【正文】 置圖1. 石英玻璃管；2. 引射混合器；3. 空氣流量計；；5. 穩(wěn)壓罐； ；；；；；11 燃氣流量調(diào)節(jié)閥； ；風(fēng)機產(chǎn)生的空氣通過穩(wěn)壓罐、調(diào)壓閥、流量計后進入引射混合器，燃氣經(jīng)減壓器、調(diào)壓閥、流量計后在引射混合器中與空氣預(yù)混合，再經(jīng)二次穩(wěn)壓管、防回火器，進入石英玻璃管進行燃燒實驗。 實驗方法與步驟1. 開啟排風(fēng)扇，保持室內(nèi)通風(fēng)，防止燃氣泄漏造成對人員的危害。2. 起動風(fēng)機，打開空氣進氣閥，按要求設(shè)定預(yù)混空氣壓力（空氣壓力5kPa）。3. 開啟燃氣罐開關(guān)閥，稍開燃氣流量調(diào)節(jié)閥，使石英玻璃管內(nèi)充滿一定濃度的燃氣空氣可燃混合物(參考參數(shù)： L/min；)。4. 用點火槍在石英玻璃管出口端點燃可燃混合氣(注意：點火槍不能直接對著玻璃管中心，防止流動的可燃混合氣對點火花的吹熄)；如點火不成功，則重新調(diào)整燃氣和空氣的流量，保證可燃混合物處在著火濃度極限范圍內(nèi)，直至點火成功。5. 觀察石英玻璃管口的火焰形態(tài)。6. 交替調(diào)節(jié)預(yù)混空氣調(diào)節(jié)閥和燃氣調(diào)節(jié)閥，使火焰呈預(yù)混合火焰的特征。7. 微調(diào)空氣閥和燃氣閥，使可燃混合氣流量微量減小，致使石英玻璃管口火焰鋒面朝著可燃混合氣一側(cè)緩慢移動。當(dāng)火焰鋒面基本置于石英玻璃管中間段位置時，微量調(diào)節(jié)空氣流量閥門，使可燃混合氣流量微量增大。當(dāng)燃燒速度u0等于可燃氣的來流(供氣)速度us時，火焰行進速度up等于零，此時，火焰鋒面在空間駐定靜止不動。如果供氣速度調(diào)節(jié)過大，會造成火焰脫火；反之，會造成回火而吹熄；此時重復(fù)3~7過程，直至燃燒火焰鋒面在石英玻璃管中間段駐定而不移動。(火焰鋒面駐定參考參數(shù)： L/min，燃氣壓力8kPa；，空氣壓力5kPa)8. 記錄燃氣、空氣流量及壓力，環(huán)境溫度及當(dāng)?shù)卮髿鈮骸?. 關(guān)閉燃氣和空氣閥門，多次點燃實驗玻璃管出口，一直到滯留在穩(wěn)壓管中所有混合氣全部燃燒完為止，然后整理實驗現(xiàn)場。 數(shù)據(jù)記錄及整理1. 記錄和計算：實驗設(shè)備名稱： 可見火焰?zhèn)鞑ニ俣葘嶒炁_ 儀器編號： 大氣壓力B= Mpa 室溫= ℃ 石英玻璃管內(nèi)徑d= mm實驗次數(shù)空氣流量Q1/ m3/h空氣壓力P1/kPa燃氣流量Q2/ L/min空氣壓力P2/kPa混合氣流量Q/ m3/h火焰?zhèn)鞑ニ俣萿0/m/s123 實驗分析1. 過量空氣系數(shù)(即空氣消耗系數(shù))和預(yù)熱空氣溫度對火焰的燃燒溫度、火焰?zhèn)鞑ニ俣扔泻斡绊懀?. 倘若石英玻璃管無限長且管內(nèi)充滿了可燃混合氣，一端閉口，一端開口；在開口端點火，產(chǎn)生行進火焰，請敘述將會出現(xiàn)怎么樣的燃燒現(xiàn)象？工業(yè)鍋爐多管水循環(huán)實驗一、實驗?zāi)康?. 觀察在自然條件下，平行管汽液雙相的流動結(jié)構(gòu)。2. 掌握自然循環(huán)故障：停滯與倒流的現(xiàn)象。二、實驗原理自然循環(huán)鍋爐中的循環(huán)動力，是靠上升管與下降管之間的壓力差來維持的。它是由鍋筒（汽包）、下集箱、下降管和上升管組成。上升管由于受熱，工質(zhì)隨溫度升高而密度變小；或在一定的受熱強度及時間下，上升管會產(chǎn)生部分蒸汽，形成汽水混合物，從而也使上升管工質(zhì)密度大大降低。這樣，不受熱的下降管工質(zhì)密度與上升管工質(zhì)密度存在一個差值，依靠這個密度差產(chǎn)生的壓差，上升管的工質(zhì)向上流動，下降管的工質(zhì)向下流動進行補足，這便形成循環(huán)回路。只要上升管的受熱足以產(chǎn)生密度差，循環(huán)便不停止。循環(huán)回路是否正常，將影響到鍋爐的正常運行。如果是單循環(huán)回路（只有一根上升管和下降管），由上升管上升至汽包的工質(zhì)將由下降管中完全得到補充，使上升管得到足夠的冷卻，因而循環(huán)是正常的。但鍋爐的水冷壁并非由簡單的回路各自獨立組成，而是由上升管并排組成受熱管組，享有共同的汽包、下降管、下集箱。這樣組成的自然循環(huán)比單循環(huán)具有更大的復(fù)雜性，各平行管之間的循環(huán)相互影響，在各管受熱不均勻的情況下，一些管子將出現(xiàn)停滯、倒流現(xiàn)象。1. 循環(huán)停滯：當(dāng)并列的上升管受熱不均時，管中的汽水混合物的密度便不等，受熱弱的上升管所產(chǎn)生的運動壓頭就比受熱強的上升管要小。當(dāng)受熱管的運動壓頭小到不能保證上升管中的工質(zhì)以最低的允許速度做穩(wěn)定的流動時便會處于停止不動的狀態(tài)，這種現(xiàn)象就叫做循環(huán)停滯。當(dāng)發(fā)生循環(huán)停滯時，傳熱情況將大大惡化，在管子彎頭等部位容易產(chǎn)生汽泡的積累使管壁得不到足夠的水膜來冷卻，而導(dǎo)致高溫破壞。如果上升管是直接引入汽包的蒸汽空間，則在受熱弱的上升管的上部，將形成不動的自由水面，這樣管壁溫度將會急劇增高而使管壁過熱。二、循環(huán)倒流：當(dāng)受熱弱的上升管循環(huán)流速等于負值時，上升管將發(fā)生流向顛倒，使上升管變?yōu)橄陆倒?，稱為循環(huán)倒流。發(fā)生循環(huán)倒流時，假如汽水混合物沿著整個管子平均地向下流動，暫時不會發(fā)生什么事故。但是，由于在受熱管子中不斷產(chǎn)生的一部分汽泡由于浮力的作用總是力圖上升的，所以汽泡的運動方向就與水的流動方向相反，而當(dāng)汽泡上升的運動速度與水向下的運動速度相等時，便會發(fā)生汽泡的停滯，產(chǎn)生所謂的“汽塞” 現(xiàn)象，這時，發(fā)生“汽塞”的管段就會因得不到有效的冷卻而很快地過熱燒壞。原來工質(zhì)向上流的上升管，變成了工質(zhì)自上而下流動的下降管。如倒流速度足夠大，也就是水量較多，則有足夠的水來冷卻管壁，管子仍能可靠的工作。如倒流速度很小，則蒸汽泡受浮力作用可能處于停滯狀態(tài)，容易在彎頭等處積累，使管壁受不到水的冷卻而過熱損壞。三、實驗裝置工業(yè)鍋爐多管循環(huán)實驗臺由十二根玻璃管做成上升管、六根玻璃管做成下降管、二個上鍋筒和二個下集箱所組成。系統(tǒng)安裝在支架上；每根上升管都纏繞有額定功率為500W的電加熱絲，每兩根加熱管共一個開關(guān)。上升管的加熱可以用加熱開關(guān)控制通、斷，可調(diào)節(jié)各上升管的加熱程度或停止加熱，從而可以演示出上升管和下降管中正常自然水循環(huán)系統(tǒng)中的水汽流態(tài)、泡狀、彈狀和柱狀汽泡的出現(xiàn)，也可以演示自然水循環(huán)中的常見的故障：停滯和倒流。演示時，可以通過交流電流表測定加熱電路中的電流大小，因市電壓可認為基本恒定。通過參數(shù)可計算出加熱電功率。圖1 工業(yè)鍋爐多管循環(huán)實驗臺；；；（汽包）；；；四、實驗方法與步驟1. 使用前，首先加水至上鍋筒的水位線處。2. 將六組調(diào)壓旋鈕調(diào)至零位，檢查電路和儀表無異常情況后，開啟總電源開關(guān)，再將各加熱開關(guān)接通。3. 將六組調(diào)節(jié)選鈕調(diào)至電流表所指示最大值，加熱至系統(tǒng)進入沸騰狀態(tài)，此時可以從上升管和下降管中觀察到正常的自然水循環(huán)狀態(tài)，所有的上升管中的水向上流動，而下降管中的水則向下流動。在沸騰劇烈時，可以看到管中產(chǎn)生泡狀、彈狀、柱狀汽泡的汽、液兩相混合流動狀態(tài)。4. 為了能夠在熱水循環(huán)系統(tǒng)中演示常見的停滯和倒流的故障現(xiàn)象，選擇任一調(diào)節(jié)加熱電路，斷開其中二根上升管的加熱開關(guān)。實驗結(jié)束后，將所有旋鈕調(diào)至零位，并斷開總電源。五、實驗記錄 實驗設(shè)備名稱： 氣體定壓比熱測定儀 設(shè)備編號： 鍋爐自然水循環(huán)基本原理和汽水流動狀態(tài)狀態(tài)電壓（V）電流（A）加熱時間（t）自然水循環(huán)常見故障管列/數(shù)據(jù)電壓（V）電流（A）加熱時間（t）現(xiàn) 象上升管1上升管2上升管3上升管4上升管5上升管6編號：時間：2021年x月x日書山有路勤為徑，學(xué)海無涯苦作舟頁碼：第42頁 共42頁換熱器綜合實驗換熱器性能測試試驗，主要對應(yīng)用較廣的間壁式換熱器中的四種換熱：套管式、板式、列管式和玻璃熱管換熱器進行其性能的測試。其中，對套管式、板式和列管式換熱器可以進行順流和逆流兩種流動方式的性能測試，而熱管式換熱器只能作一種流動方式的性能測試。一、 實驗?zāi)康?，了解影響換熱器性能的因素；，列管式換熱器和板式換熱器的結(jié)構(gòu)特點及其性能的差別；，對數(shù)傳熱溫差和熱平衡誤差等；；、流量、壓力、溫度等參數(shù)的測量技術(shù)。二、 實驗原理本次實驗所用到的均是間壁式換熱器，熱量通過固體壁面由熱流體傳遞給冷流體。實驗原理如圖1所示。熱水加熱采用電加熱方式，冷熱流體的進出口溫度采用巡檢儀，采用溫控儀控制和保護加熱溫度。圖1 換熱器綜合實驗臺原理圖；；；；；；；；；；；通過測量冷熱流體的流量，進出口溫度，可以由式(1)~(3)計算換熱器的換熱量，由式(5)計算換熱器的溫差，因此可以計算出換熱器的傳熱系數(shù)(6)。換熱器的傳熱系數(shù)綜合反映了傳熱過程的難易程度，表示單位傳熱溫差傳熱面積下傳熱過程所傳遞的熱量。熱流體放熱量： (1)冷流體吸熱量： (2)平均換熱量： (3) 熱平衡誤差： (4) 對數(shù)平均溫差： (5)傳熱系數(shù)： (6)式中：，——熱、冷流體的放、吸熱量，W；，——熱、冷流體的定壓比熱，J/Kg℃；，——熱，冷流體的質(zhì)量流量熱，Kg/s；——熱流體的進出口溫度，℃；——冷流體的進出口溫度，℃； 和分別代表和兩者中大者和小者，如順流時， ； F——換熱器的換熱面積，m2。注：熱、冷流體的質(zhì)量流量m1，m2是根據(jù)修正后的流量計體積流量讀數(shù)V1，V2再換算成的質(zhì)量流量值。三、 實驗裝置換熱器綜合實驗臺的實驗裝置如圖2所示。實驗臺參數(shù)：1．換熱器換熱面積F：（1）套管式換熱器 （2）板式換熱器 m2（3）列管式換熱器 m2（4）玻璃熱管換熱器 m22．電加熱器總功率： 3．冷、熱水泵：允許工作溫度：≤80℃額定流量：3m3/h揚程：12m電機電壓：220V電機功率：120W4．轉(zhuǎn)子流量計：型號：LZB15 流量：40400升/小時允許溫度范圍：080℃。圖2 換熱器綜合實驗臺；、列管、板式換熱器調(diào)節(jié)閥門組；；；；；；；；；；；；；、列管、板式換熱器調(diào)節(jié)閥門組；；；；四、實驗方法與步驟1．實驗前準備（1）熟悉實驗裝置及使用儀表的工作原理和性能；（2）打開所要實驗的換熱器閥門，關(guān)閉其它閥門；（3）按順流（或逆流）方式調(diào)整冷水換向閥門的開或關(guān)；（4）向冷熱水箱充水，禁止水泵無水運行。2．實驗操作（1）接通電源；啟動熱水泵（為了提高熱水溫升速度，可先不啟動冷水泵），并盡可能地調(diào)小熱水流量到合適的程度；（2）將加熱器開關(guān)分別打開（熱水泵開關(guān)與加熱開關(guān)已進行連鎖，熱水泵啟動，加熱才能供電）；（3）啟動冷水泵，并調(diào)節(jié)好合適的流量；（4）用巡檢儀觀測溫度。待冷熱流體的溫度基本穩(wěn)定后，既可測讀出相應(yīng)測溫點的溫度數(shù)值，同時測讀轉(zhuǎn)子流量計冷、熱流體的流量讀數(shù)；把這些測試結(jié)果記錄實驗數(shù)據(jù)記錄表中；如需要改變流動方向（順逆流）的實驗，或需要繪制換熱器傳熱性能曲線而要求改變工況[如改變冷水（熱水）流速（或流量）]進行試驗，或需要重復(fù)進行實驗時，都要重新安排實驗，實驗方法與上述實驗基本相同，并記錄下這些實驗的測試數(shù)據(jù)；（5） 實驗結(jié)束后，首先關(guān)閉電加熱器開關(guān)，5分鐘后切斷全部電源。五、數(shù)據(jù)記錄及整理1．記錄和計算：實驗設(shè)備名稱：換熱器綜合實驗臺 設(shè)備編號： 室 溫： ℃ 表1 實驗數(shù)據(jù)記錄表順 逆 流熱 流 體冷 流 體換熱器類型進口溫度/℃出口溫度/℃流量計讀數(shù)V1/L/h進口溫度/℃出口溫度/℃流量計讀數(shù)V2/L/h順流逆流，冷水（熱水）流速（或流量）為橫坐標繪制傳熱性能曲線；六、注意事項1．熱流體在熱水箱中加熱溫度不得超過80℃；2. 實驗臺使用前應(yīng)加接地線，以保安全；3．水泵應(yīng)在一星期要啟動一次，以防止水泵因轉(zhuǎn)輪和外殼間隙小而有水垢粘死。七、注意事項1．試比較列管式換熱器、套管式換熱器、板式換熱器的特點及優(yōu)缺點。2．根據(jù)測試結(jié)果和四種換熱器的結(jié)構(gòu)特點、換熱方式，分析其影響換熱系數(shù)的因素。根據(jù)測試方法和實驗結(jié)果，分析產(chǎn)生誤差的原因。第 42 頁 共 42 頁