换热器性能试验大纲
空气-水换热器换热性能的测试实验.
空气-水换热器换热性能的测试实验一、实验目的1．本实验属于设计型实验，要求学生根据实验目标，给定实验设备，对整个实验方案、实验过程等进行全部实验设计；2．熟悉气-水换热器性能的测试方法；3．掌握气-水翅片管、光管换热器，在顺排、叉排、逆流、顺流各种情况下换热器的结构特点及其性能的差别。
二、实验装置简介（参见实验装置示意图）图一、实验装置示意图1.循环水泵2.转子流量计3.过冷器4.换热器5.实验台支架6.吸入段7.整流栅8.加热前空气温度9. 换热器前静压10.U形差压计11. 换热器后静压12.加热后空气温度13.流量测试段14笛形管15. 笛形管校正安装孔16.风量调节盘17.引风机18.风机支架19.倾斜管压力计20.控制测试仪表盘21.水箱气-水换热器实验装置由水箱、电加热器、循环水泵、水流量测量、水温度控制调节阀、压差测量、阀门、换热器、风管、整流栅、热电偶测温装置、空气流量测量、空气阻力测量、.风量调节盘、引风机等组成。
换热器型式有翅片管、光管两种，有顺流、逆流两种流动方式、布置方式有顺排、叉排两种。
1．换热器为表冷器，表冷器几何尺寸如下表：2．水箱电加热器总功率为9KW，分六档控制，六档功率分别为1.5KW。
3．空气温度、热水温度用铜—康铜热电偶测量。
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阻力，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测阻力测嘴，配用压差计测量。
6．热水流量用转子流量计测量。
三、实验目标通过气--水换热器性能测试试验，测定并计算出换热器的总传热系数，对数平均传热温差和热平衡误差等，绘制传热性能曲线，并作比较：（1）以传热系数为纵坐标，热水流量或空气流量为横坐标绘制传热性能曲线；并就不同换热器，两种不同流动方式、两种不同布置方式，不同工况的传热情况和性能进行比较和分析。
四、实验设计内容：1．根据实验目标和气--水换热器实验装置，编写出实验工作原理和实验数据计算处理公式；2．实验方案设计，包括实验思路、实验方法、实验工况点的选择、热水进口温度大小选取（建议取60-80℃）；3验操作步骤设计，将整个实验操作过程步骤、注意事项编写出来。
【实验报告1-4】换热器换热性能实验
【实验报告1-4】换热器换热性能实验实验目的：1、通过实验，了解不同传热面积、传热流量等因素对换热器的换热性能的影响；2、掌握换热器的使用方法和注意事项；3、了解热力制冷冷水机组换热器的工作原理及性能特点。
实验原理：热力制冷冷水机组换热器是将制冷剂从低温区域吸收热量后，通过空气或水对流将热量传递到环境中，从而实现制冷的过程。
其中，传递热量的部分即为换热器。
换热器的换热性能主要由以下因素影响：1、传热面积：换热器传热面积越大，换热器的传热性能越好；2、传热流量：换热器传热流量越大，换热器的传热性能越好；3、换热介质：换热介质的热传导率越大，换热器的传热性能越好；4、壳体结构：壳体结构越紧密，换热器的传热性能越好；5、流体流速：流体流速越大，换热器的传热性能越好。
实验设备：本实验采用的设备有：1、热力制冷冷水机组换热器；2、流量计、压力表等实验配套设备；3、水、空气等流体介质。
实验步骤：1、按照实验要求设置流量和传热面积；2、开启冷水机组和换热器，保证介质在流动状态；3、测量水、空气介质的压力和流量，记录数据；4、根据记录的数据，计算换热器的传热效率。
实验数据处理：测量完成后，需要对收集到的数据进行处理。
首先，计算出实验中所涉及的有关数据，如传热系数、传热效率等。
其次，对实验结果进行分析，找出影响换热器换热性能的因素，并进行总结。
实验注意事项：1、在使用换热器时，需要事先清洗干净；2、在设定流量和传热面积时，应注意范围不能超过实验设备的最大限度；3、实验过程中，应注意观察实验设备是否正常运行，防止出现故障；4、测量时应精确记录实验数据，避免误差；5、实验完成后，应及时清理实验设备并做好记录。
实验结论：通过实验，我们得到了不同传热面积、传热流量等因素对换热器换热性能的影响。
在实验中，我们发现流量和传热面积是影响换热效率的两个重要因素，其对于换热效率产生的影响较大。
同时，我们也了解了热力制冷冷水机组换热器的工作原理及性能特点。
列管式换热器性能测试
列管式换热器性能测试一、实验目的1、熟悉列管式换热器的结构。
2、了解列管式换热器的工作原理。
3、掌握列管式换热器传热性能的测量计算方法。
4、测定列管式换热器的总传热系数，对数平均传热温差及热平衡误差。
5、绘制列管式换热器传热性能曲线。
6、掌握列管式换热器顺流/逆流对传热性能的影响。
二、实验原理1、列管式换热器的结构及换热原理列管式换热器是目前化工及酒精生产上应用最广的一种换热器。
它主要由壳体、管板、换热管、封头、折流挡板等组成。
所需材质，可分别采用普通碳钢、紫铜、或不锈钢制作。
在进行换热时，一种流体由封头的连结管处进入，在管流动，从封头另一端的出口管流出，这称之管程；另-种流体由壳体的接管进入，从壳体上的另一接管处流出，这称为壳程。
列管式换热器种类很多，目前广泛使用的按其温差补偿结构来分，主要有以下几种：⑴固定管板式换热器：这类换热器的结构比较简单、紧凑、造价便宜，但管外不能机械清洗。
此种换热器管束连接在管板上，管板分别焊在外壳两端，并在其上连接有顶盖，顶盖和壳体装有流体进出口接管。
通常在管外装置一系列垂直于管束的挡板。
同时管子和管板与外壳的连接都是刚性的，而管内管外是两种不同温度的流体。
因此，当管壁与壳壁温差较大时，由于两者的热膨胀不同，产生了很大的温差应力，以至管子扭弯或使管子从管板上松脱，甚至毁坏换热器。
为了克服温差应力必须有温差补偿装置，一般在管壁与壳壁温度相差50℃以上时，为安全起见，换热器应有温差补偿装置。
但补偿装置（膨胀节）只能用在壳壁与管壁温差低于60～70℃和壳程流体压强不高的情况。
一般壳程压强超过0.6Mpa时由于补偿圈过厚，难以伸缩，失去温差补偿的作用，就应考虑其他结构。
⑵浮头式换热器：换热器的一块管板用法兰与外壳相连接，另一块管板不与外壳连接，以使管子受热或冷却时可以自由伸缩，但在这块管板上连接一个顶盖，称之为“浮头”，所以这种换热器叫做浮头式换热器。
其优点是：管束可以拉出，以便清洗；管束的膨胀不变壳体约束，因而当两种换热器介质的温差大时，不会因管束与壳体的热膨胀量的不同而产生温差应力。
板壳式换热器制造过程质量验收检验大纲
板壳式换热器制造过程质量验收检验大纲前言板壳式换热器是一种广泛使用于化工、电力、石化等工业领域的设备，其制造质量直接关系到工业生产的安全稳定。
为了确保该设备的制造质量符合标准、达到要求，特制定此制造过程质量验收检验大纲。
一、板壳式换热器制造过程检验和评定1. 设计文件的审查对于板壳式换热器的制造过程，第一步是对设计文件进行审查。
设计文件必须符合相关国家标准，并且纸张和印刷质量必须达到要求。
设计文件中必须包括以下内容：•总图和单元图的尺寸、结构和图形符号等；•板壳式换热器主要零部件的材料、规格、数量、制造工艺、热处理情况和检验标准等；•板壳式换热器装置和检测设备的工艺流程、检测方法和标准等。
2. 板壳式换热器制造已知条件检查在设计文件审核通过后，对板壳式换热器制造的已知条件进行检查，这些条件应符合设计文件的规定。
已知条件检查内容包括：•板壳式换热器的工艺流程和质量控制计划；•材料的规格和品质、数量、检验证书和检验报告等；•零部件的加工方式和质量要求；•辅助设备和工具的选择、检验证书和检验报告等。
3. 板壳式换热器主要零部件的制造过程检验在制造板壳式换热器的主要零部件时，必须进行以下检验：•板材、管材的检查。
选用厂家出具的质量证明书或检验报告，对其品质进行检查，以保证其质量；•焊接和连接部位的检查。
对焊接接头进行尺寸检查，对表面要求进行检查，以保证其质量；•加工件的检查。
对加工件进行尺寸测量和表面质量检查，确保其符合技术要求和制图要求；•热处理的检查。
对热处理过程进行检查，确保热处理的工艺规范正确；•总装的检查。
对板壳式换热器总装进行检查，以保障其质量。
4. 板壳式换热器检验与试验板壳式换热器的检验和试验至关重要，需要检验的内容包括：4.1 板壳式换热器视检验视检验是一种简单、基础的检验方式，检验内容包括：•部位和表面外观的质量和判断；•焊缝表面质量检查等。
4.2 板壳式换热器尺寸检验制件的尺寸应与设计图纸一致，因此必须对其进行尺寸检验，以保证其质量。
换热器综合实验指导书
换热器综合实验换热器性能测试试验，主要对应用较广的间壁式换热器中的三种换热：套管式换热器、板式换热器和列管式换热器进行其性能的测试。
其中，对套管式换热器和、板式换热器可以进行顺流和逆流两种流动方式的性能测试，而列管式换热器只能作一种流动方式的性能测试。
实验装置如图1：图1实验装置简图1.热水流量调节阀2. 热水螺旋板、套管、列管启闭阀门组3.冷水流量计4.换热器进口压力表 5.数显温度计(计算机采集使用万能信号输入8路电巡检仪) 6.电压表 7.电流表 8.电流表 9.开关组 10.冷水出口压力计 11. 冷水螺旋板、套管、列管启闭阀门组 12.逆顺流转换阀门组 13.冷水流量调节阀 14.通讯接口。
换热器性能试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误差等，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。
一、实验目的1.熟悉换热器性能的测试方法；2.解套管式换热器，螺旋板式换热器和列管式换热器的结构特点及其性能的差别；3.加深对顺流和逆流两种流动方式换热器换热能力差别的认识；二、实验装置本实验装置的顺逆流过程是利用冷水侧阀门换向来实现的，如工作原理图2所示。
换热形式为热水—冷水换热式。
图2 换热器综合实验台原理图1.冷水泵2.冷水箱3.冷水浮子流量计4.冷水顺逆流换向阀门组5.列管式换热器6.电加热水箱7.热水浮子流量计8.回水箱9. 热水泵 10. 板式换热器11. 套管式换热器本实验台的热水加热采用电加热方式，冷—热流体的进出口温度采用数显温度计，计算机采集采用巡检仪。
实验台参数：1、换热器换热面积{F}：（1）套管式换热器具 0.45m2（2）板式换热器 0.11 m2（3）列管式换热器 1.05 m22、电加热器总功率： 9.0KW。
3、冷、热水泵：允许工作温度：〈80℃；额定流量：3m3/h；扬程：12m；电机电压：220V；电机功率：370W。
实验一 换热器换热性能实验
实验一 换热器换热性能实验一、实验目的1．测试换热器的换热能力；2．了解传热驱动力的概念以及它对传热速率的影响。
二、实验装置过程设备与控制多功能实验台 三、基本原理换热器工作时，冷、热流体分别处在换热管的两侧，热流体把热量通过管壁传给冷流体，形成热交换。
当若换热器没有保温，存在热损失，则热流体放出的热量大于冷流体获得的热量。
热流体放出的热量为：)(21T T c m Q pt t t -=（3-1）式中 ：t Q ——单位时间内热流体放出的热量， kW ； t m ——热流体的质量流率，kg/s ；pt c ——热流体的定压比热，kJ/kg·K ，在实验温度范围内可视为常数；1T 、2T ——热流体的进出口温度，K 或o C 。
冷流体获得的热量为：)(12t t c m Q ps s s -=（3-2）式中 ：s Q ——单位时间内冷流体获得的热量，kJ/s=kW ；s m ——冷流体的质量流率，kg/s ；ps c ——冷流体的定压比热，kJ/kg·K ，在实验温度范围内可视为常数；1t 、2t ——冷流体的进出口温度，K 或o C 。
损失的热量为：s t Q Q Q -=∆(3-3)冷热流体间的温差是传热的驱动力，对于逆流传热，平均温差为)/ln(2121t t t t t m ∆∆∆-∆=∆（3-4）式中： 211t T t -=∆、122t T t -=∆。
本实验着重考察传热速率Q 和传热驱动力m t ∆之间的关系。
四、实验步骤实验前，首先设定初始炉温，待炉温达到设定值后，开始以下步骤。
1．打开热流体管程入口阀1、热流体管程出口阀2，出口流量调节阀6、冷流体壳程入口阀7、冷流体壳程出口阀8，其他阀门关闭，使热流体走管程、冷流体走壳程；2．打开灌泵，保证离心泵中充满水，开排气阀放净空气；3．关自来水阀门，启动泵。
调节压力调节旋钮（11-7），调整转速使压力保持在0.4Mpa 。
换热器检验和试验计划
目测
目测
目测
检查员
检查员
检查员
检查员
探伤员
NDT责任工程师
检查员
检查员
检查员
探伤员
NDT责任工程师
检查员
材料责任工程师
检查员
检查员
检查员
检查员
理化试验员
理化试验
理化试验员
责任工程师
检查员 检查员 检查员
最终检验 责任工程师
检查员
压力试验和
检查员
最终检验 责任工程师
检查员
压力试验和
检查员
最终检验 责任工程师
下料后
兰装配、焊接 3.卷制成形后的几何尺寸
焊接前
4.对接纵缝和试板的参数、外观质量、钢印 无损检测前
5.对接纵缝的错边量和棱角度
无损检测前
6.对接纵缝和试板的无损检测
领用前
7.壳体与封头、法兰的装配质量
焊接前
8.环缝及角焊缝的外观质量、钢印
无损检测前
9.对接环缝的错边量和棱角度
无损检测前
10. 对接纵缝和试板的无损检测
热处理前
测量、目测
13. 热处理记录曲线
热处理结束
查资料
14. 密封面的精加工
1.材质证明书、合格证、标记
2
管束
2.弯制质量、通球检验、水压试验
1.定距管、拉杆、折流板等尺寸
管束与管板 2.管子的伸出长度 3
装配焊 (胀)接 3.焊脚尺寸和焊缝外观
4.胀管率（胀接时）
注：检验和试验的技术要求见相应的检验记录表
换热器 检验和试验计划
序号
项目名称
具体内容
检验 / 试验时机
检验 / 试验方法
04换热器性能实验（大）
04换热器性能实验（大）传热实验指导书换热器性能实验上海交通大学机械与动力工程学院教学实验中心二OO四年五月换热器性能实验1换热器性能实验一、实验目的通过该实验达到以下几方面的教学要求：1. 掌握间壁式换热器传热系数的测定方法；2. 掌握间壁式换热器的热工计算方法，了解影响换热器工作性能的因素；3. 确定换热器气侧换热面的传热特性，即传热因子和雷诺数的关系；4. 熟悉流体流速、流量、差压、温度等参数的测量技术；5. 熟悉用计算机进行数据采集和处理的实验方法。
二、实验台系统组成、设备及仪表1. 实验台系统实验台系统由实验台本体（包括风源箱）、热水源及可控硅温度控制器三大件组成。
三大件各自独立，有较大灵活性。
系统简图示于图1。
实验台本体结构紧凑，吸风口、调风门、整流栅及毕托管紧凑地组合在一起。
实验用的换热器置于风源箱出风口上。
水箱、管路、水泵、涡轮流量计、调节阀、加热器及电阻温度计组合成一个独立的热水源。
三相可控硅温控装置温度控制精度为±0.1℃。
换热器中流体流动形式可认作为二次叉流，水-空气流向为逆流。
需测参数共计七个：换热器进出、水温度，进、出空气温度，大气温度，水流量及空气流量。
水侧和气侧进出口温度用铜-康铜热电偶测量。
水侧进出口温度测点t w1，t w2布置在换热器进出口水管内；进口空气温度测点t a1布置在紧靠换热器的进口截面处，用3对热电偶并联进行测量；空气出口温度测点t a 2布置在换热器出口截面后的均温段出口处，用9对热电偶并联进行测量。
换热器内水流量用涡轮流量计测量，空气流量用风机进风口内的毕托管及微差压传感器进上海交通大学机械与动力工程学院教学实验中心2 行测量。
上述七个参数均由数据采集系统自动进行采集，并由计算机及时整理数据。
2．主要设备及性能(1) 实验台本体(包括风源箱)(a) 风机：风量： 800 m 3/h 、风压： 580 Pa ；出风口尺寸：233×155 mm ；进风口测速段直径：φ138 mm(b) 换热器：换热器为一紧凑的翅片管间壁式散热器，由铜管束套皱折的整体铝翅片构成。
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换热能力验证
1、试验目的
验证换热器的换热性能流体阻力特性。
2、实验依据
JB/T 10379-2002 换热器热工性能和流体阻力特性通用测定方法。
3、试验单位资质
ISO17025
4、实验条件
4.1试验地点
4.2 试验对象
4.3 实验设备
序号名称数
量型号测试厂家鉴定单位合格证
到期日期
1 涡轮流量传
感器
1 LWGY-40
2 压力传感器 1 DW115DP0-500Kpa
3 水银温度计 2 50-100
4 温度传感器 6 PT100
5 风速仪 1 VT100
6 压力传感器 1 475-0
MARK III
4.4状态要求
乙二醇溶液额定流量15 l/min
冷风额定流量0,475 m3/s
乙二醇溶液配比48/52%（体积比）
4.5环境要求
测试环境温度为20 .....+45 ℃左右
5、试验步骤
5.1 换热量测试—变冷介质流量（在100%通风面积和90%通风面积两种条件下分别测试）
5.1.1 将换热器按照JB/T 10379-2002 图2安装到测试台上。
5.1.2 冷介质进口温度为环境温度a℃
5.1.3 热介质进口温度为a+20℃。
5.1.4 调节热介质在15 l/min
5.1.5 将冷却介质（冷却风）分别调节到0.5m3/s，0.9m3/s，1.3m3/s，1.76m3/s，2.2m3/s，
2.64m3/s，
5.1.6 按照JB/T10379-2002 记录各项测试参数值。
5.1.7 计算换热量
冷介质热流量
热介质热流量
平均换热量
热平衡误差
5.2 换热量测试-变热介质流量
5.2.1 将换热器按照JB/T10379-2002 要求安装到测试台上。
5.2.2 冷介质进口温度为环境温度a ℃
5.2.3 热介质进口温度为a+20℃
5.2.4 按照下表调节冷热测流量
5.2.5 按照JB/T10379-2002 记录各项测试参数值
5.2.6 计算换热量
冷介质热流量
热介质热流量
平均换热量
热平衡相对误差
5.3 风侧阻力曲线
5.3.1 换热面积100%
5.3.1.1 将换热器按照JB/T10379-2002 图2要求安装到测试台上
5.3.1.2 冷风测试温度：环境温度20-45℃
5.3.1.3 控制热介质（乙二醇溶液）在15 l/min
5.3.1.4 控制热介质（乙二醇溶液进口温度为75℃，进出口平均温度72℃。
5.3.1.5 冷风变化范围0.15m3/s-0.6 m3/s(0.15,0.25,35,0.475,0.6)
5.3.1.6 记录不同介质流量下对应的压降
5.3.2 换热面积90%
5.3.2.1 将换热器按照JB/T10379-2002 图2要求安装到测试台上
5.3.2.2 冷风测试温度：环境温度20-45℃
5.3.2.3 控制热介质（乙二醇溶液）在15 l/min
5.3.2.4 控制热介质（乙二醇溶液进口温度为75℃，进出口平均温度72℃。
5.3.2.5 冷风变化范围0.5m3/s-2.64 m3/s(0.5,0.9,01.3,1.76,2.2,2.64)
5.3.2.6 记录不同介质流量下对应的压降
5.4 热侧（乙二醇溶液）阻力曲线
5.4.1将换热器按照JB/T10379-2002 图2要求安装到测试台上
5.4.2 控制热介质流量在6L/min，9L/min，12L/min，15L/min，18L/min，
21L/min，24L/min。
5.4.3调节加热装置控制热进口温度在60±1℃。
5.4.4 记录乙二醇溶液进出口压降值。
6 试验评定
6.1 换热能力（最小）1.36kw/℃
6.2 热侧在额定流量下的压降 <5mBar @75℃热侧温度。
6.3 冷侧在额定流量下的压降90Pa @72℃（热侧平均温度）。