空氣加熱器性能的測(cè)定

1、空調(diào)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)與報(bào)告空氣加熱器性能的測(cè)定專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 蘭州交通大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院暖通實(shí)驗(yàn)室 二一六年五月空氣加熱器性能的測(cè)定在空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，除應(yīng)用噴水室對(duì)空氣進(jìn)行熱濕處理外，還廣泛采用表面式換熱器對(duì)空氣進(jìn)行處理。通常表面式換熱器可分為表面式冷卻器和空氣加熱器兩大類(lèi)：表面式冷卻器一般以冷水或者制冷劑作為冷媒，可實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣的等濕冷卻、減濕冷卻等處理；空氣加熱器一般以熱水或者蒸汽作為熱媒，可實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣的等濕加熱的處理。一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)本實(shí)驗(yàn)熟悉和掌握空氣加熱器（簡(jiǎn)稱(chēng)加熱器）性能（換熱量）的測(cè)定方法。二、 實(shí)驗(yàn)原理當(dāng)用空氣加熱器處理空氣時(shí)，處理過(guò)程為等濕加熱且只是顯熱的交換過(guò)

2、程。主要取決于換熱盤(pán)管傳熱系數(shù)的大小。對(duì)既定結(jié)構(gòu)的肋片式加熱器，等濕加熱過(guò)程的傳熱系數(shù)只與內(nèi)外表面的換熱系數(shù)有關(guān)，即 （1） 式中： 加熱器的傳熱系數(shù)，W/()； 外表面的換熱系數(shù)，W/()； 肋表面全效率； 管壁厚度，m； 管壁導(dǎo)熱系數(shù)，W/()； 內(nèi)表面的換熱系數(shù)，W/()； 肋化系數(shù)。式中： 單位管長(zhǎng)肋片管的外表面積，； 單位管長(zhǎng)肋片管的內(nèi)表面積，；對(duì)于以水為傳熱介質(zhì)的空氣加熱器來(lái)說(shuō)，其外表面換熱系數(shù)與空氣的迎面風(fēng)速或質(zhì)量流速有關(guān)，內(nèi)表面換熱系數(shù)與水的流速有關(guān)。加熱器供給空氣的熱量為 式中： 加熱器供給空氣的熱量，Kw； 加熱器的傳熱面積，；本實(shí)驗(yàn)為45 熱媒與空氣間的對(duì)數(shù)平均溫度，。當(dāng)

3、熱媒為熱水時(shí)可以用算術(shù)平均溫度來(lái)代替對(duì)數(shù)平均溫度。被加熱的空氣所得到的熱量為 （2）式中： 空氣得到的熱量，kW； 被加熱的空氣量，/s； 干空氣的比熱，一般1.01，kJ/（）； 加熱后空氣的干球溫度，； 加熱前空氣的干球溫度，； 從理論上講，上述兩者應(yīng)當(dāng)相等，即。因此只要測(cè)量出空氣側(cè)獲得的熱量即可以得知加熱器的熱交換能力（換熱量）。三、 實(shí)驗(yàn)裝置及儀器本實(shí)驗(yàn)裝置為一直流系統(tǒng)，如圖1所示。（1）空氣動(dòng)力部分風(fēng)機(jī)由直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，用可控硅調(diào)速裝置調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，以得到實(shí)驗(yàn)所需的風(fēng)量。（2）空氣流量測(cè)定裝置該部分由均流板、空氣流量噴嘴、測(cè)壓環(huán)等組成。噴嘴共設(shè)兩個(gè)，噴嘴喉口直徑D=125。（3）空氣處

4、理段兩臺(tái)空氣加熱器并聯(lián)，加熱器外形尺寸為10010080，三排管。該段所設(shè)測(cè)壓環(huán)用來(lái)測(cè)量加熱器前后壓力差，以確定加熱器的阻力。（4）熱水系統(tǒng)由水泵、三級(jí)電加熱鍋爐、水箱、流量計(jì)等組成。加熱水溫由電接點(diǎn)水銀溫度計(jì)控制，水流量由閥門(mén)調(diào)節(jié)，流量計(jì)顯示。實(shí)驗(yàn)用儀器包括：鉑電阻數(shù)字溫度計(jì)、傾斜式微壓計(jì)、空盒氣壓表、液轉(zhuǎn)流量計(jì)等。四、 實(shí)驗(yàn)方法本實(shí)驗(yàn)使用兩種方法確定加熱器換熱量，一種是測(cè)量空氣側(cè)的換熱量，另一種是測(cè)量熱媒（水）側(cè)的換熱量。兩種方法測(cè)得的熱量偏差不得超過(guò)5，取兩者算術(shù)平均值作為該加熱器的換熱量。用可控硅調(diào)速裝置改變直流電機(jī)的輸入電壓，使系統(tǒng)保持在一個(gè)穩(wěn)定的風(fēng)量下。開(kāi)啟熱水系統(tǒng)加熱器，使空氣加

5、熱器入口水溫滿(mǎn)足測(cè)定要求。這樣通過(guò)對(duì)空氣流量、加熱器前后的空氣溫度的測(cè)定，對(duì)熱水流量，加熱器進(jìn)出口水溫的測(cè)定，即可計(jì)算出加熱器的換熱量。五、 實(shí)驗(yàn)步驟1） 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)按風(fēng)機(jī)、水泵、加熱器的先后順序啟動(dòng)。可控硅調(diào)速裝置的電壓調(diào)至150200V，將電熱鍋爐中熱水溫度調(diào)至5560，熱水流量調(diào)至10003000L/h。2） 測(cè)量大氣壓力、流量、噴嘴前的靜壓和其前后的靜壓差，加熱器前后空氣的干球溫度。3） 計(jì)算處理的空氣量： （3）式中： 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中空氣的質(zhì)量流量，/s； 噴嘴流量系數(shù)，本實(shí)驗(yàn)裝置中0.98； 噴嘴喉部面積（噴嘴共設(shè)4個(gè)，噴嘴喉口直徑D125），； 噴嘴前后的靜壓差，； 空氣密度，/m3；

6、 當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ?噴嘴前的靜壓，； 噴嘴前的空氣溫度，。4） 按式（2）計(jì)算空氣側(cè)換熱量。5） 測(cè)量加熱器進(jìn)出口水溫，通過(guò)加熱器的水流量。6） 計(jì)算熱媒（水）側(cè)的換熱量： （4）式中： 水側(cè)的換熱量，kW； 水的質(zhì)量流量，/s； 水的比熱，kJ/（）； 加熱器的進(jìn)口水溫，； 加熱器的出口水溫，。六、 數(shù)據(jù)整理將原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記于表一、表二、表三。將計(jì)算整理數(shù)據(jù)記于表四。加熱器的平均換熱量為 （5）式中： 加熱器的平均換熱量，kW；實(shí)驗(yàn)中兩流體間的熱平衡偏差為： 或 則符合要求，實(shí)驗(yàn)即為合格；否則需要改變運(yùn)行參數(shù)，重新進(jìn)行測(cè)定與計(jì)算。表一 壓力測(cè)定記錄表序號(hào)大氣壓力B噴嘴前靜壓力Pn噴嘴前后靜壓差Pn備注/Hg/Pa/Hg/Pa/Hg/Pa123456平均值表二 空氣溫度記錄表序號(hào)進(jìn)口狀況出口狀況備注干球溫度/濕球溫度/干球溫度/濕球溫度/123456平均值表三 水溫、水量測(cè)定記錄表序號(hào)水溫水量風(fēng)量備注初溫/終溫/（/s）/（/s）123456平均值表四 計(jì)算整理表序號(hào)名稱(chēng)符號(hào)單位數(shù)值備注1加熱器前干球溫度2加熱器后干球溫度3空氣流量/s4空氣比熱kJ/（）5空氣側(cè)換熱量kW6加熱器進(jìn)口水溫7加熱器出口水溫8熱水流量/s9水側(cè)換熱量kW10加熱器平均換熱量kW11熱平