《专业基础综合实验指导书》

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1、实验一流动与传热综合实验1实验1换热器传热系数的测定1实验2温度控制实验9实验3PLC控制实验13实验4流动阻力特性实验17实验5数据采集实验21实验二换热器综合实验24实验三气液两相流实验指导书30实验1垂直上升管中气液两相流特性实验31实验2倾斜管中气液两相流特性实验36实验3气液两相流流经孔板的特性实验40实验4气液两相流流经文丘里管的特性实验44实验5水平集箱和垂冑并联管管道系统的特性实验47附录一电磁流量刊51附录二涡轮气体流量计52附录三差压变送器52附录四IMP359553附录五数据采集程序53实验四平板气膜冷却实验台实

2、验55附录一液品测温基本原理及液品保存喷涂注意事项58附录二数采程序使用说明59实验五离心泵并联及工况调节实验67实验一流动与传热综合实验实验1换热器传热系数的测定一、实验目的1.了解换热器传热系数的测定方法，测定套管式水一水换热器的传热系数；2.了解实验装置和测量系统的原理及组成，熟悉温度、流量、和压差的测量方法；3.掌握换热器传热系数测定实验数据的处理方法。二、实验原理根据换热器理论，稳态工况下换热器的传热量可按照下式计算①二KF&W(1)式中，K为换热器的传热系数，W/(m2°C)；F为传热而积，m?；心是换热器的平均温差，°C

3、。对于图1中的顺流式套管换热器（人-（2）-（人-（2）对于图1(b)小的逆流式套管换热器(人-5)-(斤-乙)(<-<)其屮和/分别是套管换热器的热水进出口温度和冷水进出口温度。热流体出口根据热力学理论，热水和冷水通过换热器时的交换的热流量分别为①严-门⑷①2(5)其中"，加2分别是热水和冷水的质量流量，kgls；C”Cp2分别是热水和冷水的定压比热，J/(kg°C)o如果忽略散热损失，则在稳态工况下①二①I=①。(6)根据换热而的儿何尺寸可以计算出换热而积F,根据相关的计算公式或图表可计算出水的比热，在稳态工况下，测出热水和冷水的

4、m,,m2,热流体和冷流体的进出口温度和厂，就可以根据式⑴-式⑹计算出换热器的传热系数K=—(7)Ft在换热器传热系数的测定实验中，可以通过改变水流量和进口温度来测定不同工况条件下的传热系数，也可以通过更换介质的相对流向测泄不同流量时的传热系数，还可以更换不同采収了强化传热措施的换热面来考察传热的增强效果。三、实验设备及测量系统1.系统的组成与结构实验装置由可程控的冷热水源、流程切换阀门组、被测换热器和测控系统组成，如图3所示。程控的热水源市程控电加热器、变频器拖动的循坏水泵和膨胀水箱纽成，根据实验耍求向换热图3换热器实验装置示意图

5、切换阀门纽1器捉供给定温度和给定流量的热水。nin程控的冷水源山变频器拖动风机的冷却塔、变频器拖动的循环水泵和程控补热电加热器组成，根据实验要求向换热器提供给定温度和给定流量的;O於器’温度传感器流程切换阀门组由输配管道和12球阀组成，负责流体内外侧切换和流向切换，切换控制由计算机给岀阀门的灯光指示。被测换热器由两台套管式换热器串联阳成，换热器的换热管可以根据需耍更换。测控系统包折2个可控硅调压加电热器温控系统，2个流量变送密昨杰怨压变送器和6支钳电阻（PtlOO）、3台变频器（分别控制冷、热水泵、冷却塔风机）、2组PLC（1组作为运

6、行菽制，1组作监测）和1台工控PC（用于数据釆集、数据处理和实验管理）组成。系统组成如图4所示。“辅加热器冷水泵r温度传感器图4测控系统组成示意图1.水流量的测量流量的测量采用精度为0.5级，量程为4t/h的涡轮流量变送器，安装在循环水泵的出口。涡轮流量变送器将水流量信号转换成4〜20mA标准信号，接入到PLC的模拟量输入端子，经A/D转换后成为数字信号。2.水温度的测量水温采用Pt100钳电阻作为传感器，直接接入PLC上的RTD温度采集模块，经模块转换成数字信号。3.压差的测量压差数据在换热器传热系数测量中用作参考，采用0.5级的差

7、压变送器将差压信号转换成4〜20mA标准信号，接入到PLC的模拟量输入端子，经A/D转换厉成为数字信号。4.换热器的传热面积传热面积对以根据换热器内管的直径和长度确定，计算的换热面积耍注明是内管的内农面积述是外表面积。四、测试方法及实验步骤1.首先启动计算机，点击电脑桌面上的“换热器试验台”图标，运行测控程序；本实验系统按以下步骤进行操作:•实验台调试•✓裁工身份螫证%用户设置怎实验台调试勺实鑿历史曲銭0实螫报告输出目停止教工崇作金帮助文档•该操作由教工完成，具体操作如下：•首先点击“教工身份验证”按钮，教T可迓行身份验证以获得图示T

8、具栏所列功能的操作权限，然后点击“实验台调试”按钮进入实验台调试界血，进行实验台设备调试。•实验台设备运行正常后，点击“停止教工工作”按钮完成此步骤。•实验选择•该操作由学生完成。具体操作如下:丈验选择HAMA冲IM宜烹