DB-QQH 氣—氣熱管換熱器實驗臺使用說明書
一、實驗目的
1. 了解熱管換熱器實驗臺的工作原理；
2. 熟悉熱管換熱器實驗臺的使用方法；
3. 掌握熱管換熱器換熱量Q和傳熱系數(shù)k的測量和計算方法；
二、實驗臺的結(jié)構(gòu)及其工作原理
熱管換熱器實驗臺的結(jié)構(gòu)如圖所示。實驗臺由翅片管、熱段風道、冷段風道、冷段和熱段風機、電加熱器、工況旋鈕、熱電偶、畢托管等組成。
熱管實驗裝置圖
熱段中的電加熱器使空氣加熱，熱風經(jīng)熱段風道時，通過翅片管進行換熱和傳遞，從而使冷段風道的空氣溫度升高。利用風道中的熱電偶對冷、熱段的進出口溫度進行測量，并用風速儀對冷、熱段的出口風速進行測量，由萬能信號輸入巡檢儀顯示其數(shù)值，從而可以計算換熱器的換熱量Q和傳熱系數(shù)k。
三、實驗臺參數(shù)
1．冷段出口內(nèi)徑：D=84mm；冷段翅片管處斷面尺寸200mm×200mm；
2．熱段出口內(nèi)徑：D=84 mm；熱段翅片管處斷面尺寸200mm×200mm；
3．冷段傳熱表面參數(shù)：
翅片管長200mm；銅管直徑22mm；翅片直徑42mm；翅片管數(shù)量11根。翅片寬度10mm，翅片厚度0.5mm，翅片間間距3.5mm。
4．熱段傳熱表面參數(shù)：
翅片管長200mm；銅管直徑22mm；翅片直徑42mm ；翅片管數(shù)量11根。翅片寬度10mm，翅片厚度0.5mm，翅片間間距3.5mm。
5．加熱功率：1200W。
6．畢托管修正系數(shù)
冷端：動壓修正系數(shù)ξ=0.95，流量修正系數(shù)α=0.98；
熱端：動壓修正系數(shù)ξ=0.95，流量修正系數(shù)α=0.98。
7. 熱管換熱器冷、熱端傳熱表面積
m2（或根據(jù)直徑計算）8. 安裝形式：11根3列叉排。
四、換熱量、傳熱系數(shù)及熱平衡誤差的計算：
冷段換熱量 QL＝ρL
·FL·CPL（tL2－tL1） [W]熱段換熱量 Qr＝ρr
·Fr·CPr（tr2－tr1） [W]熱平衡誤差 δ＝（Qr－QL）/Qr×100%
傳熱系數(shù) k＝QL/（fL·Δt）
式中：ρL，ρr――冷、熱段出口空氣密度 [kg/m3];
，――冷、熱段出口平均風速 [m/s]；FL，Fr――冷、熱段出口面積 [m2]；
tL1 ，tL2 ，tr1，tr2――冷、熱段進出口風溫 [℃]；
fL――冷段傳熱面積[m2]；
[℃]；畢托管測流速計算：
式中：
——風速 m/s
——畢托管的校正系數(shù),取0.98
——畢托管壓差,Pa
----空氣密度,kg/m3五、實驗步驟
1．打開電源開關(guān)。檢查儀表顯示是否正常。
2．開啟冷、熱端風機開關(guān)，調(diào)節(jié)風量旋鈕可調(diào)節(jié)風機風量（順時針方向為調(diào)大）。
3．打開加熱開關(guān)，加熱電流調(diào)至3.5-4A左右。注意：必須先開熱風風機，再開加熱器！設(shè)置熱風進口加熱溫度在60度。
4. 當實驗工況點的溫度穩(wěn)定后（約10分鐘后）讀取數(shù)據(jù)。記錄冷、熱端的畢托管壓差（Pa），并通過溫度儀表讀取各測點的溫度值。記錄工作每隔3分鐘進行一次，取三次數(shù)據(jù)的平均值作為該點工況的測試數(shù)據(jù)。
5. 然后同步改變冷、熱風機風量或者改變熱風進口溫度，待實驗工況穩(wěn)定后，開始測試數(shù)據(jù)。
6. 實驗結(jié)束后，先切斷加熱電源，5分鐘后再關(guān)閉冷、熱風機，然后關(guān)閉總電源，整理實驗臺。
注意：熱管換熱器工作溫度（熱風進口溫度）為60~70℃，切勿超溫使用，以防破壞熱管。
六、實驗數(shù)據(jù)處理
1、將實驗測得的數(shù)據(jù)填入表1中：
表1
|
工 況 |
序號 | 畢托管壓差（pa） | 冷熱段進口溫度（℃） | 備注 | ||||
| 冷段 | 熱段 | tL1 | tL2 | tr1 | tr2 | |||
| Ⅰ | 1 | |||||||
| 2 | ||||||||
| 3 | ||||||||
| 平均 | ||||||||
| Ⅱ | 1 | |||||||
| 2 | ||||||||
| 3 | ||||||||
| 平均 | ||||||||
2、將上面數(shù)據(jù)整理所求的兩種工況的實驗結(jié)果填入表2，并進行比較分析。
表2
| 工 況 | 冷段風速 （m/s） | 熱段風速 （m/s） | 冷段換熱量QL（W） | 熱段換熱量 Qr（W） |
熱平衡誤差δ （％） |
傳熱系數(shù)k （W/（m2·K）） |
| Ⅰ | ||||||
| Ⅱ |