GB T 27698.5-2011 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.pdf

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1、ICS 27.060.30 J 75 中华人民11: -、道B和国国家标准GB/T 27698.5-2011 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Test method for the performance of heat exchangers and heat exchange element-Part 5: Heat transfer tube for tubular heat exchangers 2011-12-30发布数码防伪/ 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会2012-06-01实施发布前言GB/T 27698(热交换器及传

2、热元件性能测试方法分为8个部分z一一第1部分:通用要求;一第2部分z管壳式热交换器;一一第3部分z板式热交换器;一一第4部分z螺旋板式热交换器;一一第5部分:管壳式热交换器用换热管;一一第6部分z空冷器用翅片管;一一第7部分z空冷器噪声测定;一一第8部分z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. 1-2009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CSAC/TC262)提出并归口。GB/T 27698.5-2011 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

3、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。I 1 范围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/T 27698.5-2011 GB/T 27698的本部分规定了管壳式热交换器用换热管液-液元相变、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。2 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

4、注日期的版本适用于本文件。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。GB 151 管壳式换热器GB/T 27698.1 热交换器及传热元件性能测试方法第1部分:通用要求3 要求3. 1 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zb) 换热管材质;c) 换热管几何尺寸;d) 测试段长度;e) 当量直径;f) 流道截面积zg) 传热面积。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 元相变液液换热3. 3. 1. 1 元相变液-液换热测试系

5、统见图103.3. 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:a) 两侧流体的流速从0.5m/s1.5 m/s等流速变化，变化间隔应不小于0.2m/s; b) 固定一侧(热侧或冷侧)流体的流速在1.0 m/s，另一侧流体的流速应从o.5 m/s1. 5 m/s变化，变化间隔应不小于0.2m/s; GB/T 27698.5-2011 c) 每一个测试点稳定10min后，且冷、热流体的热平

6、衡相对误差不大于士5%时，方可进行数据采集zd) 每个测试点最少同步采集3组数据。1一一冷却塔;2一一冷却器;3一一热交换器试件54一一加热器;5一一分离器;6一一-过冷器;7一一液体储槽;T一一测温点;P一测压点。图1无相变渣-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203.3.2.2 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z排放

7、a) 保持进入样机进口的蒸汽温度有1oC3 oC过热度。冷凝液温度比出口蒸汽压力所对应的饱和温度略低，但应在2oC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o.5 m/s1. 5 m/s变化，变化间隔应不小于0.1m/s; c) 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土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;c) 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。2 G/T 27698.5-20门计盐排放1 冷却塔;2 冷却器;3 换热管试件

8、;4 分离器;5 过冷器56 液体储糟FT一一测温点;P一一测压点。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 有相变流动沸腾蒸发测试系统宜按图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za) 保持进入样机进口的蒸汽温度有1.C3 .C过热度。冷凝液温度比出口蒸汽压力所对应的饱和温度略低，但应在2.C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1.0 m/s2. 0 m

9、/s变化，变化间隔应不小于0.1m/s; c) 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;e) 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;f) 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。3 GB/T 27698.5-20门1 冷却塔;2 冷却器;3 预加热器54一一换热管试件55一一分离器;6一过冷器;7 液体储槽;T 测温点;P 测压点。图3有

10、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:a) 保持进入样机进口的蒸汽温度有1.C3 .C过热度。冷凝液温度比出口蒸汽压力所对应的饱和温度略低，但应在2.C范围内。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;c) 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) 同

11、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:1:5%时，方可进行数据采集;e) 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。4 1一一冷却器;2一一冷凝液计量装置;3一一试验腔;4 蒸汽分离过热装置;P 测压点;T一一测温点。4 测试数据处理4. 1 无相变液-液换热T 图4蒸发池沸腾测试系统4. 1. 1 给出总传热系数h与流速u的测试曲

12、线。4. 1. 2 归纳出两侧对流换热系数与雷诺数Re之间的关系式。4. 1. 3 给出压力降A与流速u的测试曲线。4. 1. 4 归纳出两侧压力降A与流速u之间的关系式。GB/T 27698.5-2011 3 4. 1. 5 给出传热面两侧液-液流动，定性温度热流体50OC，冷流体30OC，冷热流体流速在1.0 m/s时的总传热系数h、压力降A户。4.2 有相变汽m液冷凝4.2. 1 给出总传热系数h与液侧流速Uc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与雷诺数Re之间的关系式。4.2.4 归纳出两侧压力降.p与流速u之间的关系式。4.

13、2.5 给出传热面两侧汽-液逆流运行，液侧流速在1.0 m/s时的总传热系数是。5 GB/T 27698.5-20门4.3 有相变流动沸腾蒸发4.3. 1 给出总传热系数h与液侧流速Uc的测试曲线。4.3.2 给出总传热系数h与平均热平衡干度z的测试曲线。4.3.3 给出两侧压力降.p与流速u的测试曲线。4.3.4 给出两侧压力降.p与平均热平衡干度z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Ck/1)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C.p/.Pl)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1.5 m/s、平均

14、热平衡干度o.5时的总传热系数h。4.4 有相变池沸腾蒸发4.4.1 给出沸腾换热系数b与热流量的测试曲线。4.4.2 归纳出沸腾换热系数b与临界压力Pc、对比压力Pd及热流密度q之间的关系式。5 误差5. 1 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h值，其误差应不超过士10%。6 =ON|的.hNH因。华人民共和国家标准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/T 27698.5-2011 国中* 中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平里西街甲2号(100013)北京市西城区三里河北街16号(100045)网址总编室:(010)64275323发行中心:(010)51780235读者服务部:(010)68523946中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销导印张O.75 字数12千字2012年4月第一次印刷开本880X12301/16 2012年4月第一版唔t;号:155066. 1-44879 16.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68510107定价GB/T 27698.5-2011 打印忖期:2012年4月23H F002A