GB/T27698.5-2011
热交换器及传热元件性能测试方法第5部分：管壳式热交换器用换热管
Testmethodfortheperformanceofheatexchangersandheatexchangeelement-Part5:Heattransfertubefortubularheatexchangers
- 中国标准分类号（CCS）J75
- 国际标准分类号（ICS）27.060.30
- 实施日期2012-06-01
- 文件格式PDF
- 文本页数8页
- 文件大小315.64KB
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热交换器及传热元件性能测试方法第5部分：管壳式热交换器用换热管
国家标准 GB/T27698.5一2011 热交换器及传热元件性能测试方法 第5部分管壳式热交换器用换热管 Iestmethodfortheperformmaneeofheatexehangersandheatexchange element一Part5:Heattransfertubefortubularheatexehangers 2011-12-30发布 2012-06-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/T27698.5一2011 前 言 GB/T27698《热交换器及传热元件性能测试方法》分为8个部分 -第1部分:通用要求; 第2部分;管壳式热交换器; 第3部分;板式热交换器; 第4部分;螺旋板式热交换器， 第5部分管壳式热交换器用换热管 第6部分:空冷器用翅片管; 第7部分;空冷器噪声测定; 第8部分;热交换器工业标定
本部分为GB/T27698的第5部分 本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草
本部分由全国锅炉压力容器标准化技术委员会(SAc/Tc262)提出并归口
本部分负责起草单位;甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司(兰州石油机械研究所》 本部分参加起草单位;国家石油钻采炼化设备质量监督检验中心,机械工业传热节能工程技术研究 中心,西安交通大学
本部分主要起草人:聂孟秋、李苏、白博峰、赵亮、常春梅、尹俊,朱巨贤
GB/T27698.5一2011 热交换器及传热元件性能测试方法 第5部分;管壳式热交换器用换热管 范围 GB/T27698的本部分规定了管壳式热交换器用换热管液-液无相变、汽-液有相变冷凝,流动沸腾 蒸发有相变和池沸腾蒸发有相变测试工况的传热和流体阻力性能测试方法
本部分适用的测试流体为单组分或只作单组分考虑的液-液、汽-液
本部分只考虑换热管材料的导热热阻,未考虑换热管内外侧污垢热阻 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 件
GB151管壳式换热器 GB/T27698.1热交换器及传热元件性能测试方法第1部分;通用要求 要求 应将换热管单管制作成套管式热交换器样机
3.2样机设计数据与测试参数 a)换热管型式 b) 换热管材质 e)换热管几何尺寸; d 测试段长度 当量直径; e f 流道截面积 传热面积
g 以上设计数据与测试参数其依据的确定方法与计算方法应按照GB151和GB/T27698.1的要求 进行
3.3测试程序 3.3.1无相变液-液换热 3.3.1.1无相变液-液换热测试系统见图1
3.3.1.2测试前,应检查样机、管线以及测量仪表的可靠性
3.3.1.3开始运行后,应及时排净样机内的气体,使样机在完全充满测试流体的条件下运行并调节至 标准测试工况
3. 3. .1.4在标准测试工况下稳定运行30min后,宜按以下测试要求进行测试 两侧流体的流速从0.5m/s1.5m/、等流速变化,变化间隔应不小于0.2m/s; a b 固定一侧热侧或冷侧)流体的流速在1.0m/s,另一侧流体的流速应从0.5m/s~1.5m/s变 化,变化间隔应不小于0.2 m/S;
GB/T27698.5一2011 每一个测试点稳定10min后,且冷,热流体的热平衡相对误差不大于士5%时,方可进行数据 采集; D 每个测试点最少同步采集3组数据
然汽 冷却水 排放 图例 流研 钢网因 闸阀 冷却塔; 冷却器; 热交换器试件 加热器; 分离器; 过冷器; 液体储槽; 测温点; 测压点
图1无相变液-液换热测试系统 3.3.1.5根据用户需求和设备特征也可协商确定测试工况
3.3.2有相变汽-液冷凝 3.3.2.1有相变汽液冷凝测试系统见图2
3.3.2.2测试前,应检查样机、管线以及测量仪表的可靠性
3.3.2. 3 开始运行后,应及时排净样机内的不凝汽并调节至标准测试工况
3.3.2.4在标准测试工况下稳定运行30min后,宜按以下测试要求进行测试: 保持进人样机进口的蒸汽温度有13C过热度
冷凝液温度比出口燕汽压力所对应的饱 a 和温度略低,但应在2C范围内
蒸汽流量的测定要计量过冷凝液; b 冷流体的流速应从0.5 5m/s~1.5m/s变化,变化间隔应不小于0.1m/s; 同一测试点的数据应同步测量
在冷凝液计量过程中其工况应保持相对稳定,且冷、热流体热 平衡相对误差不超过士5%时,方可进行数据采集; d 每个测试点最少同步采集3组数据; 当蒸汽走样机壳程时应对样机采取保温措施 3.3.2.5根据用户需求和设备特征也可协商确定测试工况
GB/T27698.5一2011 燕汽 冷却水 名你工图例 计量排放 网 冷却塔 冷却器 3 换热管试件; 分离器; 过冷器; 5 液体储槽; 测温点; 测压点
图2有相变汽-液冷凝测试系统 3.3.3有相变流动沸腾蒸发 3.3.3.1有相变流动沸腾燕发测试系统宜按图3建立
3.3.3. .2 测试前,应检查样机、管线以及测量仪表的可靠性
3.3.3. .3 开始运行后,应及时排净样机内的不凝汽并调节至标准测试工况
3.3.3.4在标准测试工况下稳定运行30min后,宜按以下测试要求进行测试 保持进人样机进口的燕汽温度有 C过热度
冷凝液温度比出口蒸汽压力所对应的饱 a "范围内 和温度略低,但应在2 燕汽流量的测定要计量过冷凝液; b 冷流体的流速应从1. m/s变化,变化间隔应不小于0.1m/s; e样机冷流体的进口热平衡干度由预加热器的热交换来调节,最小进口热平衡干度为0, d 样机冷流体的平均热平衡干度应根据使用范围进行变化,变化间隔随干度增加而增加; 同一测试点的数据应同步测量
在冷凝液计量过程中其工况应保持相对稳定,且冷,热流体热 e 平衡相对误差不超过士5%时,方可进行数据采集; 每个测试点最少同步采集3组数据 3.3.3.5根据用户需求和设备特征也可协商确定测试工况
GB/T27698.5一2011 燕汽2 冷却水 计最排放 森 冷却水 计量排放 战风 冷却塔; 冷却器; -预加热器; 换热管试件; 分离器; 过冷器; 液体储槽; 测温点; 测压点
图3有相变流动沸腾蒸发测试系统 3.3.4有相变池沸腾蒸发 3.3.4.1有相变池沸腾蒸发测试系统宜按图4建立
3.3.4.2测试前,应检查样机、管线以及测量仪表的可靠性 3.3.4.3开始运行后,应及时排净样机内的不凝汽并调节至标准测试工况
3.3.4.4在标准测试工况下稳定运行30min后,宜按以下测试要求进行测试 保持进人样机进口的燕汽温度有1C3C过热度
冷凝液温度比出口蒸汽压力所对应的饱 a 和温度略低,但应在2 蒸汽流量的测定要计量过冷凝液; b)保证冷流体的液位处于规定位置上 蒸发介质的进口温度由预加热器的热交换来调节,最小进口温度略小于沸点温度; D -测试点的数据应同步测量
在冷凝液计量过程中其工况应保持相对稳定,且冷,热流体 同 热平衡相对误差不超过士5%时,方可进行数据采集; 管内蒸汽通过换热管将预热过的介质加热至沸腾,通过预先设置在换热管壁上的热电偶测量 换热管壁温、蒸发介质温度、蒸汽温度; f 测试过程中至少要改变5次热负荷,每个测试点最少同步采集3组数据 3.3.4.5根据用户需求和设备特征也可协商确定测试工况
GB/T27698.5一2011 冷却器; -冷凝液计量装置; 试验腔; 燕汽分离过热装置 测压点 测温点
图4蒸发池沸腾测试系统 测试数据处理 无相变液-液换热 4.1.1给出总传热系数人与流速u的测试曲线
4.1.2归纳出两侧对流换热系数a与雷诺数Re之间的关系式
4.1.3给出压力降p与流速的测试曲线
归纳出两侧压力降力与流速u之间的关系式
4.1.5给出传热面两侧液-液流动,定性温度热流体50,冷流体30C,冷热流体流速在1.0m/s时 的总传热系数k,压力降Ap
4.2有相变汽-液冷凝 4.2.1给出总传热系数与液侧流速u
的测试曲线
4.2.2给出两侧压力降p与流速u的测试曲线
4.2.3归纳出两侧对流传热系数a与雷诺数Re之间的关系式
4.2.4归纳出两侧压力降A与流速u之间的关系式
4.2.5给出传热面两侧汽-液逆流运行,液侧流速在1.0m/s时的总传热系数k
GB/T27698.5一2011 4.3有相变流动沸腾蒸发 4.3.1给出总传热系数k与液侧流速u
的测试曲线
4.3.2给出总传热系数尺与平均热平衡干度r的测试曲线
4.3. 3 给出两侧压力降公p与流速u的测试曲线
4.3.4给出两侧压力降Ap与平均热平衡干度r的测试曲线
4.3.5归纳出总传热系数与凝液对流换热系数比(k/ai)与马丁尼利参数X的关系式 4.3.6归纳出汽液侧压力降比(Ap/Ap)与马丁尼利参数X之间的关系式
4.3.7给出传热面两侧汽-液逆流运行,液侧流速在1.5m/s,平均热平衡干度0.5时的总传热系数k 4.4有相变池沸腾蒸发 4.4.1给出沸腾换热系数a与热流量中的测试曲线
4.4.2归纳出沸腾换热系数a，与临界压力p,对比压力及热流密度g之间的关系式 误差 1 5. 数据处理归纳出关系式的计算值与测试值之间的拟合误差用均方根误差表示,应不超过5%
5.2按本部分规定的测试方法确定的总传热系数更值,其误差应不超过士10%
热交换器及传热元件性能测试方法第5部分：管壳式热交换器用换热管GB/T27698.5-2011
一、背景介绍
热交换器是一种用于传递热能的装置，广泛应用于化工、冶金、电力、船舶以及各种加工过程中。其主要作用是将流体之间的热量互相转移，达到加热或冷却的目的。其中，管壳式热交换器是一种常见的热交换器类型，其结构相对简单，易于维护和清洁。
为了评估热交换器的换热效率，需要对其使用的换热管进行性能测试。GB/T27698.5-2011标准规定了管壳式热交换器用换热管的性能测试方法，本文将详细介绍该测试方法。
二、测试方法
管壳式热交换器用换热管的性能测试主要包括以下步骤：
1.试验压力和流量
首先，需要确定试验的压力和流量参数。在测试之前，应该对热交换器进行检查，确保其正常工作并且没有泄漏。然后，根据实际情况选择合适的试验压力和流量，通常应该满足以下条件：
- 试验压力应该不超过热交换器设计压力的1.5倍；
- 试验流量应该接近或等于热交换器额定流量。
2.测量温度差
在测试过程中，需要测量进出口流体的温度差。为了减小误差，应该在稳态条件下进行测量，并且尽可能在多个时间点进行重复测量。
3.计算传热系数
在测量完温度差之后，可以通过传热方程计算出热交换器的传热系数。传热系数是评价热交换器性能的重要指标之一，其计算公式如下：
传热系数 = 换热量 / （传热面积 × 温度差）
4.绘制性能曲线
通过多次测试可以得到不同工况下的传热系数值，将这些值绘制成性能曲线可以更直观地了解热交换器的换热效率。
三、总结
管壳式热交换器用换热管的性能测试方法符合GB/T27698.5-2011标准，可以有效地评估热交换器的换热效率。在进行测试之前，应该对热交换器进行检查，确保其正常工作并且没有泄漏。在测试过程中，需要测量进出口流体的温度差，并通过传热方程计算出热交换器的传热系数。通过多次测试可以得到不同工况下的传热系数值，将这些值绘制成性能曲线可以更直观地了解热交换器的换热效率。
综上所述，管壳式热交换器用换热管的性能测试方法是一种有效的评估热交换器性能的手段。通过该测试方法可以得到热交换器的传热系数值，并绘制出性能曲线，从而更好地了解热交换器的换热效率。
