单吹瞬变技术测试紧凑换热型面性能实验指导书
一实验目的
本实验目的：
1）了解单吹瞬变技术测试紧凑换热型面性能原理
2）在试验台上完成一种换热型面性能瞬变特性实验测试
3）做出出口温度的瞬变响应曲线
二实验原理
对于紧凑式换热器，由于其内流体流动、换热状况十分复杂，借助于实验手段研究新型高效紧凑换热面换热和阻力性能，是一有效方法。目前国内外对紧凑式换热面一般都采用不需测壁温的间接方法来确定其换热系数，分为二种：（1）稳定态法；（2）瞬变法。由于瞬变法具有测试方便、迅速，可测范围大等优点，因而日益受到人们的重视。
单吹瞬变技术测试紧凑换热型面性能原理为：当流体流过给定换热面，对之进行突然加热或冷却时，流体出口温度的随时变化是流体进口温度条件和流体与该换热面之间的传热单元数NTU的单值函数。因此，只要事先求得了这一函数关系，就可将实验测得的流体出口温度的随时变化与计算所得的曲线簇直接进行配比，或者按其它特征相互配比。通过配比，与实际测值最相吻合的那条理论曲线的NTU值，就是该换热面在测定工况下的NTU值。然后，根据NTU的定义就可求得其平均换热系数
或者传热因子j。
瞬变法的数学模型都是建立在下列假定之上的：
1）固体壁面均匀分布于整个换热器容积中；
2）流体和固体壁面的物性均为定值，不随温度变化；
3）流体的流动是稳定的；
4）在垂直于流体的流动方向上，流体和固体壁面的导热系数均可作为无限大，这一假定相当于流体在这一方向上能充分混合，而壁面又很薄的情况；
5）沿流动方向，流体的导热系数略而不计；
6）测试前，壁面温度和流体温度都是均匀的，各等于Ti；
7）试件的周面与外界是绝热的。
在上述假定下，根据流体和固体壁面的热平衡关系，可求得如下：
流体： (1)
固体： (2)
式中：——充贮于换热器空容积中的流体质量(kg)；——流体的定压比热(J/kgK)；——流体的质量流速(kg/s)；——换热面的流程长度(m)；——换热面积(m2)；——固体壁面的质量(kg)；——固体比热(J/kgK)；——固体的导热系数(w/mK)；——沿流动方向的有效导热截面积(m2)；和分别为流体和固体的温度(K)。
上面的热平衡方程经过变形转换得：
(3)
(4)
边界条件:
: ， (5)
: (6)
初始条件:
: (7)
在上述各式中，传热单元数、无量纲参数、，无量纲温度、、无量纲空间坐标和无量纲时间，其中。tf和tw分别为流体和固体的温度，t0为初始温度，tf,i为试件进口处流体温度。
当进口温度条件不同时，出口温度的解不同。进口温度任意变化，出口温度：
(8)
三实验装置
本实验装置为开式，试验台主要由双纽线进口段、空气加热装置、吸风式直流风洞、试验段和测试系统组成，如下图：
图1实验装置组成
1.进风口 2.稳定段1 3.加热器 4.稳定段2 5.测压段1
6.实验段 7.测压段2 8.方圆过渡段 9.稳定段3 10.涡轮流量计
11.稳定段4 12.扩压段 13.风机和电动机 14.热电偶 15.阀门
西安换热器|西安换热器公司|西安换热器设备|西安换热器制造|西安换热器厂家|西安换热器价格|西安换热器生产|西安换热器生产厂家|陕西换热器|陕西换热器公司|陕西换热器价格|陕西换热器厂家|换热器|换热器公司|换热器价格|换热器厂|换热器供应商