空气加热器性能的测定

1、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

2、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 （1） 式中： 加热器的传热系数，W/()； 外表面的换热系数，W/()； 肋表面全效率； 管壁厚度，m； 管壁导热系数，W/()； 内表面的换热系数，W/()； 肋化系数。式中： 单位管长肋片管的外表面积，； 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，其外表面换热系数与空气的迎面风速或质量流速有关，内表面换热系数与水的流速有关。加热器供给空气的热量为 式中： 加热器供给空气的热量，Kw； 加热器的传热面积，；本实验为45 热媒与空气间的对数平均温度，。当

3、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 （2）式中： 空气得到的热量，kW； 被加热的空气量，/s； 干空气的比热，一般1.01，kJ/（）； 加热后空气的干球温度，； 加热前空气的干球温度，； 从理论上讲，上述两者应当相等，即。因此只要测量出空气侧获得的热量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

4、理段两台空气加热器并联，加热器外形尺寸为10010080，三排管。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

5、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150200V，将电热锅炉中热水温度调至5560，热水流量调至10003000L/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： （3）式中： 实验系统中空气的质量流量，/s； 喷嘴流量系数，本实验装置中0.98； 喷嘴喉部面积（喷嘴共设4个，喷嘴喉口直径D125），； 喷嘴前后的静压差，； 空气密度，/m3；

6、 当地大气压力，； 喷嘴前的静压，； 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： （4）式中： 水侧的换热量，kW； 水的质量流量，/s； 水的比热，kJ/（）； 加热器的进口水温，； 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 （5）式中： 加热器的平均换热量，kW；实验中两流体间的热平衡偏差为： 或 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。表一 压力测定记录表序号大气压力B喷嘴前静压力Pn喷嘴前后静压差Pn备注/Hg/Pa/Hg/Pa/Hg/Pa123456平均值表二 空气温度记录表序号进口状况出口状况备注干球温度/湿球温度/干球温度/湿球温度/123456平均值表三 水温、水量测定记录表序号水温水量风量备注初温/终温/（/s）/（/s）123456平均值表四 计算整理表序号名称符号单位数值备注1加热器前干球温度2加热器后干球温度3空气流量/s4空气比热kJ/（）5空气侧换热量kW6加热器进口水温7加热器出口水温8热水流量/s9水侧换热量kW10加热器平均换热量kW11热平