JB/T 10379-2002 换热器热工性能和流体阻力特性通用测定方法

ICS2302030J75JB中华人民共和国机械行业标准JBT103792002换热器热工性能和流体阻力特性通用测定方法General test methods for determining heat transfer performance andflow resistance of heat exchangers20021227发布2003-04-01实施中华人民共和国国家经济贸易委员会发布JBT10379-2002目次前言2规范性引用文件3符号4测定系统5测定用仪表51流量测量仪表…1111111152温度测量仪表53压力降测量仪表…6测定方法和要求,11111117性能确定7.1传热性能72压力降9检验报告91任务来源92试验目的…93试验条件88800000p94试验起止时间及人95数据处理6结论及分析图1液一液测定系统图2液一气测定系统图3液一汽测定系统图4气一气测定系统图5气一汽测定系统….111--1111111111图6温度测量仪表安装…111图7测压环及静压测孔677JBT103792002前本标准由中国机械工业联合会提出本标准由机械工业化工机械与设备标准化技术委员会归口本标准由合肥通用机械研究所负责起草JBrT103792002换热器热工性能和流体阻力特性通用测定方法1范围本标准规定了换热器热工性能和流体阻力特性通用测定方法和试验技术要求。本标准适用于各种型式的换热器,包括管壳式换热器、螵旋板式换热器、板式换热器、冷却器加热器、散热器、空冷器、油冷器、冷凝器、蒸发器、船用換热器、通用机械辅机换热器传热元等(以下简称“换热器”本标准适用的试验介质为液一液、液一气、液一汽、气一气、气一汽,常用介质为冷热水、冷热油2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准GBT2624-1993流量测量节流装置用孔板、喷嘴和文丘里管测量充满圆管的流体流量(So51671:1991)GB/T15386-1994空冷式换热器GB164091996板式换热器JB/T5095-191内燃机机油冷却器传热性能试验方法JB/T6919-1993螺旋板式换热器性能试验方法JB/7356-1994列管式油冷却器JB8701-1998制冷用板式换热器符号A—换热面积,单位为m2x冷介质定压比热容,单位为】(kg·K)p-热介质定压比热容,单位为(kg·K)K——总传热系数,单位为W(m2K)4努塞尔数:P冷介质进口的压力,单位为MPaPx冷介质出口的压力,单位为MPaP热介质进口的压力,单位为MPa热介质出口的压力,单位为MP一冷介质侧压力降,单位为MQ冷介质的热流量,单位为wQ。热介质的热流量,单位为W;Q—平均换热量,单位为WRe雷诺数JBT10379-2002Pr普朗特数Sc冷介质流通面积,单位为m2s—热介质流通面积,单位为m2t—冷介质进口温度,单位为℃冷介质出口温度,单位为℃l—热介质进口温度,单位为℃42热介质出口温度,单位为℃△对数平均温差,单位为℃:v冷介质体积流量,单位为m/sv热介质体积流量,单位为m3s一冷介质流速,单位为m一热介质流速,单位为ma—膜传热系数,单位为w(m2·K)p。冷介质密度,单位为kg/m3p热介质密度,单位为k汽化潜热,单位为/kg蒸汽比容,单位为△Q—热平衡相对误差,%总传热系数的相对误差4.1换热器测定系统由冷源、热源、被测换热器(以下筒称“试件”)、冷热介质循环系统及测试仪表等组成4.1.1液一液测定系统见图1介质进口液体贮槽:2—冷却塔:3—冷却器:4—试件:5—加热器T—温度或温差测口:P—压力或压差测口图1液一液測定系统冷、热介质经试件换热后,热介质再经加热器升温至所要求的温度:冷介质经冷却器或冷却塔降温至所要求的温度,再循环使用4.1.2液一气测定系统见图2JBTr103792002U型差压计风机风速测量管后测量段前测量段电阻温图2液一气测定系统测定装置由风洞系统和液体系统(油或水)两部分组成,这两部分均有预处理段和测试段。预处理段主要用以保证测定所要求的介质的参数,测试段必须保证测试参数的准确性,以便提供可靠的测定数4.1.3液一汽测定系统见图3蒸汽一液体经过被测试件后,冷凝液应进一步过冷,以便准确计量;冷介质经备至要求的温度后,如此循环使用4.14气一气测定系统见图4测定装置由冷空气系统和热空气系统两大部分组成。整个装置安装完毕之后,冷空气系统和热空气系统两回路各部分应无泄漏及其他不正常现象。4.15气一汽测定系统见图5测定装置由空气系统和燕汽系统两部分组成,且均有预处理段和测试段,预处理段应保证空气和蒸汽达到测试所要求的参数,测试段应保证测试参数的准确性42测定装置的技术要求冷、热介质应进行流量、温度和压力降的测量。421流量测量流量可以用标准节流装置或其他流量计测定a)用标准节流装置(孔板、喷嘴)测量流量时,其测量方法应符合GBT2624-1993的规定b)用其他流量计应按相应说明进行操作4.22温度测量a)温度测量仪表必须安装在能准确测量试件进、出口温度的位置b)温度测量仪表至试件进、出口管线必须隔热c)管线上介质出现层流流动时,温度测量仪表的上游应安装混合装置d)感温元件必须置于管道的中心位置,见图4.23压力降测量a)静压测量应设置在离任何扰动件(变径、弯头、阀门等)下游5倍管径、上游2倍管径处JB/T103792002aIIJBrT103792002进风口一收缩段:23——前测试段:4—工作段:5—后测试段:6收缩段:7测量段扩散段:9——调速风门:10—风机:—电动机图4气一气测定系统JBrT103792002空气门們试段试1—计量装置;2—过冷器:3—凝结水箱:4—试件:5—风筒;6—减温减压装置一测温口;P一压力或差压测口。图5气一汽测定系统JBrT103792002图6温度测量仪表安装b)测压孔应与管内壁面垂直,见图7:c)静压测量位置至试件之间不得有任何扰动件d)除应遵守本标准的规定外,空冷器的压力降测量还应符合GBT15386-194的规定:板式换热器、冷凝器、蒸发器还应符合GB16409-1996和B8701-1998的规定;油冷器还应符合BT5095191和B/7356-1994的规定;螺旋板式换热器还应符合JB6919-1993的规定图7测压环及静压测孔JBT1037920025测定用仪表所有仪表均需通过法定计量部门检定合格并在有效期内才能使用5.1流量测量仪表测量流量的标准节流装置或其他流量计精度不低于0.25%52温度测量仪表521精密玻璃温度计或精度不低于0.25%的其他温度测量仪表522温度(温差)测量仪表应直接或通过保护套间接插入介质中,保护套内液体应是导热系数大热容量小、不易挥发的液体523温度测量仪表的测定值必须进行无偏差修正。53压力降测量仪表水银压力计准确度不低于133Pa或精度不低于0.25%的其他压差测量仪表。6测定方法和要求6.1测定项目:热介质的流量:b)冷,热介质的进、出口温度或冷、热介质的进口温度和进、出口温差)冷热介质的进、出口压力降62试验,应检查管线、测量仪表及整个测定装置的可靠性63首先使一侧的介质的流量固定,另一侧的介质的流量应在最大的范围内变化。固定流量侧的固定点数应不少于3点,变化流量侧的测点数(相对每个固定点)应不少于6点64每一个工况下稳定运行5min后,进行4次等时间间隔数据采集,取所有采集数据的算术平均值作为该工况的试验测定值65测定要求:将介质流量和温度调整到規定工况,测试过程各工况点对规定值的偏差,温度不得大于0.5℃,流量不得大于1%7性能确定7.1传热性能7.11确定总传热系数K与流速w之间的关系,即Kf(w)或Kf(w),2确定努塞尔数№与流体雷诺数Re之间的关系,即NUt=Ra、PR)、NUf(Re、PR)72压力降721确定压力降△P与流速w之间的关系,即△pf(m)、△p=f(w)722确定欧拉数E与流体雷诺数R之间的关系,即EU可(Ra)、EU=f(Re)8数据处理81数据应以热平衡相对误差不大于5%的测试数据为数据整理依据82测试数据的计算按表1进行83性能图表831主要测试参数值(4次记录平均)和计算数据表832应在同一坐标系中,作出总传热系数K与介质流速w或w的变化关系曲线833应在同一坐标系中,作出冷、热介质的努塞尔数N与各自的雷诺数Re之间的关系曲线834应在同一坐标系中,作出压力降△p与介质流速w和w之间的关系曲线JBT103792002名称符号冷介质流速热介质流速bV/S冷介质热流量e=PC(e,-ie,)热介质热流量平均换热量&+e热平衡相对误差当m一E2>一时当功一EC2=-1时,平均传热温差t2-时总传热系数K=Q(A△w/(m2·K努塞尔数Nuh=Ct Re Pr.Nu=Ci Re"Pr传热膜系数asNi,Aa,a=Mu,4c.W(m2·K)金属热阻RR=6/A(m2·K)/W计算总传热系数】1R(m2K)Eu=C,,欧拉数注:C1Cm1~m是计算中的系数835应在同一坐标系中,作出冷、热介质的欧拉数Eu与各自的雷诺数Re之间的关系曲线84总传热系数K的相对误差△K应不大于10%841相对误差△K计算按82。842相对误差△K大于10%时,应重新回归传热无因次方程JB/T10379-20029检验报告检验报告除规定的首页外,至少应包括以下内容91任务来源92试验目的93试验条件b)试件设计参数c)试验装置;d)试验仪表及精度94试验起止时间及人员95数据处理a)试验原始数值:b)计算方法给出832-8.35中的曲线图d)给出冷、热介质的Na=Re、Pn)、E=Re)方程96结论及分析a)传热性能b)试件压力降c)结果的误差分析、结论和必要的说明