《建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)綜合實驗》 教案 7-7 7.1.7空氣加熱器性能測試實驗

空氣加熱器性能測試實驗實驗?zāi)康蘑偻ㄟ^以熱水為熱媒的空氣加熱器中空氣被加熱過程的測試，加深對表面式空氣加熱器換熱理論的理解。②掌握表面式空氣加熱器熱工性能的測試方法。③分析空氣加熱器傳熱系數(shù)的影響因素，并確定其隨空氣流速的變化關(guān)系式。實驗原理在設(shè)計空氣加熱器的結(jié)構(gòu)時，應(yīng)滿足熱工、流體阻力、安裝使用、工藝和經(jīng)濟(jì)等方面的要求。最主要的是在一定的外形尺寸和金屬材料用量下，其空氣加熱器的放熱量最大和空氣通過的阻力最小。經(jīng)過研究結(jié)果表明，空氣加熱器的傳熱系數(shù)及空氣阻力與下列幾種因素有關(guān)。（1）空氣加熱器有效斷面上的空氣平均速度。（2）空氣密度。（3）空氣通過的管子排數(shù)及其管徑。（4）管內(nèi)熱水的流速。當(dāng)熱媒為熱水時，空氣加熱器的傳熱系數(shù)及空氣阻力可由下列關(guān)系式表示。 （1） （2）式中——經(jīng)驗系數(shù)，與空氣加熱器的結(jié)構(gòu)有關(guān)；——空氣加熱器有效斷面上的空氣流速，m/s；——空氣密度，kg/m3；——加熱器管束內(nèi)熱水的流速，m/s；——經(jīng)驗指數(shù)，與空氣加熱器的結(jié)構(gòu)有關(guān)。本實驗保持加熱器管束內(nèi)熱水的流速不發(fā)生改變，則傳熱系數(shù)與空氣流速的變化關(guān)系式可表示為： （3）在試驗工況條件下，測量出加熱器前后的空氣參數(shù)和供熱水溫度、水量等參數(shù)后，分別計算出空氣通過加熱器所得到的熱量及熱水所放出的熱量，當(dāng)兩者熱平衡偏差符合規(guī)定值后，根據(jù)傳熱學(xué)公式可計算出傳熱系數(shù)值。計算空氣通過加熱器得到的熱量(kw) （4）式中——1.01（KJ/kg?℃），濕空氣的定壓比熱；——空氣的平均流速，m/s；——風(fēng)管斷面面積，m2；——加熱前、后空氣的溫度，℃。計算加熱器從熱水得到的熱量(kw) （5）式中——4.2（KJ/kg?℃），水的比熱容；——熱水流量，kg/s；——進(jìn)出水溫度，℃。計算熱平衡誤差 （6）當(dāng)在10%以內(nèi)時方滿足要求。計算空氣加熱器傳熱系數(shù) （7）式中——空氣加熱器的換熱面積，m2；——熱煤溫度與空氣平均溫度之差，℃。實驗系統(tǒng)及裝置空氣加熱器性能測試實驗臺如圖1所示，包括風(fēng)機(jī)、畢托管、微壓計、熱水機(jī)組、水泵、數(shù)字溫度計等。圖1加熱器性能測試實驗臺實驗步驟及方法①實驗前先熟悉實驗系統(tǒng)中的各個設(shè)備及要調(diào)試的部件，并準(zhǔn)備好測試儀表。②打開空氣源熱泵機(jī)組，設(shè)定出水溫度40℃，調(diào)節(jié)熱水供水系統(tǒng)使熱水供水量及供水壓力穩(wěn)定。③啟動風(fēng)機(jī)?？諝庠陲L(fēng)機(jī)作用下流入風(fēng)管，經(jīng)空氣加熱器加熱后排出。當(dāng)系統(tǒng)運行正常，系統(tǒng)工況穩(wěn)定后即可進(jìn)行測量。④熱水流量用轉(zhuǎn)子流量計測量，熱水進(jìn)入加熱器前后的溫度用銅—康銅熱電偶測量，在加熱器前后各設(shè)一個測點。⑤用畢托管及微壓計測量各測點的動壓，進(jìn)而計算出風(fēng)管內(nèi)空氣的平均流速?？諝獗患訜崆昂蟮臏囟龋刹Ａ囟扔嫓y得，在加熱器前后各設(shè)一個測點。通過空氣加熱器的空氣阻力可用微壓計測量。⑥調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)前的閥門改變系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)量，熱水側(cè)參數(shù)保持不變，重復(fù)步驟（四）和（五），共測試4組不同風(fēng)量下的實驗數(shù)據(jù)，每次間隔10分鐘左右。⑦測試結(jié)束后關(guān)閉熱水系統(tǒng)閥門，風(fēng)機(jī)繼續(xù)運行5分鐘后關(guān)閉，最后關(guān)閉電源。實驗數(shù)據(jù)記錄表1空氣加熱器性能測試實驗數(shù)據(jù)記錄表環(huán)境氣象參數(shù)干球溫度（℃）相對濕度（%）大氣壓力（kPa）空氣測參數(shù)熱水測參數(shù)序號進(jìn)風(fēng)溫度（℃）出風(fēng)溫度（℃）平均流速（m/s）加熱器壓差（Pa）進(jìn)水溫度（℃）出水溫度（℃）供水流量（L/h）1234實驗數(shù)據(jù)處理及分析①將計算后的數(shù)據(jù)填入表2。表2空氣加熱器性能測試實驗數(shù)據(jù)處理表序號(kw)(kw)（℃）（w/m