定空气流速，改变热水流速的工况下，进行一组试验（5个以上工况）。 4）每一工况的试验，均需测定以下参数：空气进口温度（或室温）；空气出口温度及空气流量；热水进出口温度及热水流量；空气和热水通过换热器的阻力等。 2．数据处理 1）空气获热量：Q 1=C pk ·G k (t 2-t 1), [W] 2）热水放热量：Q 2=C ps ·G s (T 1-T 2), [W] 3）平均换热量：2 2 1Q Q Q += ， [W] 4）热平衡误差：% 1002 2 121?+-= ? Q Q Q Q 5）传热系数：t F Q K ??= · [W/m 2·℃] 式中：C pk ，C ps 分别为空气和水的定压比热。[J/kg ·℃] G k ，G s 分别为空气和水的质量流量，[Kg/s] G k =F k k p ρξ)(2?? G s ——进口温度下的水流量 Kg/s F k ——测速风管面积，[m 2] ξ——笛形管压力修正系数，=1； p ?——笛形管压差读数，[p a ] ρk ——空气密度，[Kg/m 3] t 1，t 2——空气的进出口温度,[℃] T 1，T 2——热水的进出口温度, [℃] F ——换热器散热面积2.775[m 2] t ?——传热温差，[℃]

离心泵性能实验报告

北京化工大学化工原理实验报告 实验名称：离心泵性能实验 班级：化工100 学号：2010 姓名： 同组人： 实验日期：2012.10.7

一、报告摘要： 本次实验通过测量离心泵工作时，泵入口真空表真P 、泵出口压力表压P 、孔板压差计两端压差P ?、电机输入功率Ne 以及流量Q （t V ??/）这些参数的关系，根据公式 0e H H H H ++=压力表真空表、转电电轴ηη??=N N 、102e ρ ??= He Q N 以及轴 N Ne =η可以得出 离心泵的特性曲线；再根据孔板流量计的孔流系数ρp u C ?=2/ 0与雷诺数 μ ρdu = Re 的变化规律作出Re 0-C 图，并找出在Re 大到一定程度时0C 不随Re 变化时的0C 值；最后测量不同阀门开度下，泵入口真空表真P 、泵出口压力表压P 、孔板压差计两端压差P ?，根据已知公式可以求出不同阀门开度下的Q H -e 关系式，并作图可以得到管路特性曲线图。 二、目的及任务 ①了解离心泵的构造，掌握其操作和调节方法。 ②测定离心泵在恒定转速下的特性曲线，并确定泵的最佳工作范围。 ③熟悉孔板流量计的构造、性能及安装方法。 ④测定孔板流量计的孔流系数。 ⑤测定管路特性曲线。 三、基本原理 1.离心泵特性曲线测定 离心泵的性能参数取决于泵的内部结构、叶轮形式及转速。其中理论压头与流量的关系，可通过对泵内液体质点运动的理论分析得到。由于流体流经泵时，不可避免地会遇到各种阻力，产生能量损失，诸如摩擦损失、环流损失等，因此，实际压头比理论压头笑，且难以通过计算求得，因此通常采用实验方法，直接测定其参数间的关系，并将测出的He-Q 、N-Q 和η-Q 三条曲线称为离心泵的特性曲线。另外，曲线也可以求出泵的最佳操作范围，作为选泵的依据。 (1)泵的扬程He ：e 0H H H H =++真空表压力表 式中：H 真空表——泵出口的压力，2mH O ， H 压力表——泵入口的压力，2mH O 0H ——两测压口间的垂直距离，0H 0.85m = 。 (2)泵的有效功率和效率 由于泵在运转过程中存在种种能量损失，使泵的实际压头和流量较理论值为低，而输入

离心泵的性能测试实验报告

实验名称：离心泵的性能测试 班级： 姓名： 学号： 一、 实验目的 1、 熟悉离心泵的操作，了解离心泵的结构和特性。 2、 学会离心泵特性曲线的测定方法。 3、了解单级离心泵在一定转速下的扬程、轴功率、效率和流量之间的关系。 二、 实验原理 离心泵的特性主要是指泵的流量、扬程、功率和效率，在一定转速下，离心泵的流量、扬程、功率和效率均随流量的大小改变。即扬程和流量的特性曲线H=f （Q ）；功率消耗和流量的特性曲线N 轴=f （Q e ）;及效率和流量的特性曲线?=f(Qe);这三条曲线为离心泵的特性曲线。他们与离心泵的设计、加工情况有关，必须由实验测定。 三条特性曲线中的Qe 和N 轴由实验测定。He 和?由以下各式计算，由伯努利方程可知： He=H 压强表+H 真空表+h 0+g u u 22 1 20- 式中： He ——泵的扬程（m ——液柱） H 压强表——压强表测得的表压（m ——液柱） H 真空表——真空表测得的真空度（m ——液柱） h 0——压强表和真空表中心的垂直距离（m ） u 0——泵的出口管内流体的速度（m/s ） u1——泵的进口管内流体的速度（m/s ） g ——重力加速度（m/s 2 ） 流体流过泵之后，实际得到的有效功率：Ne= 102ρ HeQe ;离心泵的效率：轴 N N e =η。在实验中，泵的周效率由所测得的电机的输入功率N 入计算：N 轴=η传η电N 入 式中： Ne ——离心泵的有效功率（kw ） Qe ——离心泵的输液量(m3/s) ρ——被输进液体的密度（kg/m3） N 入——电机的输入功率（kw ） N 轴——离心泵的轴效率（kw ） η——离心泵的效率 η传——传动效率，联轴器直接传动时取1.00 η电——电机效率，一般取0.90 三、 实验装置和流程

实验一 换热器换热性能实验

实验一 换热器换热性能实验 一、实验目的 1．测试换热器的换热能力； 2．了解传热驱动力的概念以及它对传热速率的影响。 二、实验装置 过程设备与控制多功能实验台 三、基本原理 换热器工作时，冷、热流体分别处在换热管的两侧，热流体把热量通过管壁传给冷流体，形成热交换。当若换热器没有保温，存在热损失，则热流体放出的热量大于冷流体获得的热量。 热流体放出的热量为： )(21T T c m Q pt t t -= （3-1） 式中 ： t Q ——单位时间内热流体放出的热量， kW ； t m ——热流体的质量流率，kg/s ； pt c ——热流体的定压比热，kJ/kg·K ，在实验温度范围内可视为常数； 1T 、2T ——热流体的进出口温度，K 或o C 。 冷流体获得的热量为： )(12t t c m Q ps s s -= （3-2） 式中 ：s Q ——单位时间内冷流体获得的热量，kJ/s=kW ； s m ——冷流体的质量流率，kg/s ； ps c ——冷流体的定压比热，kJ/kg·K ，在实验温度范围内可视为常数； 1t 、2t ——冷流体的进出口温度，K 或o C 。 损失的热量为： s t Q Q Q -=? (3-3)

冷热流体间的温差是传热的驱动力，对于逆流传热，平均温差为 ) /l n (2121t t t t t m ???-?= ? （3-4） 式中： 211t T t -=?、122t T t -=?。 本实验着重考察传热速率Q 和传热驱动力m t ?之间的关系。 四、实验步骤 实验前，首先设定初始炉温，待炉温达到设定值后，开始以下步骤。 1．打开热流体管程入口阀1、热流体管程出口阀2，出口流量调节阀6、冷流体壳程入口阀7、冷流体壳程出口阀8，其他阀门关闭，使热流体走管程、冷流体走壳程； 2．打开灌泵，保证离心泵中充满水，开排气阀放净空气； 3．关自来水阀门，启动泵。调节压力调节旋钮（11-7），调整转速使压力保持在0.4Mpa 。 4．调节热流体管程进口阀1，同时观察实验画面，使热流体流量保持0.3L/s 不变； 5．调节出口流量调节阀6，使冷流体流量保持1.0L/s 不变； 6．清空数据库； 7．关闭热水泵，开循环泵，待炉内水温均匀后，关循环泵开热水泵。 8. 待冷流体的进出口温度1t 、2t 及热流体的出口温度2T 稳定后记录数据。 9. 改变炉内的设定温度，重复步骤7。 五、数据记录和整理 保持热流体流量t V 及冷流体流量s V 不变，改变热流体的进口温度1T ，测量冷流体的进出口温度1t 、2t 及热流体的出口温度2T ，根据公式（3-1）和（3-2）分别计算热流体放出的热量t Q 和冷流体获得的热量s Q ，并由式（3-3）计算损失的热量，根据公式（3-4）计算平均温差m t ?，将测量和计算出的结果填入数据表3-1中。

离心泵特性测定实验报告

离心泵特性测定实验报告 姓名：刘开宇 学号：1410400g08 班级：14食品2班 实验日期：2016.10.10 学校：湖北工业大学 实验成绩： 批改教师：

一、实验目的 1．了解离心泵结构与特性，熟悉离心泵的使用； 2．掌握离心泵特性曲线测定方法； 3．了解电动调节阀的工作原理和使用方法。 二、基本原理 离心泵的特性曲线是选择和使用离心泵的重要依据之一，其特性曲线是在恒定转速下泵的扬程H 、轴功率N 及效率η与泵的流量Q 之间的关系曲线，它是流体在泵内流动规律的宏观表现形式。由于泵内部流动情况复杂，不能用理论方法推导出泵的特性关系曲线，只能依靠实验测定。 1．扬程H 的测定与计算 取离心泵进口真空表和出口压力表处为1、2两截面，列机械能衡算方程： f h g u g p z H g u g p z ∑+++=+++222 2222111ρρ （1－1） 由于两截面间的管长较短，通常可忽略阻力项f h ∑，速度平方差也很小故可忽略，则有 (=H g p p z z ρ1 212)-+ - 210(H H H ++=表值） （1－2） 式中： 120z z H -=，表示泵出口和进口间的位差，m ；和 ρ——流体密度，kg/m 3 ； g ——重力加速度 m/s 2； p 1、p 2——分别为泵进、出口的真空度和表压，Pa ； H 1、H 2——分别为泵进、出口的真空度和表压对应的压头，m ； u 1、u 2——分别为泵进、出口的流速，m/s ； z 1、z 2——分别为真空表、压力表的安装高度，m 。 由上式可知，只要直接读出真空表和压力表上的数值，及两表的安装高度差，就可计算出泵的扬程。 2．轴功率N 的测量与计算 k N N ?=电 （W ） （1－3） 其中，N 电为电功率表显示值，k 代表电机传动效率，可取95.0＝k 。 3．效率η的计算 泵的效率η是泵的有效功率Ne 与轴功率N 的比值。有效功率Ne 是单位时间内流体经过泵时所获得的实际功，