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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划板式换热器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
2、传递的热量正比于冷、热流体间的温差及传热面积，即Q=KAT式中：A传热面积，m2套管式换热器：板式换热器：管壳式换热器：电加热器：6kVT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T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
3、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，便可由公式计算出传热系数K。计算传热系数K和换热器效率K?Q?TA计算可得三、实验结果分析由实验结论知，
4、三种换热器在顺、逆流两种情况下热流体的散热量均大于冷流体的吸热量很多。这可能是由于热流体的一部分热量散发到了周围环境中而未完全传递给冷流体；另一方面，板式和套管式在逆流情况下的效率均大于顺流情况下的效率，符合理论；但管壳式的效率在顺、逆流两种情况下几乎相同，这可能是由于冷、热流体在进口处的温差就不大的缘故造成的。四、思考题1实验中有哪些因素会影响操作的稳定性或实验结果的准确性？a冷流体进口温度的稳定性；b冷热流体管道的绝热性和密闭性；c冷热流体流量的稳定性；2三种换热器之间相比较，各具有哪些优缺点？板式换热器：优点：结构简单，造价低廉；缺点：传热面积小，效率低。套管式换热器：优点结构简单，加工
5、方便，耐高温，传热系数高且能达到完全逆流提高平均温差；缺点：结构不紧凑，接头多而易漏，占地大。管壳式换热器：单位体积设备提供的传热面积大，传热效果好，结构坚固；缺点：内部封闭，不易拆装清理和维修。3若要强化换热器的传热，则从哪几个方面考虑？a增大平均温度Tm；b增大总传热系数K；c增大单位体积的传热面积A/V。板式换热器属于热交换设备，制造完工的板式换热器应对换热器管板的连接接头，管程和壳程进行耐压试验或增加气密性试验，耐压试验包括水压试验和气压试验。板式换热器一般进行水压试验，但由于结构或支撑原因，不能充灌液体或运行条件不允许残留试验液体时，可采用气压试验。在使用之前要进行试压，换热器的试压
6、系统由换热器、试压泵、金属软管、压力表、盲板和试压环等组成。换热器设备的试压主要包括：介质试验、气密试验、水压试验。压力试验顺序及要求1、固定管板式、壳程试压。检查壳体、换热管与管板相连接接头及有关各部位。、管程试压。检查管箱及有关部位。2、U形管式换热器、釜式重沸器(带u形管束)及填料函式换热器、壳程试压(用试验压环)。检查壳体、管板、换热管与管板连接部位及有关部位。、管程试压。检查管箱的有关部位。3、浮头式换热器、釜式重沸器(带浮头式管束)、用试验压环和浮头专用试压工具进行管与管板相连接接头试压。对釜式重沸器，还应配备管与管板连接接头试压专用壳体，检查换热管与管板连接接头及有关部位。、管程
7、试压。检查管箱、浮头盖及有关部位。、壳程试压：检查壳体、换热管与管板连接接头及有关部位。4、当管程的试验压力高于壳程压力时，接头试压。应按图样规定，或按生产和施工单位双方商定的方法进行。5、重叠换热器接头试压单台进行。当各台换热器程间连通时，管程及壳程试压在重叠组装后进行。检查接管法兰处的密封。6、换热器试压后内部积水应放净。必要时应吹干。验收1、设备投用运行一周，各项指标达到技术要求或能满足生产需要。2、设备防腐、保留完整无损，达到完好标准。3、提交下列技术资料、设计变更及材料代用通知单，材质、零部件合格证。、检修记录。、焊缝质量检验(包括外观检验和无损探伤等)报告。、对整个换热器的实验过程
8、记录。试压后板式换热器若能满足换热器的检修质量和工期要求，则可以进行使用了。如果需要处理的气体毒性高、度危害广，或者板式换热器管壳程之间不允许有丝毫气体外泄的时候，还要必须增加板式换热器的气密性试验。艾瑞德板式换热器在出厂之前都必须经过以上试压合格之后才能打包发货。确保用户在使用过程中不会出现问题。艾瑞德板式换热器有限公司是专业生产可拆式板式换热器、换热器密封垫、换热器板片(PHEPLATE)并提供板式换热器维护服务的专业换热器厂家。艾瑞德有限公司）在全球设有多个标准化工厂及库存中心，服务和销售网点遍布全球。ARD艾瑞德板式换热器有限公司拥有世界上最先进的设计和生产技术以及最全面的换热器专业知
9、识，一直以来ARD艾瑞德板式换热器有限公司致力于为全球50多个国家和地区的石油、化工、工业、食品饮料、电力、冶金、造船业、暖通空调等行业的客户提供高品质的板式换热器，目前已有超过50，000台的板式换热器良好地运行于各行业，ARD艾瑞德板式换热器有限(转载于:写论文网:板式换热器实验报告)公司已发展成为可拆式板式换热器领域的全球领导者。ARD艾瑞德板式换热器有限公司同时也是板式换热器配件领域全球排名第一的供应商和维护商。能够提供世界知名品牌的所有型号的板式换热器板片和垫片。全球约有1/5的板式换热器正在使用ARD艾瑞德板式换热器有限公司提供的换热器配件或接受ARD艾瑞德板式换热器有限公司的维护
10、服务。无论您身在何处，无论您有什么特殊要求，ARD艾瑞德板式换热器有限公司都能为您提供板式换热器领域的系统解决方案。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
11、、技术性能1.输入电源：三相五线制AC380V10%50Hz2.工作环境：温度-10+40；相对湿度85%(25)；海拔4000m3.装置容量：4kVA4.套管式换热器：换热面积5.螺旋板式换换热器：换热面积1m6.列管式换热器：换热面积7.钎焊板式换热器：8.电加热器总功率：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
12、、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2222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.列管式换热器列管
13、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.螺旋板式换热器螺旋板式换热器结构简单而精密，它由两块或四块长金属薄板绕同一个中心卷制而成，板与板之间焊有定距柱，形成了两条或四条间距相同又各自完全独立的螺旋形流道。螺旋板式换热器的
14、流道呈同心状，同时具有一定数量的定距柱。流体在雷诺数较低时，也可以产生湍流。通过这种优化的流动方式，流体的热交换能力得到了提高，颗粒沉积的可能性下降。由于流道的几何形状具有很大的灵活性，因此，螺旋板式换热器可以根据已有的条件和需求进行适当的调整。同时，螺旋板式换热器具有比较长的单独流道，可以为许多不易处理的流体提供足够长的热交换距离，这样，流体可以在一个设备中进行完全处理，并且避免了由于流体的突然转向而产生的堵塞问题。螺旋板式换热器采用单流道结构设计，因此采用化学方法对流道内部进行清洗具有很好的效果。有盖板的螺旋板式换热器，盖板一般都配有钩头螺栓，以便于打开盖板，用机械方式对流道内部进行清洗。
15、而在处理污泥和泥浆的设备上，盖板一般都安装有脚轮或者吊架，这样可以更快捷的打开盖板。3.套管式换热器套管式换热器以同心套管中的内管作为传热元件的换热器。两种不同直径的管子套在一起组成同心套管，每一段套管称为“一程”，程的内管借U形肘管,而外管用短管依次连接成排,固定于支架上。热量通过内管管壁由一种流体传递给另一种流体。通常，热流体由上部引入,而冷流体则由下部引入。套管中外管的两端与内管采用焊接或法兰连接。内管与U形肘管多用法兰连接,便于传热管的清洗和增减。每程传热管的有效长度取47m，这种换热器传热面积最高达18m2,故适用于小容量换热。当内外管壁温差较大时,可在外管设置U形膨胀节或内外管间采用填料函滑动密封,以减小温差应力。管子可用钢、铸铁、陶瓷和玻璃等制成,若选材得当,它可用于腐蚀性介质的换热。这种换热器具有若干突出的优点，所以至今仍被广泛用于石油、石油化工等工业部门。4.板式换热器板式换热器属于高效换热设备。
