建筑环境与设备工程专业实验指导手册

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1、土木建筑工程专业 建筑环境与设备工程专业 专业实验 指导书 实验指导 建 筑 环 境 与 设 备 工 程 专 业 专 业 实 验 指 导 书 第 2 页 共 32 页 2 目目 录录 目目 录录2 实验一实验一 散热器热工性能实验散热器热工性能实验3 实验二实验二 空气加热器性能实验空气加热器性能实验6 实验三实验三 空气处理过程实验空气处理过程实验9 实验四实验四 煤的工业分析煤的工业分析11 实验五实验五 煤的发热量测定煤的发热量测定17 实验六实验六 制冷（热泵）循环演示实验制冷（热泵）循环演示实验27 实验七实验七 制冷压缩机性能测定实验制冷压缩机性能测定实验29 建 筑 环 境 与

2、设 备 工 程 专 业 专 业 实 验 指 导 书 第 3 页 共 32 页 3 实实验验一一 散散热热器器热热工工性性能能实实验验 、实实验验目目的的： ： 1、通过实验了解散热器热工性能测定方法及低温水散热器热工实验装置的结构； 2、测定散热器的散热量 Q，计算分析散热器的散热量与热媒流量 G 和温差 T 的关系。 、实实验验装装置置： ：（ （见见附附图图） ） 、实实验验原原理理： ： 本实验的实验原理是在稳定条件下测出散热器的散热量： hgp ttCGQhkj / 式中：G热媒流量， kgh； Cp水的比热， kj/kg； 、供回水温度，。 g t h t 上式计算所得热量除以 36

3、 即可换算成瓦w。 由于实验条件所限，在实验中应尽量减少室内温度波动。 水箱内的热水由循环水泵打入散热器，经电加热器加热并由温控器控制其温度在某一固 定温度点，经其传热将一部分热量散入房间，降低温度后的回水通过转子流量计流入低位水 箱。流量计计量出流经每个散热器在温度为时的体积流量。 h t 建 筑 环 境 与 设 备 工 程 专 业 专 业 实 验 指 导 书 第 4 页 共 32 页 4 、实实验验步步骤骤： ： l、系统供水，注意供水的同时要排除系统内的空气； 2、打开泵开关，启动循环水泵，使水正常循环； 3、将温控器调到所需温度（热媒温度），打开电加热器开关，加热系统循环水； 4、根据

4、散热量的大小调节每个流量计入口处的阀门。使之流量达到一个相对稳定的值， 如不稳定则需要找出原因，系统内有气应及时排除，否则实验结果不准确； 5、系统稳定后进行纪录并开始测定 当确认散热器供、回水温度和流量基本稳定后，即可进行测定。 散热器供回水温度 tg 与及室内温度均用数显仪直接测量，流量用转子流量计测量。温度和流量均为 h t 每 10 分钟测读一次。 （） 3 101000/ LLGthm / 3 式中： L转子流量计读值； lh； Gt温度为时水的体积流量 h thm / 3 （） tt GGhkg/ 式中： G热媒流量； kgh； 温度为时水的密度； t h t 3 /mkg 6、改

5、变工况进行实验 1）改变供回水温度，保持水流量不变。 2）改变流量，保持散热器平均温度不变。 即保持 恒定2/ )( hgp ttt 7、实验测定完毕 1）关闭电加热器开关； 2）停止运行循环水泵； 3）检查水、电等有无异常现象，整理测试仪器。 建 筑 环 境 与 设 备 工 程 专 业 专 业 实 验 指 导 书 第 5 页 共 32 页 5 、电电工工作作原原理理图图（ （见见附附图图） ） 、实实验验报报告告 供水温度回水温度室温流量散热量QNo tg（）th（）t（）G（kg/h）（kg/h）（w） 1 2 3 4 5 、注注意意事事项项： ： 1、测温电应加入少量机油，以确保温度稳定

6、： 2、水箱内的电热管应淹没在水面下时才能打开，本实验台有自控装置；但亦应经常检查。 3、实验台应接地。 建 筑 环 境 与 设 备 工 程 专 业 专 业 实 验 指 导 书 第 6 页 共 32 页 6 实实验验二二 空空气气加加热热器器性性能能实实验验 、实实验验目目的的 1、 掌握测量空气热工参数的方法； 2、 学会使用各种热工测量仪器； 3、 掌握计算空气加热器传热系数和阻力的方法； 4、 培养独立完成实验的过程设计、准备工作和人员的分工合作； 5、 提高组织协调能力和动手能力。 、实实验验装装置置简简介介（ （参参见见实实验验装装置置示示意意图图） ） 1、 换热器为钢管绕铝片式，

7、翅片管为两排，共十三根，水侧管程为两程。翅片管结构参数见 下表： 翅片外径片距基管直径迎风面积散热面积最窄通风面积热水通流面积 DbdN/dnFyFfF mmmmmmm2m2m2m2 432.321/170.0994.10.0450.0015 2、 水箱电加热器总功率为 14KW，分四档控制，四档功率分别为 6、4、2、2KW，其中第四档 可用调压器进行调节。 3、 空气温度用铜康铜热电偶测量；热水温度用水银温度计测量。 4、 空气流量用笛形管配倾斜式微压计测量。 5、 空气通过换热器的流通能力，在换热器前后的风管上设静压测嘴，配倾斜式微压计测量； 热水通过换热器的流通阻力，在换热器进出口处设

8、测阻力测嘴，配用差压计测量。 建 筑 环 境 与 设 备 工 程 专 业 专 业 实 验 指 导 书 第 7 页 共 32 页 7 6、 热水流量用计量水箱配秒表测量。 、设设备备的的安安装装和和调调试试 1、 用橡胶管及金属管箍连接风机进口和试验风管； 2、 连接电源（380V，四线，50HZ，15KW）； 3、 接热水出口再冷却器进出口水管； 4、 向电热水箱内注水至水箱净高 5/6 处； 5、 在换热器进出口三通处安装水银温度计。 6、 用铜管或耐压橡胶管连接换热器进出口处的阻力测嘴和差压计的管口； 7、 连接倾斜式微压计及其相应的接口； 8、 将电位差计的测量导线接到琴键开关处的接线柱

9、上； 9、 工况调节： a) 全开水箱电加热开关，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； b) 在风机出口阀门全开的情况下开启风机，然后开启风阀，并利用该阀调节空气流量； c) 视换热情况，调节水箱电加热功率（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），使热水温度稳定下试验工况附近； d) 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。 、注注意意事事项项 1、 停机时先关闭全部电热器开关； 2、 十分钟后关闭水泵、风机开关和再冷却器冷水开关，全开风机出风阀门； 3、 关闭所有设备电源后，切断总电源。 、试试验验方方法法和和

10、数数据据处处理理 1、 试验方法 1、 拟定试验热水温度（6080）； 2、 在固定热水流速，改变空气流速的工况下，进行一组实验（5 个工况以上）； 3、 在固定空气流速，改变空气流速的工况下，进行一组实验（5 个工况以上）； 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、 空气获得量： 121 () pkk QCG ttW 2、 热水放热量： 212 () pss QCG TTW 3、 平均换热量： 12 2 QQ Q W 4、 热平衡误差： 12 12 100% 2 Q

11、Q QQ 5、 传热系数： 2 (/) Q KW m C Ft V 式中：，分别为空气和水的定压比热， pk C ps C( /)J kgC ，分别为空气和水的质量流量， k G s G(/ )kg s 建 筑 环 境 与 设 备 工 程 专 业 专 业 实 验 指 导 书 第 8 页 共 32 页 8 2() kkkk GFa b h / ssss GF h 测速管风管面积 k F 2 m 笛形管修正系数a 微压计倾斜比b 微压计读数 k hPa 空气密度 k 3 /kg m 计量水箱面积 s F 2 m 计量水箱水面高度 s hm 流量测量时间s 水的密度 s 3 /kg m 空气的进出口

12、温度 12 ,t tC 热水的进出口温度 12 ,T TC 换热器散热面积F 2 m 传热温差 tVC 2112 21 12 ()() ln TtTt t Tt Tt V 注意事项：热水温度不能超过 80，不然，将使水泵因汽蚀而不能正常工作。 、参参考考文文献献： ： 1、空气调节 2、一种空气加热器选择计算方法，陆亚俊，暖通空调，1998（4） 3、加热器选择计算方法探讨，张继扶，天津防止工学院学报，1999（2） 空气加热器性能实验思考题 1、加热空气都有哪些方法？各有什么特点？ 2、如何测量空气流量？ 3、空气水加热系统的加热效率有哪些影响因素？如何影响？ 4、热电偶的测温原理？ 5、水

13、泵的汽蚀现象受哪些因素影响？如何克服？ 建 筑 环 境 与 设 备 工 程 专 业 专 业 实 验 指 导 书 第 9 页 共 32 页 9 实实验验三三 空空气气处处理理过过程程实实验验 、实实验验目目的的 1、 演示集中空调系统中的直流式系统的空气处理过程； 2、 进行热工测量及计算的训练 、实实验验装装置置简简介介（ （参参见见实实验验装装置置示示意意图图） ） 本实验台为直流式空气处理系统，它由风机组、冷凝机组、蒸发器、二次加热器、加湿器等组 成（详见附图）。 、操操作作步步骤骤 1、 熟悉试验装置及使用仪表的工作原理和性能； 2、 按使用说明书开启空调系统； 3、 工况调节： 、1、

14、风量可通过风机进口处挡板相对位置进行调节，其数值的大小可通过风管出口孔板 处的微压计静压值表示； 、2、蒸发器进气参数可通过加湿器、一次加热器输入功率进行调节； 、3、空气处理的终参数可通过改变压缩机制冷量（可通过调节膨胀阀的开度，即改变蒸 发压力实现）及二次加热器输入功率进行调节。 4、 待系统运行稳定后进行试验测定； 5、 按使用说明书要求关闭空调系统。 建 筑 环 境 与 设 备 工 程 专 业 专 业 实 验 指 导 书 第 10 页 共 32 页 10 、数数据据处处理理 1、 空调系统风量： 1/2 3 0.28()GPV/kg s 式中：孔板流量计压力差 PV 2 mmH O 出

15、风口空气密度 3 3 /kg m 2、 计算空气在各处理过程热量： QG iVkw 式中：空气处理前后焓差 iV/kj kg 3、 为进行热平衡计算，可增加电加热器电流和电压，其加热功率为： 3 10NUI kw 4、 热平衡计算误差计算，并分析误差产生的原因： () 100% NQ N 5、 在图上表示各空气处理过程id 空气处理过程实验思考题 1、为何进行空气处理？ 2、空气处理都包括了哪些方面？ 3、为何该系统中空气的换热量用焓差计算，不用温差计算？ 4、除了喷淋加湿以外，还有其他哪些加湿方案，各有什么特点？ 5、循环系统的热平衡是如何建立的？ 建 筑 环 境 与 设 备 工 程 专 业 专 业 实 验 指 导 书 第 11 页 共 32 页 11 实实验验四四 煤煤的的工工业业分分析析 、实实验验目目的的 煤的工业分析是锅炉设计、灰渣系统设计和锅炉燃烧调整的重要依据，是燃料分析的基 础性实验。它通过规定的实验条件测定煤中水分灰分挥发分和固定碳质量含量的百分数， 并观察评判焦碳的粘结特征。通过煤的工业分析实验巩固概念，使学生掌握煤的工业分析方 法。 、实实验验原原