顺逆流热交换实验(仅供参考)
油-水列管换热实验指导书(仅供参考,不是同一套设备)
油－水列管换热实验实验指导书油－水列管换热实验一、 实验目的1．了解间壁式传热元件，测定列管式换热器的总传热系数，测定管内α与Re 之间的关系。
2．观察列管换热器结构，考察冷流体流速对总传热系数的影响。
3．比较并流传热和逆流传热的流程特点和实验效果。
4．了解热电阻测温方法、涡轮流量计测流量方法，学会使用变频器。
二、基本原理在工业生产过程中，大量情况下，冷、热流体系通过固体壁面（传热元件）进行热量交 换，称为间壁式换热。
如图(4－1)所示，间壁式传热过程由热流体对固体壁面的对流传热， 固体壁面的热传导和固体壁面对冷流体的对流传热所组成。
达到传热稳定时，有()()()()mm W M W p p t KA t t A T T A t t c m T T c m Q ∆=-=-=-=-=221112222111αα （4－1） 式中：Q － 传热量，J / s ；Tt图4－1间壁式传热过程示意图m 1 － 热流体的质量流率，kg / s ； c p 1 － 热流体的比热，J / (kg ∙℃)； T 1 － 热流体的进口温度，℃； T 2 － 热流体的出口温度，℃； m 2 － 冷流体的质量流率，kg / s ； c p 2 － 冷流体的比热，J / (kg ∙℃)； t 1 － 冷流体的进口温度，℃； t 2 － 冷流体的出口温度，℃；α1 － 热流体与固体壁面的对流传热系数，W / (m 2 ∙℃)；A 1 － 热流体侧的对流传热面积，m 2；()m W T T -－ 热流体与固体壁面的对数平均温差，℃；α2 － 冷流体与固体壁面的对流传热系数，W / (m 2 ∙℃)；A 2 － 冷流体侧的对流传热面积，m 2；()m W t t - － 固体壁面与冷流体的对数平均温差，℃；K － 以传热面积A 为基准的总给热系数，W / (m 2 ∙℃)； m t ∆－ 冷热流体的对数平均温差，℃；热、冷流体间的对数平均温差可由式（4—2）计算，()()12211221ln t T t T t T t T t m -----=∆ （4－2）下面通过两种方法来求对流给热系数。
顺逆流换热器部分冷热流体温度凸凹变化的数学解析
顺逆流换热器部分冷热流体温度凸凹变化的数学解析
换热器主要是指在交换热流体的过程中，用来提高流体内部热能的一种设备。
热传导在换热器中是一个非常重要的过程，它影响着流体的温度变化，进而影响着换热器的性能。
这里我们具体讨论的是换热器中冷热流体温度变化的特性，具体来讲就是冷热流体温度凸凹变化的情况，这种变化由热工物理学中的热传导方程式来解析，它主要分为顺逆流两种模式，顺逆流换热器部分冷热流体温度凸凹变化的数学解析就是本文要讨论的内容。
二、数学解析
1.顺逆流换热器的原理
顺逆流换热器的原理是将来自两个不同温度的流体以不同的流
向进行交换，使火焰温度控制在某一特定范围之内。
可以看出，顺逆流换热器实际上是一种双向换热器，在同一节内可以实现正反两个流动方向。
2.顺逆流换热器的热传导方程式
在顺逆流换热器中，流体温度变化是由热传导方程式来控制的，其形式为：
Q=R*A*T/X
其中，Q表示热传导系数，R表示热阻，A表示换热面积，T表示冷热流体温度的差值，X表示流体距离热传导路径的距离。
特别地，由于热传导方程式中热传导系数Q随着温度的变化而变化，因此冷热流体温度变化的特性也会发生变化，即凸凹变化的特性。
三、结论
顺逆流换热器部分冷热流体温度凸凹变化的数学解析表明，流体的热能是由热传导方程式来控制的，当热传导方程式中的热传导系数Q发生变化时，冷热流体温度的变化也会产生凸凹变化的特性，这一特性为换热器的性能提供了更加准确的参考指标，为换热器的效率提升提供了保障。
热交换器原理与设计第6章 热交换器的试验与研究
m=ρs δs=ρs λs rs
3) 腐蚀类型及腐蚀测试
由于所接触介质的作用使材料遭受损害、 性能恶化或破坏的过程称为腐蚀。 腐蚀产物会形成污垢；污垢也会引起 腐蚀，因此腐蚀与污垢的形成都不是 独立的过程，两者密切相关、相互影响。
腐蚀种类很多，影响因素也很多。热交 换器的材料、结构、参与热交换的流体 种类、成分、温度、流速等都影响腐蚀。
图6.12 腐蚀率-时间曲线图
☆腐蚀类型
溶解氧腐蚀；电偶腐蚀；缝隙腐蚀；点腐蚀；应力 腐蚀开裂(SCC)；磨损腐蚀；氢危害；微生物腐蚀
☆腐蚀测试
金属遭受腐蚀后，其重量、厚度、机械性能、组织 结构等都会发生变化。常用深度表示腐蚀率。 金属腐蚀的深度表示法是用单位时间 (通常以年计) 的腐蚀深度来表示腐蚀率，我国常用单位mm/yr。 以深度表示的腐蚀率可按下式计算： K1=(m1 – m2 )×24×365×10-3/(Aτρ) =Km ×24×365×10-3/ρ， mm/yr
图6.1 水—水管套式热交换器实验系统
1 电热水箱；2 水泵；3、11、12、13、14、19 阀门； 4、10 流量计；5 内管；6 套管；7 保温套；8 冷水箱； 9水泵；15、16、17、18 温度测点；20 电加热器
实验步骤
1) 了解试验系统、操作方法及测量仪表使用方法。 2) 接通热水箱电加热器的电源，将水加热到预定温度。 3) 启动冷、热水泵。 4) 根据预定的试验要求，分别调节冷、热水流量达 到预定值，然后维持在此工况下运行。 5) 当冷、热水的进、出口温度均达稳定时，测量并 记录冷、热水流量及各项温度值。 6) 改变冷水(或热水)流量若干次，即改变运行工况， 再进行5的测量。 7) 如需要，调节加热功率，将水加热到另一预定温度， 重复4～6步骤。 8) 试验中如有必要，可以改变任一侧流体的流向， 重复5、6两步骤。 9) 试验完毕依次关闭电加热器、热水泵及冷水泵等。
换热器综合实验报告
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。
传热过程中传递的热量正比于冷、热流体间的温差及传热面积，即Q = KAΔT （1）式中：A—传热面积，m2（1）套管式换热器：0.45m2（2）板式换热器：0.65m2（3）管壳式换热器：1.05m2电加热器：6kVΔT—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ΔT 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（2）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（1）计算出传热系数K 。
顺流及逆流流体温度沿程变化规律的理论研究
如图 １ 所示 ，取微元 换热 面 ｄ Ａ，两侧冷热 流体
收 稿 日期 ：２ ０ — ９ １ ０６ ０—３
作者 简介：龙建佑 （９４ ） １７一 ，男 ，重庆人 ，讲师，华南理Ｔ大学博士研究生． 研究方向： 强化传热与制冷技术
维普资讯
由 （） （）得 ： ３、 ５
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图 １所 示
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２ 逆 流 流 动 冷 热 流 体 温 度 沿 程
科技与应用
顺流 及逆流流 体温度沿程变化规律 的理论研究
龙 建佑
（ 德 职业 技 术 学 院 机 电丁 程 系 ，广 东 佛 山 ５ ８ ３ ） 顺 ２ ３ ３
摘 要 ：运 用传 热 学基 本 原理进 行理 论分析 ，得 出 了顺 流及逆 流 的单 相流 流动 以及 含有
逆流热交换
逆流热交换逆流热交换：是热能转移中涉及了热工原理和技术的重要物理过程。
其基本原理是将温度比较高的物体与温度比较低的物体放入相同的容器中，若容器中的两个物体之间有足够的接触面积，会发生热交换，使容器中的各物体温度趋于稳定，这称为“逆流热交换”。
逆流热交换的应用范围十分广泛，几乎涉及到各个方面，特别是对工业生产有着重要的作用，例如冶金和制冷工业，以及在化学反应过程中，也有着广泛的应用。
此外，在食品加工行业、农业科学研究等方面也使用逆流热交换来提高产量。
逆流热交换的实际应用中，最先出现的是雷诺瓦效应，这是在1824年以非常简单的实验方式发现的。
它表明，当两个不同的物体被放置在一个容器中，它们之间会发生一种“反向”热传递，即低温物体向高温物体传递热量，以达到较高的热力学效率。
随着科学技术的发展，现在逆流热交换已被广泛应用，发挥着重要的作用。
逆流热交换主要有两种形式：一种是湿式热交换，另一种是干式热交换。
湿式热交换是指在两个相关的物体之间有液体，液体可以有效地传递热量。
而干式热交换则指在两个物体之间没有任何液体，而是将两个物体放到一个共享热源的空间中，由此实现热交换。
逆流热交换技术包括多种不同的技术，其中最重要的包括热换算、热管理和热分布等，它们可以有效地控制物体间的热交换。
面板换热器是其中一种常用的热交换器，面板换热器主要由框架、板材和热交换器部件组成，它可以实现在液体、气体和粉末等物体之间的有效热交换。
使用逆流热交换系统的好处有很多，例如可以有效控制温度，有利于提高产量和产品质量，可以降低能耗，也有助于环境保护。
但是，在使用逆流热交换系统时也存在一些问题，例如可能会受到环境因素的影响，因此在实际应用中，需要根据不同的环境条件和不同的应用进行适当的改进和调整。
总而言之，逆流热交换系统是一种先进的、经济实用的热能转换系统，由于它有效降低了能耗，有效控制了温度，因此被广泛应用于工业生产等领域。
它的应用不仅可以节约大量能源，而且还有助于环境保护，是未来可持续发展能源技术的重要研究对象。
热流体课程实验报告-换热器综合实验
8.6 换热器综合实验一、实验目的(1) 熟悉换热器性能的测试方法，了解影响换热器性能的因素。
(2) 掌握间壁式换热器对数平均温差以及传热系数k 的测定方法。
(3) 了解套管式换热器、板式换热器和列管式换热器的结构特点及其性能的差别。
二、实验原理本实验所用的均是热量通过固体避免由热流体传递给冷流体的间壁式换热器。
根据传热方程式的一般形式，换热器传热系数可有下式决定：k =ΦAΔt m(1)不论顺流、逆流，对数平均温差的计算式为：Δt m =Δt max −Δt minlnΔt max Δt min(2)冷、热流体通过套管交换的热量，可根据如下热平衡方程式求得q V1ρ1c p1(t 1′−t 1′′)=q V2ρ2c p2(t 2′′−t 2′)(3)保持冷水流量不变的情况下，改变热水的流量，进行不同工况的实验测定，可进一步得出传热系数k 与热水流量的关系特性曲线。
三、实验装置1.冷水泵2.冷水箱3.冷水流量计4.冷水顺逆流阀门组5.列管式换热器6.套管式换热器7.板式换热器8.热水流量计9.热水箱 10.热水泵 11.电加热器 四、实验内容1、 工况稳定后，测量冷、热水进、出口温度、流量，重复测量5次；2、 以5次测量的平均值，现场计算实验工况的热平衡偏差，要求热平衡偏差在±5%左右；3、 保持冷水流量160L/h 不变，改变热水流量（550,500,450,400,350L/h 左右），进行测量及计算；4、 按照以上操作步骤，分别转换开闭指定换热器（顺流和逆流），进行实验，测读数据；实验名称五、实验数据整理1. 对数平均温差根据实验测定结果，按(2)式计算顺、逆流换热器的对数平均温差Δt m。
2. 换热量热水侧放热量Φ1=q V1ρ1c p1(t1′−t1′′)(W)冷水侧放热量Φ2=q V2ρ2c p2(t2′′−t2′)(W)(W)平均换热量Φm=Φ1+Φ22×100%热平衡偏差δ=Φ1−Φ2Φm3. 传热系数k=ΦAΔt m4. 实验结果的拟合采用最小二乘法拟合整理套管式换热器的传热系数与流速的关系式，以传热系数k为纵坐标，以热水流速为横坐标，在坐标图上标绘实验点及所得关系式。
换热器综合实验报告 -回复
换热器综合实验报告-回复每一步都是怎样操作的？在实验报告中，我将详细介绍我所参与的换热器综合实验及其实验步骤。
首先，我们选择了一个基本的换热器模型，以便研究热交换过程并测量热负荷。
实验步骤如下：1. 准备工作：在实验开始前，我们进行了一些准备工作。
首先，确认每个实验室成员对实验的目的和目标有清晰的了解。
然后，我们检查了所需的实验设备和材料的完整性和可用性，并确保实验室环境适合进行实验。
2. 设定实验参数：根据实验的设计要求，我们设定了实验参数，例如流体的种类（水或气体）、初始温度、流速和压力。
这些参数决定了换热器的运行条件和产生的数据。
3. 组装换热器：根据说明书和指导，我们按照正确的顺序组装换热器。
这包括安装冷却和加热介质的入口和出口管道，确保密封和连接良好。
4. 测量和记录基准值：在实验运行前，我们测量和记录初始状态下的基准值。
这包括测量介质的初始温度、流速和压力。
这些基准值将用于与实验数据进行比较，以评估换热器的性能。
5. 启动实验：当所有准备工作完成后，我们启动实验装置并开始收集数据。
我们监测和记录进出口的温度、流速和压力，并确保实验条件保持稳定。
6. 数据分析：一旦实验数据收集完毕，我们对其进行分析。
这包括计算换热器的传热率、效率和热交换效果。
我们还根据实验数据绘制图表和曲线，以便更直观地理解结果。
7. 结果讨论：在实验报告中，我们综合讨论了实验结果，并与理论预期进行了比较。
我们讨论了可能的误差来源，并提出改进实验的建议。
8. 结论：最后，我们得出了该实验的结论。
我们总结了换热器的性能和效果，并提出了未来进一步研究的方向。
通过这个实验，我们不仅学到了换热器的基本原理和运行方式，更重要的是，我们学会了在实验中设计、操作和分析的技巧。
这对于未来的科学研究和工程实践非常有价值。
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热工综合实验报告
学院：机械学院
专业：能源与环境系统工程
姓名（学号）：1141440056韦声
1141440057冯铖炼
实验原理：
本实验是通过间壁式换热器进行传热实验，即冷、热两种流体分别在固体壁面两侧流动，两流体不直接接触，通过固体壁面进行传热。
1.测定从传热系数h
由于换热器内的冷热空气的温度和物性是变化的，因而在传热过程中的局部传热温差和局部传热系数都是变化的，工程计算中，在沿程温度和物性变化不是很大的情况下，通常传热系数K和传热温差△t m均可采用整个换热器上的对数平均值，因此，对于整个换热器，传热速率方程可写为
m
即：
式中：Q-传热速率，W;
A-换热器的传热面积，m2；
△t m-换热器两端的对数平均温差，℃；
h-总传热系数，W/m2･℃。
2.传热效率Q的计算
热空气传热量：Q1=m1*c p1*(T1-T2)
冷空气传热量：Q2=m2*c p2*(t1-t2)
考虑到冷空气走换热器的壳程，壳程的外表面存在热损失，因此上传热速率应以热空气
侧来计算。
故Q=Q1
式中: Q1、Q2-热空气、冷空气传热速率，W；
m1、m2-热、冷空气的质量流量，kg/h；
T1,T2-热空气的进、出口温度，℃；
t1,t2-冷空气的进、出口温度，℃；
c p1,c p2-冷、热空气的定压比热，J/kg･℃，分别根据热、冷空气的定性温度T
、t性查得，其中：
性
3.对数平均温度差△t m的计算
△t m=
其中：
逆流时：△t1=T1-t2△t2=T2-t1
顺流时：△t1=T1-t2△t2=T2-t1
4．热空气质量流量m的计算
式中：V——热空气的体积流量，m3/h；
C ——孔板流量计的校正系数,本实验中，C=1.6889；
ΔP——孔板两侧差压变送器的读数，kPa。
本实验中，可根据空气的温度和压力，应用理想气体状态方程来进行计算，即：
式中：MA——空气的摩尔质量，kg/kmol；
本实验中，MA=29.0 kg/kmol；P0——大气压，kPa；P0=101.3 kPa；
R——通用气体常数，kJ/(kmol·K)；
本实验中，R=8.314 kJ/(kmol·K)；T——孔板处空气温度，K。
R——通用气体常数，kJ/(kmol·K)；本实验中，R=8.314 kJ/(kmol·K)；
M=V
实验步骤
1．连接电源，开启电源总开关，电源指示灯亮，观察各电压表的示数是220V。
运行“T HXHR-5”监控工程，通讯成功后，开始准备实验。
2．全开阀F6，启动无纸记录仪，在手动(M)调节状态下，将加热调节的比例输出操作值MV设为40。
启动热风机、空气加热器。
3．逆流实验：全开阀F3、F4，关闭阀F2、F5、F7，启动冷风机，调节阀F1、F3，将流量调节至40m3/s。
4．等待2min，记录下当前实验数据。
5．按照步骤4，固定冷、热空气流量，取5组实验数据，将数据记录下来
6．顺流实验：全开阀门F2、F5，关闭阀门F3、F4、F7；通过控制阀F1 和F2 控制冷空气进入换热器的流量为40 m3/h 左右。
7．重复步骤4和5，并记录相应数据。
8．实验结束后，将无纸记录仪上的调压模块的比例输出设为0，依次关闭“空气加热
器、冷风机、热风机、无纸记录仪、电源总开关”，整理实验台。
实验中遇到的问题
1.多组实验数据误差过大，运行情况不够稳定，也许是由于设备开机时间还不够长，
流场还未稳定，设备温度还未到底理想温度。
2.进入热交换器的冷测流体温度不够低，这是因为冷风机产生的热量未能及时排出，
导致冷测空气吸热，温度升高。
3.实验数据受外界因素影响过大，不同时间点测得数据差异较大，所以每组数据得出
的换热系数的不确定度都比较大。
4.实验中出现冷空气入口处的压力随时间会逐渐升高，这很有可能和实验设备的构造
有关。
5.由于设备构造，设备内空气的气压较低，导致空气密度小，从而影响换热的效率。
实验数据处理
顺流实验数据。