热质交换原理与设备实验报告.docx
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热质交换原理与设备实验报告.docx
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实验一强化换热器换热性能
一、实验目的
1.测试换热器的换热能力;
2.了解传热驱动力的概念以及它对传热速率的影响。
二、实验原理
换热器工作时,冷、热流体分别处在换热管的两侧,热流体把热量通过管壁传给冷流体,形成热交换。
当若换热器没有保温,存在热损失,则热流体放出的热量大于冷流体获得的热量。
热流体放出的热量为:
(3-1)
式中:
——单位时间内热流体放出的热量,kW;
——热流体的质量流率,kg/s;
——热流体的定压比热,kJ/kg·K,在实验温度范围内可视为常数;
、——热流体的进出口温度,K或oC。
冷流体获得的热量为:
(3-2)
式中:
——单位时间内冷流体获得的热量,kJ/s=kW;
——冷流体的质量流率,kg/s;
——冷流体的定压比热,kJ/kg·K,在实验温度范围内可视为常数;
、——冷流体的进出口温度,K或oC。
损失的热量为:
(3-3)
冷热流体间的温差是传热的驱动力,对于逆流传热,平均温差为
(3-4)
式中:
、。
本实验着重考察传热速率Q和传热驱动力之间的关系。
三、实验步骤
1.开启燃油炉,设置温度上限75℃,设置温度下限70℃;
2.开启工控机,点击“换热器换热性能实验”图标,进入实验程序界面,单击“清空数据”按钮清空数据库;
3.打开阀门V06、V10,V04、V08,其它阀门均关闭,使冷流体走换热器壳程,并经流量调节阀V14流回水箱,热流体走换热器管程流程如图3所示;
4.灌泵:
打开自来水阀门V02,旋开冷水泵排气阀放净空气,待放完泵内空气后关闭,保证离心泵中充满水,再关闭自来水阀门V02;
5.启动冷水泵:
将水泵运行方式开关“11-7”旋向“变频”,选择变频运转方式,然后按下冷水泵启动按钮“11-11”,分别转动压力调节旋钮“11-8”和流量调节旋钮“11-9”,使冷水泵出口压力(11-4表)保持在0.4MPa,冷水泵出口流量(11-2表)保持在1.0L/s;
6.待燃油炉内水温达到温度上限时,顺时针转动开关“11-12”开循环泵,待热水基本均匀后逆时针转动开关“11-12”关闭循环泵,再顺时针转动开关“11-13”开启热水泵;
7.调节阀门V08,使热流体流量Q2稳定在0.3L/s;
8.待冷流体的进出口温度、及热流体的出口温度稳定后记录数据。
9.改变炉内的设定温度,重复步骤8。
四、数据处理
保持热流体流量及冷流体流量不变,改变热流体的进口温度,测量冷流体的进出口温度、及热流体的出口温度,根据公式(3-1)和(3-2)分别计算热流体放出的热量和冷流体获得的热量,并由式(3-3)计算损失的热量,根据公式(3-4)计算平均温差,将测量和计算出的结果填入数据表3-1中。
表3-1实验测量和计算结果
序号
(oC)
(oC)
(oC)
(oC)
(kW)
(kW)
(oC)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
实验二室内污染物测试
一、实验目的
本实验主要是对室内污染物进行检测,检测的对象是室内甲醛和及二氧化碳的。
通过实验,使学生了解室内主要污染物的来源以及组成,了解室内污染物控制的标准和规范,能够熟练的运用测量仪器仪表对污染物进行检测。
二、实验要求
1.了解室内污染物控制的标准和规范,了解室内主要的污染物的来源和组成;
2.掌握室内污染物检测仪器仪表的组成和基本性能;
3.了解室内污染物检测仪器的使用方法、适用场合;
4.能够对检测数据进行分析,以便对被测房间的空气质量品质作出合理的评价。
三、实验仪器
新风量二氧化碳分析仪、4160-19.99m型甲醛分析仪
四、实验步骤
(一)监测点布置
本次试验地点选在J15教学楼242实验室,面积约为80m2,内设八个测点(如图1所示)。
考虑到报告厅的使用性质(工作区在1.5米以下),测试高度设置在离地1米高处。
图1实验室242平面布置图
(二)室内二氧化碳含量的测量
利用新风量二氧化碳分析仪,在八个监测点处分别测定二氧化碳的含量,测量方法如下:
(1)按POWER键开机,仪器上显示WARM-UP和CO2PPM;
(2)在显示前等10秒钟;
(3)WARM-UP自开机后显示1分钟,1分钟后自动消失;
(4)WARM-UP消失后,仪器显示CO2含量和室内温度值,将值记录于表1-1中;
(三)室内甲醛含量的测量
利用4160-19.99m型甲醛分析仪对室内的甲醛含量进行测量,步骤如下:
1.检查电池
(1)功能开关旋到BAT.TESTA位置,显示值低于1.00时则需要充电;
(2)功能开关旋到BAT.TESTB位置,显示值低于1.00时需要更换碱性电池;
(3)如以上两档均高于1.00,即可继续下一步。
2.仪器调零
(1)在测量现场打开仪器电源,将功能开关旋到SAMPLE位置,仪器稳定运行约15分钟后开始调零;
(2)将C-12过滤器两头的红色塞子取下,将连接软管粗的一端接C-12过滤器的一端,将细的一端用力插入仪器背面的进气口(IN);
(3)用手指堵住C-12过滤器的前端(时间不要超过2秒钟,否则会造成传感器中的液体被抽出进入泵体),如听到泵的声音明显减慢,则系统气密性正常,否则需检查各接口处连接;
(4)仪器读书稳定后,调整ZERO旋钮使显示为“0.00”,调零后取下C-12过滤器,并用红色塞子塞住两端。
注:
(1)采气管的软管端在拔出仪器背面的进气口时,需先用手按住进气口处圆形的灰色卡子,再往外拔软管即可;
(2)C-12过滤器多次使用或在高浓度环境中使用后,过滤器吸入甲醛后可能饱和,吸附能力下降,影响检测精度,此时需要重新活化过滤器中的活性炭。
3.检测
(1)将带塑料螺母卷曲管链接到白色采样手柄上,将卷曲管另一端连接到仪器背面的进气口(IN)
(2)将采样手柄指向被测区,待数值稳定后读取测量结果,并将检测结果记录于表1-1;
(3)短时间内测量其他房间时,如外界环境差异不大,可直接检测,不必重复调零过程。
表1-1室内CO2含量、新风量以及甲醛含量测试数据记录表
监测点
被测量
1
2
3
4
5
6
7
8
平均值
CO2含量(PPM)
1200~1600
同1
同1
同1
同1
同1
同1
同1
请自己计算
甲醛含量(mg/m3)
0.8~1.1
0.7~0.9
0.5~0.9
0.5~0.7
0.9~1.1
1.2~1.4
0.8~1.2
1.0~1.3
请自己计算
五、思考题
1.室内主要污染物的组成以及来源?
2.简述控制室内污染物的措施?
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