空气加热器性能的测定资料
空气热机实验报告结果
一、实验目的本次实验旨在通过操作空气热机，理解空气热机的工作原理及循环过程，验证卡诺定理，并计算热机的实际转化效率。
通过改变热端温度和力矩大小，观察输出功率及转速的变化，分析热机性能。
二、实验原理空气热机是一种将热能转换为机械能的装置。
它利用空气作为工作介质，通过高温区和低温区之间的热交换来实现能量转换。
实验中，通过电加热器改变热端温度，测量热功转换值，验证卡诺定理。
同时，通过改变力矩大小，观察热机输出功率及转速的变化，计算热机实际转化效率。
三、实验器材1. 空气热机探测仪2. 计算机3. 电加热器4. 力矩传感器5. 温度传感器6. 数据采集卡四、实验步骤1. 将空气热机连接到计算机，启动探测仪和数据采集卡。
2. 设置电加热器功率，开始加热热端。
3. 测量热端温度，记录数据。
4. 观察输出功率和转速的变化，记录数据。
5. 改变电加热器功率，重复步骤3-4。
6. 改变力矩大小，重复步骤3-5。
五、实验结果与分析1. 验证卡诺定理根据实验数据，绘制nA/T与T/T1的关系图。
结果表明，在一定误差范围内，随着热端温度升高，nA/T与T/T1的关系呈现线性变化，验证了卡诺定理。
2. 输出功率与转速在热端温度一定的情况下，输出功率随负载增大而变大，转速减小。
这是因为负载增大，热机需要提供更多的机械能，导致转速降低。
3. 实际转化效率根据实验数据，计算热机的实际转化效率。
结果表明，在一定误差范围内，热机的实际转化效率与理论转化效率接近。
六、实验结论1. 空气热机实验验证了卡诺定理，说明热机的工作原理符合热力学第二定律。
2. 通过改变热端温度和力矩大小，可以调节热机的输出功率和转速。
3. 空气热机的实际转化效率与理论转化效率接近，具有较高的能量转换效率。
七、实验心得体会本次实验让我对空气热机的工作原理有了更深入的了解。
通过实验，我掌握了空气热机的操作方法，验证了卡诺定理，并计算了热机的实际转化效率。
同时，我也认识到实验过程中需要注意数据采集和误差分析的重要性。
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。
空气—蒸汽对流给热系数测定实验报告及数据、答案范文
空气—蒸汽对流给热系数测定一、实验目的⒈通过对空气—水蒸气光滑套管换热器的实验研究，掌握对流传热系数α1的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。
并应用线性回归分析方法，确定关联式Nu=ARe m Pr0.4中常数A、m的值。
⒉通过对管程内部插有螺纹管的空气—水蒸气强化套管换热器的实验研究，测定其准数关联式Nu=BRe m中常数B、m的值和强化比Nu/Nu0，了解强化传热的基本理论和基本方式。
二、实验装置本实验设备由两组黄铜管（其中一组为光滑管，另一组为波纹管）组成平行的两组套管换热器，内管为紫铜材质，外管为不锈钢管，两端用不锈钢法兰固定。
空气由旋涡气泵吹出，由旁路调节阀调节，经孔板流量计，由支路控制阀选择不同的支路进入换热器。
管程蒸汽由加热釜发生后自然上升，经支路控制阀选择逆流进入换热器壳程，其冷凝放出热量通过黄铜管壁被传递到管内流动的空气，达到逆流换热的效果。
饱和蒸汽由配套的电加热蒸汽发生器产生。
该实验流程图如图1所示，其主要参数见表1。
表1 实验装置结构参数实验内管内径d i（mm）16.00实验内管外径d o（mm）17.92实验外管内径D i（mm）50实验外管外径D o（mm）52.5总管长（紫铜内管）L（m） 1.30测量段长度l（m） 1.10化工原理实验 对流传热实验3图1 空气-水蒸气传热综合实验装置流程图1— 光滑套管换热器；2—螺纹管的强化套管换热器；3—蒸汽发生器；4—旋涡气泵；孔板流量计测量空气流量空气压力蒸汽压力空气入口温度蒸汽温度空气出口温度5—旁路调节阀；6—孔板流量计；7、8、9—空气支路控制阀；10、11—蒸汽支路控制阀；12、13—蒸汽放空口； 15—放水口；14—液位计；16—加水口；三、实验内容1、光滑管①测定6～8个不同流速下光滑管换热器的对流传热系数α1。
②对 α1的实验数据进行线性回归，求关联式Nu=ARe m 中常数A 、m 的值。
2、波纹管①测定6～8个不同流速下波纹管换热器的对流传热系数α1。
空气加热器性能实验
空气加热器性能实验空气加热器的类型很多，通风工程中较常用的有串片式、绕片式、轧片式等。
其热媒可用蒸汽或热水。
在设计空气加热器的结构时，应满足热工、流体阻力、安装使用、工艺和经济等方面的要求。
最主要的是在一定的外形尺寸和金属耗量下，其空气加热器的放热量最大和空气通过的阻力最小。
经过研究结果表明，空气加热器的传热系数及空气阻力与下列几种因素有关：1．空气加热器有效断面上的空气平均速度v(m/s)；2．空气密度ρ(kg／m3)；3．空气通过的管于排数及其管径；4．管内热水的流速ω(m/s)。
这些影响因素从理论上来确定是很复杂的。
一般都是采用实验方法来确定其性能。
本实验讲述空气加热器的性能测定。
一、实验原理空气加热器的传热系数及空气阻力，可由下列关系式表示：热媒为热水时：（1）式中：A、B——经验系数，与空气加热器的结构有关；υ——空气加热器有效断面上的空气流速(m／s)；ρ——空气密度(kg／m3)；ω——加热器管束内热水的流速(m/s)；m〃n〃p——经验指数，与空气加热器的结构有关；若热媒为蒸汽时，蒸汽在空气加热器管束中的流速对传热影响很小，可不予考虑，则其关系式为：（2）二、实验目的本实验的目的就是为研究上述式中K、H与v、p的函数关系，确定各经验系数A、B、m、n等数值。
三、实验装置及实验方法空气在风机作用下，流人风管，经空气加热器加热后排出。
风量用毕托管及微压计测量，还可利用孔板流量计测量，公式为G=0．074√ΔPρkg／s，ΔP由孔板前后压力差(mm水柱)，ρ空气密度(Az／m3)。
调节风机前的阀门，即可控制系统的进风量。
空气被加热前后的温度，由玻璃温度计测得，在空气加热器前后各设一个测点。
通过空气力口热器的空气阻力可用微压计测量。
空气加热器的热媒为低压蒸汽，由蒸汽发生器流出后，经汽水分离器，、蒸汽过热器后进入空气加热器。
与空气进行冷凝换热后流出，再经冷却器回到冷凝水箱，由泵打入蒸汽发生器。
空气加热器的设计及其性能测试
空气加热器的设计及其性能测试空气加热器是工业生产、建筑、汽车等领域中常见的一种设备，在寒冷的冬季起到了非常重要的作用。
所谓空气加热器，是指通过电、气、蒸汽等不同形式的加热方式，将空气加热后通过风机或风扇吹到需要取暖的区域，使其达到温暖的效果。
今天，我们将探讨空气加热器的设计及其性能测试。
一、空气加热器的设计空气加热器的设计需要考虑以下几个因素：1. 加热源：加热源的选择取决于使用环境和需求，目前市面上普遍采用电加热器、蒸汽加热器和燃气加热器等。
电加热器方便易用，但功率较小；蒸汽加热器需要连接至中心供热系统，适用范围较窄；燃气加热器可以使用天然气或液化气作为燃料，加热效率高，但需要排放废气。
2. 通风系统：通风系统包括了进风口、出风口、风机（或风扇）等。
不同的房间大小和加热需求，需要安装不同类型和大小的通风系统。
普通家庭通常使用风扇，而一些大空间，如大型仓库、车间等，则需要使用大型风机。
3. 空气流量：空气流量大小决定了加热器的加热范围和效率，所以需要根据具体环境调整空气流量。
一般来说，流量越大，加热范围越广，但同时加热器的耗电量也会增加。
4. 控制系统：控制系统用于调节加热器的温度、风量等参数，需要灵活、易用、稳定可靠。
目前市面上的控制系统多数采用智能化设计，可以根据用户的需求实现自动化控制。
二、空气加热器的性能测试空气加热器的性能测试是非常重要的一项工作，对于产品质量、生产效率以及用户体验都有着非常重要的影响。
下面介绍基于国家标准设计和执行的空气加热器性能测试方案：1. 温度分布测试：该测试用于检测加热器在不同情况下温度的分布情况。
将加热器置于标准环境中，利用检测仪器测量加热器内部温度分布情况，并进行图像化展示。
该测试结果可以有效评估加热器的加热均匀性，判断其是否符合产品标准的要求。
2. 加热效率测试：该测试用于衡量加热器在一定条件下的加热效率。
将加热器置于标准环境中，利用检测仪器测量加热器内部温度变化以及消耗的电（气、蒸汽等）量。
空气热机特性实验数据
空气热机特性实验数据本次实验旨在研究空气热机的特性，并通过实验数据进行分析和讨论。
实验过程中，我们使用了一台空气热机模拟器，并通过改变不同的参数来观察空气热机的变化特性。
首先，我们进行了空气热机的泵入温度与压缩比实验。
在该实验中，我们改变了泵入空气的温度，并记录了压缩机输出的压力和温度数据。
实验数据表明，当泵入温度较低时，压缩机的压缩比较小，输出压力和温度也较低。
而当泵入温度较高时，压缩机的压缩比较大，输出压力和温度也相应提高。
通过实验数据的分析，我们得出了空气热机泵入温度与压缩比的正相关性，即泵入温度越高，压缩比越大。
最后，我们还进行了空气热机在不同负荷下的性能实验。
在该实验中，我们改变了空气热机的负荷，即改变了热机输出的功率，并记录了热机输入功率、热机的热量输出和排出的废热水温度。
实验数据表明，当空气热机的负荷较低时，热机的输入功率、热量输出较低，废热水温度较高。
而当空气热机的负荷较高时，热机的输入功率、热量输出也相应提高，废热水温度也降低。
通过实验数据的分析，我们得出了空气热机在不同负荷下的性能规律，即负荷越大，热量输出越高，废热水温度越低。
综上实验数据的分析，我们得出了以下结论：1、空气热机泵入温度与压缩比呈正相关性；2、空气热机压缩比和下冷却水流量对于热机的热量输出和废热水温度有影响，即压缩比和下冷却水流量越大，热量输出越高，废热水温度越低；3、空气热机在不同负荷下的性能规律为，负荷越大，热量输出越高，废热水温度越低。
这些结论对于研究空气热机的特性具有一定的参考价值，并有助于优化空气热机的性能。
此外，我们还需要进一步加强对于空气热机的研究，探究其更为深刻的特性和工作规律，从而更好地推动空气热机的应用发展。
空气加热器性能实验
其中：GE—— 蒸汽量，kg/s; i″——入口蒸汽比焓，kJ/kg; i′——出口凝结水比焓，kJ/kg;
其中：G k——被加热的空气量，kg/s;
Cp ——空气定压比热，Cp = 1.01 （kJ/kg·℃） Q2 = Gk Cp(t2－t1), kW
将电加热锅炉上面的蒸汽出口阀关闭。接通电加热器总电源，依次合上锅炉电加热器的开关，并将可调加热器旋至200V左右的位置进行加热。观察锅炉上压力表和温度计的值，使其达到所要求的温度。注意：压力不得超过0.35MPa!否则，应立即关掉电源。
当温度达到所要求的值时，打开蒸汽出口阀门。打开冷凝水箱上部的流量调节阀，由于锅炉的蒸发量一定，所以调节阀不宜开启太大，流量（蒸发量）<6kg/h.(0.0017kg/s)
空气通过空气加热器的阻力H，可由测量空气加热器前后的静压差直接得出。
空气通过蒸汽加热器所得到的热量Q2，按下列计算:
三、实验装置
四、实验方法及数据处理
实验之前,先熟悉实验装置的流程、测试步骤，实验中所要调试的部件，并准备好测试仪表。
给电加热锅炉加水，使水位达到玻璃管水位计的上部。(注意：水位不得低于水位计管的1/3处，以免烧毁电加热管)。若水位不够，可给锅炉补水。步骤是：启动水泵电源开关，打开锅炉下部的进水球阀向其补水，水位达到接近水位管的上部时，关闭阀门，切断水泵电源。
一、实验目的
通过本实验熟悉和掌握空气加热器换热量及传热系数的测定方法。 通过本实验熟悉和掌握空气加热器阻力的测定方法
二、实验原理
F——传热面积，m2，已知
Q——蒸汽与空气通过间壁交换的热量（W），
其中:tq———蒸汽的温度, (℃),取决于蒸汽的压力。
空气加热器性能的测定
空调实验指导书与报告空气加热器性能的测定专业班级学号姓名兰州交通大学环境科学与工程学院暖通实验室二Ｏ一六年五月空气加热器性能的测定在空气调节系统中，除应用喷水室对空气进行热湿处理外，还广泛采用表面式换热器对空气进行处理。
通常表面式换热器可分为表面式冷却器和空气加热器两大类：表面式冷却器一般以冷水或者制冷剂作为冷媒，可实现对空气的等湿冷却、减湿冷却等处理；空气加热器一般以热水或者蒸汽作为热媒，可实现对空气的等湿加热的处理。
一、实验目的通过本实验熟悉和掌握空气加热器（简称加热器）性能（换热量）的测定方法。
二、实验原理当用空气加热器处理空气时，处理过程为等湿加热且只是显热的交换过程。
主要取决于换热盘管传热系数的大小。
对既定结构的肋片式加热器，等湿加热过程的传热系数只与内外表面的换热系数有关，即nw K ατλτδα++Φ=011（1）式中：K W/(㎡·℃)；w α 外表面的换热系数，W/(㎡·℃)；0Φ 肋表面全效率；δ 管壁厚度，m ；λ 管壁导热系数，W/(㎡·℃)；n α 内表面的换热系数，W/(㎡·℃)； τ 肋化系数。
nwF F =τ 式中：w F 单位管长肋片管的外表面积，㎡； n F 单位管长肋片管的内表面积，㎡；对于以水为传热介质的空气加热器来说，其外表面换热系数w α与空气的迎面风速y υ或质量流速ρυ有关，内表面换热系数n α与水的流速ω有关。
加热器供给空气的热量为m t KF Q ∆= 式中：Q 加热器供给空气的热量，Kw ；F 加热器的传热面积，㎡；本实验为45㎡m t ∆ 热媒与空气间的对数平均温度，℃。
当热媒为热水时可以用算术平均温度来代替对数平均温度。
被加热的空气所得到的热量为()12t t c G Q a a a -= （2）式中：a Q 空气得到的热量，kW ； a G 被加热的空气量，㎏/s ；a c 干空气的比热，一般a c ＝1.01，kJ /（㎏·℃）； 2t 加热后空气的干球温度，℃； 1t 加热前空气的干球温度，℃；从理论上讲，上述两者应当相等，即a Q ＝Q 。
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空调实验指导书与报告
空气加热器性能的测定
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兰州交通大学环境科学与工程学院暖通实验室
二Ｏ一六年五月
空气加热器性能的测定
在空气调节系统中，除应用喷水室对空气进行热湿处理外，还广泛采用表面式换热器对空气进行处理。
通常表面式换热器可分为表面式冷却器和空气加热器两大类：表面式冷却器一般以冷水或者制冷剂作为冷媒，可实现对空气的等湿冷却、减湿冷却等处理；空气加热器一般以热水或者蒸汽作为热媒，可实现对空气的等湿加热的处理。
一、实验目的
通过本实验熟悉和掌握空气加热器（简称加热器）性能（换热量）的测定方法。
二、实验原理
当用空气加热器处理空气时，处理过程为等湿加热且只是显热的交换过程。
主要取决于换热盘管传热系数的大小。
对既定结构的肋片式加热器，等湿加热过程的传热系数只与内外表面的换热系数有关，即
n
w K ατ
λτδα++Φ=
011
（1）
式中：K 加热器的传热系数，W/(㎡·℃)；
w α 外表面的换热系数，W/(㎡·℃)；
0Φ 肋表面全效率；
δ 管壁厚度，m ；
λ 管壁导热系数，W/(㎡·℃)；
n α 内表面的换热系数，W/(㎡·℃)； τ 肋化系数。
n
w
F F =
τ 式中：w F 单位管长肋片管的外表面积，㎡； n F 单位管长肋片管的内表面积，㎡；
对于以水为传热介质的空气加热器来说，其外表面换热系数w α与空气的迎
面风速y υ或质量流速ρυ有关，内表面换热系数n α与水的流速ω有关。
加热器供给空气的热量为
m t KF Q ∆= 式中：Q 加热器供给空气的热量，Kw ；
F 加热器的传热面积，㎡；本实验为45㎡
m t ∆ 热媒与空气间的对数平均温度，℃。
当热媒为热水时可以用算术平均温度来代替对数平均温度。
被加热的空气所得到的热量为
()12t t c G Q a a a -= （2）
式中：a Q 空气得到的热量，kW ； a G 被加热的空气量，㎏/s ；
a c 干空气的比热，一般a c ＝1.01，kJ /（㎏·℃）； 2t 加热后空气的干球温度，℃； 1t 加热前空气的干球温度，℃；
从理论上讲，上述两者应当相等，即a Q ＝Q 。
因此只要测量出空气侧获得的热量a Q 即可以得知加热器的热交换能力（换热量）。
三、实验装置及仪器
本实验装置为一直流系统，如图1所示。
（1）空气动力部分
风机由直流电机驱动，用可控硅调速装置调节电机转速，以得到实验所需的 风量。
（2）空气流量测定装置
该部分由均流板、空气流量喷嘴、测压环等组成。
喷嘴共设两个，喷嘴喉口直径D=125㎜。
（3）空气处理段
两台空气加热器并联，加热器外形尺寸为100㎜×100㎜×80㎜，三排管。
该段所设测压环用来测量加热器前后压力差，以确定加热器的阻力。
（4）热水系统
由水泵、三级电加热锅炉、水箱、流量计等组成。
加热水温由电接点水银温度计控制，水流量由阀门调节，流量计显示。
实验用仪器包括：铂电阻数字温度计、倾斜式微压计、空盒气压表、液转流量计等。
四、实验方法
本实验使用两种方法确定加热器换热量，一种是测量空气侧的换热量，另一种是测量热媒（水）侧的换热量。
两种方法测得的热量偏差不得超过5％，取两者算术平均值作为该加热器的换热量。
用可控硅调速装置改变直流电机的输入电压，使系统保持在一个稳定的风量下。
开启热水系统加热器，使空气加热器入口水温满足测定要求。
这样通过对空气流量、加热器前后的空气温度的测定，对热水流量，加热器进出口水温的测定，即可计算出加热器的换热量。
五、实验步骤
1）实验系统按风机、水泵、加热器的先后顺序启动。
可控硅调速装置的
电压调至V＝150～200V，将电热锅炉中热水温度调至t＝55～60℃，热水流量调
至1000～3000L/h 。
2）测量大气压力、流量、喷嘴前的静压和其前后的静压差，加热器前后空 气的干球温度。
3）计算处理的空气量：
n n a P CF G ρ∆=41.1 （3）
()
n j
B n t P P ++=
15.273287ρ
式中：a G 实验系统中空气的质量流量，㎏/s ； C 喷嘴流量系数，本实验装置中C ＝0.98；
n F 喷嘴喉部面积（喷嘴共设4个，喷嘴喉口直径D ＝125㎜），㎡； P ∆ 喷嘴前后的静压差，a P ； n ρ 空气密度，㎏/m 3； B P 当地大气压力，a P ； j P 喷嘴前的静压，a P ； n t 喷嘴前的空气温度，℃。
4）按式（2）计算空气侧换热量。
5）测量加热器进出口水温，通过加热器的水流量。
6）计算热媒（水）侧的换热量：
()21w w w w w t t c G Q -= （4） 式中：w Q 水侧的换热量，kW ； w G 水的质量流量，㎏/s ； w c 水的比热，kJ /（㎏·℃）； 1w t 加热器的进口水温，℃； 2w t 加热器的出口水温，℃。
六、数据整理
将原始实验数据记于表一、表二、表三。
将计算整理数据记于表四。
加热器的平均换热量为
2
w
a P Q Q Q +=
（5） 式中：P Q 加热器的平均换热量，kW ；
实验中两流体间的热平衡偏差为： %5≤-=
P p a Q Q Q ε 或 %5≤-=P
p
w Q Q Q ε 则符合要求，实验即为合格；否则需要改变运行参数，重新进行测定与计算。
表三水温、水量测定记录表
七、问题讨论
1）表面式热湿交换设备和直接接触式热湿交换设备各有什么特点？
2）本次实验中对空气的处理过程是怎样的？作为表面式换热器还可以实现哪几种处理过程？
3）实验中测定热媒（水）侧的热量，其意义如何？。