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1、 换热器的操作和传热系数的测定一、实验目的1、了解换热器的结构；2、掌握测定传热系数K的方法；3、学会换热器的操作方法，提高研究和解决传热实际问题的能力二、基本原理列管式换热器是工业生产中广泛使用的一种间壁式换热设备，通常由壳体、管束、隔板、挡板等主要部件组成。冷、热流体借助于换热器中的管束进行热量交换而完成加热或冷却任务。衡量一个换热器性能好坏的标准是换热器的传热系数K值。 由传热速率方程式知： Q=K A式中 可由P，R两因数根据安得伍德（Underwood）和鲍曼(Bowman)提出的图算法查取。式中： 、热、冷流体的传热速率WQ换热器的传热速率W、热、冷流体质量流量kg/s(=)、热、
2、冷流体的平均恒压热容J/kg、热流体进、出口温度、冷流体进、出口温度K换热器的总传热系数W/A换热器传热面积（A）冷、热流体的对数平均传热温差按逆流流动形式计算的对数平均传热温差以管束外表面积为基准的传热系数可由下式求取： 三、实验装置及流程介质A：空气经增压气泵（冷风机）C601送到水冷却器E604，调节空气温度至常温后，作为冷介质使用。介质B：空气经增压气泵（热风机）C602送到热风加热器E605，经加热器加热至70后，作为热介质使用。介质C：来自外管网的自来水。介质D：水经过蒸汽发生器R601汽化，产生压力为0.2MPa(G)的饱和水蒸汽。从冷风风机C601出来的冷风经水冷却器E604和
3、其旁路控温后， 进入列管式换热器E603的管程，与热风换热后放空； 经板式换热器E602与热风换热后放空； 经套管式换热器E601内管，与水蒸气换热后放空； 经列管式换热器E603管程后，再进入板式换热器E602，与热风换热后放空。从热风风机C602出来的热风经热风加热器E605加热后，分为三路： 进入列管式换热器E603的壳程，与冷风换热后放空； 进入板式换热器E602，与冷风换热后放空； 经列管式换热器E603壳程换热后，再进入板式换热器E602，与冷风换热后放空。其中，热风进入列管式换热器E603的壳程分为两种形式，与冷风并流或逆流。从蒸汽发生器R601出来的蒸汽，经套管式换热器E601
4、的外管与内管的冷风换热后排空。工艺参数指标：温度控制：热风加热器出口热风温度：080，高位报警：H=100；水冷却器出口冷风温度：030；列管式换热器冷风出口温度：40-50，高位报警：H=70；流量控制：冷风流量：1560m3/h热风流量：1560m3/h；液位控制：蒸汽发生器液位：200-500mm,低位报警：L=200mm。四、实验步骤准备阶段检查所有仪表、设备是否处于正常状态，开启总电源开关，打开控制柜上空气开关33（1QF），打开装置仪表电源总开关10(2QF)，打开仪表电源开关SA1(8), 查看所有仪表是否上电，指示是否正常。将各阀门顺时针旋转操作到关的状态。检查孔板流量计正压阀
5、和负压阀是否均处于开启状态（实验中保持开启）。调节温度控制仪的设定温度到指定值。实验阶段1、启动热风机C602，调节风机出口流量FIC602为某一实验值，开启C602热风风机出口阀VA05，列管式换热器E603热风进、出口阀和放空阀（VA13、VA16、VA18),启动热风加热器E605（首先在C3000A上手动控制加热功率大小，待温度缓慢升高到实验值时，调为自动，其具体操作方法看附件四），控制热空气温度稳定在80。注意:当流量FIC60220%时禁止使用热风加热器，而且，风机运行时，尽量调到最大功率运行。2、列管式换热器开车：（1）设备预热依次开启换热器热风进、出口阀和放空阀（VA13、VA
6、16、VA18），关闭其它与列管式换热器相连接管路阀门，通入热风(风机全速运行），待列管式换热器热风进、出口温度基本一致时，开始下步操作。（2）并流操作依次开启列管式换热器冷风进、出口阀（VA08、VA11），热风进、出口阀和放空阀（VA13、VA16、VA18），关闭其它与列管式换热器相连接管路阀门。启动冷风风机C601，调节其流量FIC601为某一实验值，开启冷风风机出口阀VA04，开启水冷却器E604冷风出口阀VA07，自来水进出阀（VA01、VA03），通过阀门VA01调节冷却水流量，通过阀门VA06控制冷空气温度TI605稳定在30；调节热风进口流量FIC602为某一实验值、热风加热
7、器出口温度TIC607（控制在80）稳定，调节热风电加热器加热功率，控制热风出口温度稳定。待列管式换热器冷、热风进出口温度基本恒定时，可认为换热过程基本平衡，记录相应的工艺参数。以冷风或热风的流量作为恒定量，改变另一介质的流量，从小到大，做3-4组数据，做好操作记录。（3）逆流操作依次开启列管式换热器冷风进、出口阀（VA08、VA11），热风进、出口阀和放空阀（VA14、VA17、VA18），关闭其它与列管式换热器相连接管路阀门。启动冷风风机C601，调节其流量FIC601为某一实验值，开启冷风风机出口阀VA04，开启水冷却器空气出口阀VA07，自来水进出阀（VA01、VA03），通过阀门VA
8、01调节冷却水流量，通过阀门VA06控制冷空气温度TI605稳定在30（其控温方法为手动，如主要控制回路中的2.2.4）；调节热风进口流量FIC602为某一实验值、热风加热器出口温度TIC607（控制在80）稳定，调节热风电加热器加热功率，控制热风出口温度稳定。待列管式换热器冷、热风进出口温度基本恒定时，可认为换热过程基本平衡，记录相应的工艺参数。以冷风或热风的流量作为恒定量，改变另一介质的流量，从小到大，做3-4组数据，做好操作记录。实验结束停止热风加热器，继续大流量运行冷风风机和热风风机，当冷风风机出口总管温度接近常温时，停冷风、停冷风风机出口冷却器冷却水；当热风加热器出口温度TIC607
9、低于40时，停热风风机。装置系统温度降至常温后，关闭系统所有阀门。切断控制台、仪表盘电源。清理现场，搞好设备、管道、阀门维护工作。五、实验记录及数据处理1、实验记录序号冷风系统热风系统冷风进口温度()冷风出口温度()热风进口温度()热风出口温度()水冷却器进口压力阀门VA07的开度风机出口流量(m3/h)电加热设定温度（）风机出口流量(m3/h)1234562、数据处理123456冷流体进口温度冷流体出口温度热流体进口温度 热流体出口温度 逆流时对数平均温度差校正系数 对数平均温度差 冷流体质量流量K g/s冷流体比热Cpc kJ/kg K传热面积A m2总传热系数KW/六、思考题1影响传热系数K的因素有哪些？2如何强化传热？情结合本实验的实际情况进行分析。
