熱管換熱器實驗指導書

                    
                  熱管換熱器實驗指導書
                  一、實驗目的:
                  1.了解熱管換熱器實驗臺的工作原理。
                  2.熟悉熱管換熱器實驗臺的使用方法。
                  3.熟悉熱管換熱器換熱量Q和傳熱系數K的測試和計算方法
                  二、實驗臺的結構及工作原理:
                  熱管換熱器實驗臺的結構如下圖所示:
                  實驗臺由1、翅片熱管(整體軋制)2、熱段風道3、冷段分道4、冷段和熱段風機5、電加熱器(Ⅰ—1000W Ⅱ—100W)6、熱電偶7、測溫切換琴鍵開關8、熱球風速儀(獨立儀表)等組成。
                  熱管換熱器實驗指導書(圖1)
                  熱管換熱器實驗臺結構圖
                  1.翅片熱管  2.熱段風道 3.冷段風道 4.風機 5.電加熱器  6.熱電偶
                  7.測溫切換琴鍵開關 8.熱球風速儀(圖中未繪出)9.風速測孔
                   
                  熱段中的點加熱器使空氣加熱,熱風經熱段風道時,通過翅片熱管進行換熱和傳遞,從而使冷段風道的空氣溫度升高。利用風道中的熱電偶對冷、熱段的進出口溫度進行測量,并用熱球風速儀對冷、熱段的出口風速進行測量,從而可以計算出換熱器的換熱量Q和傳熱系數K
                  三、實驗臺參數
                  1.冷段出口面積:熱管換熱器實驗指導書(圖2)0.0045熱管換熱器實驗指導書(圖3)
                  2.熱段出口面積;熱管換熱器實驗指導書(圖4)0.0231熱管換熱器實驗指導書(圖5)
                  3.冷段傳熱表面積:熱管換熱器實驗指導書(圖6)=0.246熱管換熱器實驗指導書(圖5)
                  4.熱段傳熱表面積:熱管換熱器實驗指導書(圖8)=0313熱管換熱器實驗指導書(圖5)
                  四、實驗步驟
                  1.聯接電位差計和冷端熱電偶。(如無冰并條件,可不接冷端熱電偶,而將冷端熱電偶的接線柱短路。這樣,測出的溫度應加上室溫)
                  2.接通電源。
                  3.將工況開關置于“工況1”位置(強熱),此時電加熱器和風機開始工作。
                  4.用熱球風速儀在冷、熱段出口的測孔中測量風速。(為使測量工作在分道溫度不超過40℃的情況下進行,必須在開機后立即測量)。風速儀使用方法,請參閱該儀器說明書。
                  5.待工況穩定后(約20分鐘后),按下琴鍵開關,切換測溫點,逐點測量冷、熱段進出口溫度熱管換熱器實驗指導書(圖10),熱管換熱器實驗指導書(圖11),熱管換熱器實驗指導書(圖12),熱管換熱器實驗指導書(圖13)(參看實驗臺結構圖)。
                  6.將“工況開關”置于“工況Ⅱ(強熱檔)”位置,重復上述步驟,測量工況Ⅱ的冷熱段進出口溫度。
                  7.實驗結束后,切斷所有電源。
                  五、實驗數據處理
                  將實驗中測得的數據填入下表中:
                  工況 序號 風速熱管換熱器實驗指導書(圖14) 冷、熱段進出中口熱電熱Ⅲ Ⅴ 備注
                  冷段熱管換熱器實驗指導書(圖15) 熱段熱管換熱器實驗指導書(圖16) 熱管換熱器實驗指導書(圖10) 熱管換熱器實驗指導書(圖11) 熱管換熱器實驗指導書(圖19)   熱管換熱器實驗指導書(圖20)
                   
                   
                  1        
                  2      
                  3      
                  平均      
                   
                  1      
                  2      
                  3      
                  平均      
                  將實驗所用儀器名稱、規格、編號及實驗日期、室溫等填入上表的備注中計算換熱量、傳熱系數及熱平衡誤差:
                  1.工況Ⅰ(弱熱)
                  冷段換熱量  熱管換熱器實驗指導書(圖21)[熱管換熱器實驗指導書(圖22)]
                  熱段換熱量  熱管換熱器實驗指導書(圖23)[熱管換熱器實驗指導書(圖24)]
                  熱平衡誤差  熱管換熱器實驗指導書(圖25)  %
                  傳熱系數    熱管換熱器實驗指導書(圖26)[熱管換熱器實驗指導書(圖27)℃]
                  式中   熱管換熱器實驗指導書(圖28)冷、熱段出口平均風速 熱管換熱器實驗指導書(圖29)
                             熱管換熱器實驗指導書(圖30)冷熱段出口段面積  熱管換熱器實驗指導書(圖5)
                             熱管換熱器實驗指導書(圖32)冷、熱段出口風溫(參見圖示)℃
                             熱管換熱器實驗指導書(圖33)冷、熱段出口空氣密度 熱管換熱器實驗指導書(圖34)
                             熱管換熱器實驗指導書(圖35)冷段傳熱面積
                                          熱管換熱器實驗指導書(圖36)熱管換熱器實驗指導書(圖37)
                  2.工況Ⅱ(強熱)
                  計算方法同上
                  將上面數據整理所求得的兩種工況的實驗結果填入下表,并進行比較分析。
                  工況 冷段換熱量
                  熱管換熱器實驗指導書(圖38)
                  熱段換熱量
                  熱管換熱器實驗指導書(圖39)
                  熱平衡誤差
                  熱管換熱器實驗指導書(圖40)%
                  傳熱系數
                  熱管換熱器實驗指導書(圖41)℃)
                         
                         

                  六、加熱原理
                  熱管換熱器實驗指導書(圖42)
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