蒸汽冷凝时表面传热系数和总传热系数测定实验
说明书
一、实验目的：
1、掌握冷凝换热器的换热量Φ和表面传热系数h 及总传热系数K 的测试和计算方法；
2、熟悉冷凝换热器实验台的工作原理和使用方法；
3、了解不同蒸汽压力下的冷凝换热时表面传热系数的变化规律。 二、实验测试装置简介：
1. 测定装置整体组装，带脚轮，用户接电源和上、下水后即可使用。 2. 可测蒸汽在水平管内冷凝（管外为自来水）时的传热系数和给热系数。其工作原理及流程如图所示。
3. 管子的内壁面温度用事先埋好的三支热电偶（轴向均布）测量。
4. 电热蒸汽发生器总功率为9KW ，最大工作压力为0.08MPa 。此蒸汽源亦可通过阀10—1供其它试验使用。
试验装置流程图及各部分组件的名称
1. 蒸汽发生器 2. 电接点压力表 3. 安全阀 4. 汽水分离器 5. 热电偶
6. 压力表 7. 试验管组 8. 凝结水液位保持器 9. 过冷器 10. 阀门 11. 计量水箱10-12. 文丘里流量计(计算机采集订户)
三、实验操作步骤及测试方法：
（一）、操作步骤：
1. 接电源（380V ，四线,50Hz,9KW ）及上下水（均可胶管连接）。
2. 打开阀10—7，从蒸汽发生器底部上水管（兼排污管）向炉体内加自来水至液面计4/5处。加水时还应打开10—2和阀10—3，以便炉体内的空气能够排出，加完水后关闭阀10—7。
3. 全开蒸汽发生器电加热器，待炉内水开始沸腾并将炉体空间大部分空气从阀10—3处排出后，关闭该阀。
4. 待蒸汽压力达到试验压力后，打开阀10—4，使系统内空气全部被蒸汽压出后关闭此阀。
5. 试验管内的蒸汽压力可自动控制，此时将电接点压力表高低压控制指针分别调至试验压力±0.01MPa 处（视试验精度要求，此范围可适当放大或缩小）。试验管内的蒸汽压力亦可利用阀10—2手动调节，此时应将电接点压力表控制指针调至稍高于试验压力，高压控制指针调至比低压控制指针高0.02MPa 左右处，但不得超过蒸汽发生器最大使用压力。
6. 全开阀10—6，向试验管组全程供自来水，并视试验工况要求，利用阀10-5调节自来水流量。
7. 视工况所需蒸汽量，适当改变手控加热开关个数，并利用自控加热档（由电接点压力表控制），实现对蒸汽发生器蒸汽压力的控制，使之在试验压力附近上下波动）。
8. 微开阀10—3，使汽水分离器中分离出来的水能够流出。
9. 待凝结水水位达到保持器8上水位计的某一固定位置后，打开并适当调节阀10—4，使水位在试验过程中始终保持不变。待工况稳定后即可进行测试。
（二）、测试方法
1. 试验管内蒸汽压力用压力表测量。
2. 蒸汽进口温度、凝结水温度、自来水进出口温度以及试验管内壁面温度均用热电偶（E 型）测量。动态显示，按时记录即可；
3. 凝结水和自来水流量手动测量用计量水箱配秒表测量。当凝结水量较少时，为了缩短计量时间亦可用量杯配秒表测量。
4. 每隔2—5分钟读取一次数据，取四次读数的平均值为计算值。当凝结水量较少时，可取全试验过程累计流量为计算值。
5. 试验完毕后，关闭电加热器开关及阀10—6、10—4、10—3等全部阀门，切断电源。
6. 实验数据记录表：
（三）使用注意事项
1. 蒸汽发生器在使用过程中水位不得低于水位计红线处。 2. 蒸汽发生器可定期通过阀10—8进行排污。
3. 在冬季，如室温低于0℃，应设法将系统内的水放尽（凝结水系统的积水可用压缩空气吹出），防止冻坏设备。
四、实验数据整理：
（一）整理实验数据的有关公式
1. 蒸汽凝结放热量 Φ1=Gz (iz －i n ) [w] 2. 冷水获热量 Φ2=Gs (i2－i 1) [w] 3. 平均热量 Φ=(Φ1+Φ2) ／2 [w]
4. 热平衡误差 Δ=(Φ1－Φ2) ／Φ×100% 5. 总传热系数 K=Φ/（A. Δt ） [w/m2℃] 6. 蒸汽冷凝时表面传热系数：h =
φA i (t z -t b )
[w/m2℃]
式中：G z ,G s —蒸汽（凝结水）和冷水流量 [Kg/s]
i z , i n , i 1, i 2—蒸汽、凝结水和冷水进出口状态下的焓 [J/Kg]
A,A i —传热管外和内表面积 [m2]，测定管外径和管长，查管壁厚。
(T 1-t 2) -(T 2-t 1)
ln T 1-t 2T 2-t 1
∆t =
—传热温差 [℃]
t z , t b
—蒸汽温度和传热管内壁平均温度 [℃]
T 1,T 2—蒸汽进口温度和凝结水温度 [℃] t 1,t 2—冷水进口温度和出口温度 [℃]
（二）实验数据整理表：
五、实验结果的分析讨论： 1、分析热平衡误差；
2、讨论不同工况对冷凝表面传热系数和总传热系数的影响。
蒸汽冷凝时表面传热系数和总传热系数测定实验
说明书
一、实验目的：
1、掌握冷凝换热器的换热量Φ和表面传热系数h 及总传热系数K 的测试和计算方法；
2、熟悉冷凝换热器实验台的工作原理和使用方法；
3、了解不同蒸汽压力下的冷凝换热时表面传热系数的变化规律。 二、实验测试装置简介：
1. 测定装置整体组装，带脚轮，用户接电源和上、下水后即可使用。 2. 可测蒸汽在水平管内冷凝（管外为自来水）时的传热系数和给热系数。其工作原理及流程如图所示。
3. 管子的内壁面温度用事先埋好的三支热电偶（轴向均布）测量。
4. 电热蒸汽发生器总功率为9KW ，最大工作压力为0.08MPa 。此蒸汽源亦可通过阀10—1供其它试验使用。
试验装置流程图及各部分组件的名称
1. 蒸汽发生器 2. 电接点压力表 3. 安全阀 4. 汽水分离器 5. 热电偶
6. 压力表 7. 试验管组 8. 凝结水液位保持器 9. 过冷器 10. 阀门 11. 计量水箱10-12. 文丘里流量计(计算机采集订户)
三、实验操作步骤及测试方法：
（一）、操作步骤：
1. 接电源（380V ，四线,50Hz,9KW ）及上下水（均可胶管连接）。
2. 打开阀10—7，从蒸汽发生器底部上水管（兼排污管）向炉体内加自来水至液面计4/5处。加水时还应打开10—2和阀10—3，以便炉体内的空气能够排出，加完水后关闭阀10—7。
3. 全开蒸汽发生器电加热器，待炉内水开始沸腾并将炉体空间大部分空气从阀10—3处排出后，关闭该阀。
4. 待蒸汽压力达到试验压力后，打开阀10—4，使系统内空气全部被蒸汽压出后关闭此阀。
5. 试验管内的蒸汽压力可自动控制，此时将电接点压力表高低压控制指针分别调至试验压力±0.01MPa 处（视试验精度要求，此范围可适当放大或缩小）。试验管内的蒸汽压力亦可利用阀10—2手动调节，此时应将电接点压力表控制指针调至稍高于试验压力，高压控制指针调至比低压控制指针高0.02MPa 左右处，但不得超过蒸汽发生器最大使用压力。
6. 全开阀10—6，向试验管组全程供自来水，并视试验工况要求，利用阀10-5调节自来水流量。
7. 视工况所需蒸汽量，适当改变手控加热开关个数，并利用自控加热档（由电接点压力表控制），实现对蒸汽发生器蒸汽压力的控制，使之在试验压力附近上下波动）。
8. 微开阀10—3，使汽水分离器中分离出来的水能够流出。
9. 待凝结水水位达到保持器8上水位计的某一固定位置后，打开并适当调节阀10—4，使水位在试验过程中始终保持不变。待工况稳定后即可进行测试。
（二）、测试方法
1. 试验管内蒸汽压力用压力表测量。
2. 蒸汽进口温度、凝结水温度、自来水进出口温度以及试验管内壁面温度均用热电偶（E 型）测量。动态显示，按时记录即可；
3. 凝结水和自来水流量手动测量用计量水箱配秒表测量。当凝结水量较少时，为了缩短计量时间亦可用量杯配秒表测量。
4. 每隔2—5分钟读取一次数据，取四次读数的平均值为计算值。当凝结水量较少时，可取全试验过程累计流量为计算值。
5. 试验完毕后，关闭电加热器开关及阀10—6、10—4、10—3等全部阀门，切断电源。
6. 实验数据记录表：
（三）使用注意事项
1. 蒸汽发生器在使用过程中水位不得低于水位计红线处。 2. 蒸汽发生器可定期通过阀10—8进行排污。
3. 在冬季，如室温低于0℃，应设法将系统内的水放尽（凝结水系统的积水可用压缩空气吹出），防止冻坏设备。
四、实验数据整理：
（一）整理实验数据的有关公式
1. 蒸汽凝结放热量 Φ1=Gz (iz －i n ) [w] 2. 冷水获热量 Φ2=Gs (i2－i 1) [w] 3. 平均热量 Φ=(Φ1+Φ2) ／2 [w]
4. 热平衡误差 Δ=(Φ1－Φ2) ／Φ×100% 5. 总传热系数 K=Φ/（A. Δt ） [w/m2℃] 6. 蒸汽冷凝时表面传热系数：h =
φA i (t z -t b )
[w/m2℃]
式中：G z ,G s —蒸汽（凝结水）和冷水流量 [Kg/s]
i z , i n , i 1, i 2—蒸汽、凝结水和冷水进出口状态下的焓 [J/Kg]
A,A i —传热管外和内表面积 [m2]，测定管外径和管长，查管壁厚。
(T 1-t 2) -(T 2-t 1)
ln T 1-t 2T 2-t 1
∆t =
—传热温差 [℃]
t z , t b
—蒸汽温度和传热管内壁平均温度 [℃]
T 1,T 2—蒸汽进口温度和凝结水温度 [℃] t 1,t 2—冷水进口温度和出口温度 [℃]
（二）实验数据整理表：
五、实验结果的分析讨论： 1、分析热平衡误差；
2、讨论不同工况对冷凝表面传热系数和总传热系数的影响。