一、实验目的

　　1. 了解热管换热器实验台的工作原理;

　　2. 熟悉热管换热器实验台的使用方法;

　　3. 掌握热管换热器换热量Q和传热系数k的测量和计算方法;

　　二、实验台的结构及其工作原理

　　热管换热器实验台的结构如图所示。实验台由翅片管、热段风道、冷段风道、冷段和热段风机、电加热器、工况旋钮、热电偶、毕托管等组成。

　　热管实验装置图

　　热段中的电加热器使空气加热，热风经热段风道时，通过翅片管进行换热和传递，从而使冷段风道的空气温度升高。利用风道中的热电偶对冷、热段的进出口温度进行测量，并用风速仪对冷、热段的出口风速进行测量，由万能信号输入巡检仪显示其数值，从而可以计算换热器的换热量Q和传热系数k。

　　三、实验台参数

　　1.冷段出口内径：D=84mm;冷段翅片管处断面尺寸200mm×200mm;

　　2.热段出口内径：D=84 mm;热段翅片管处断面尺寸200mm×200mm;

　　3.冷段传热表面参数：

　　翅片管长200mm;铜管直径22mm;翅片直径42mm;翅片管数量11根。翅片宽度10mm，翅片厚度0.5mm，翅片间间距3.5mm。

　　4.热段传热表面参数：

　　翅片管长200mm;铜管直径22mm;翅片直径42mm ;翅片管数量11根。翅片宽度10mm，翅片厚度0.5mm，翅片间间距3.5mm。

　　5.加热功率：1200W。

　　6.毕托管修正系数

　　冷端：动压修正系数ξ=0.95，流量修正系数α=0.98;

　　热端：动压修正系数ξ=0.95，流量修正系数α=0.98。

　　7. 热管换热器冷、热端传热表面积

　　m2(或根据直径计算)

　　8. 安装形式：11根3列叉排。

　　四、换热量、传热系数及热平衡误差的计算：

　　冷段换热量 QL=ρL

　　·FL·CPL(tL2-tL1) [W] 热段换热量 Qr=ρr

　　·Fr·CPr(tr2-tr1) [W]

　　热平衡误差 δ=(Qr-QL)/Qr×100%

　　传热系数 k=QL/(fL·Δt)

　　式中：ρL，ρr――冷、热段出口空气密度 [kg/m3];

　　，

　　――冷、热段出口平均风速 [m/s];

　　FL，Fr――冷、热段出口面积 [m2];

　　tL1 ，tL2 ，tr1，tr2――冷、热段进出口风温 [℃];

　　fL――冷段传热面积[m2];

　　[℃];

　　毕托管测流速计算：

　　式中：

　　——风速 m/s

　　——毕托管的校正系数,取0.98

　　——毕托管压差,Pa

　　----空气密度,kg/m3

　　五、实验步骤

　　1.打开电源开关。检查仪表显示是否正常。

　　2.开启冷、热端风机开关，调节风量旋钮可调节风机风量(顺时针方向为调大)。

　　3.打开加热开关，加热电流调至3.5-4A左右。注意：必须先开热风风机，再开加热器!设置热风进口加热温度在60度。

　　4.
当实验工况点的温度稳定后(约10分钟后)读取数据。记录冷、热端的毕托管压差(Pa)，并通过温度仪表读取各测点的温度值。记录工作每隔3分钟进行一次，取三次数据的平均值作为该点工况的测试数据。

　　5. 然后同步改变冷、热风机风量或者改变热风进口温度，待实验工况稳定后，开始测试数据。

　　6. 实验结束后，先切断加热电源，5分钟后再关闭冷、热风机，然后关闭总电源，整理实验台。

　　注意：热管换热器工作温度(热风进口温度)为60~70℃，切勿超温使用，以防破坏热管。

　　六、实验数据处理

　　1、将实验测得的数据填入表1中：

　　表1

　　2、将上面数据整理所求的两种工况的实验结果填入表2，并进行比较分析。

　　表2

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