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自然循环锅炉水循环实验


实验报告

实验名称:自然循环锅炉水循环实验 院系:能源动力与机械工程 班级:热能 1004 班 姓名: 学号: 同组人: 实验日期:

华北电力大学

一、实验目的
1,认识和验证双锅筒工业锅炉工作原理。 2,半定量实验验证自然循环锅炉工作原理。 3,半定量试验验证停滞、倒流、下降管带汽等故障中的一种。

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二、实验类型
验证型。

三、实验仪器
电加热自然循环汽包锅炉热台实验台。
实验台结构: 3-1 为实验台的 图 流程示意图。上锅筒(钢制,顶部 有排汽管通向大气) 、下锅筒(钢 制, 底部有放水管)3 根下降管 、 (石 英玻璃管) 6 根水冷壁 、 (石英玻璃 管,外面缠绕电炉丝,电炉丝的两 端接在调压器的输出端上) 、调压 器(通过调节电压来调节水冷壁的 加热功率。调压器 I 控制第一、第 四回路;调压器 II 控制第二、第 五回路;调压器 III 控制第三、第 六回路。。 )

220V AC

220V AC

220V AC

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四、实验原理

图3-1 工业锅炉演示实验台流程图

工业锅炉包括热水锅炉和蒸汽 锅炉两类。 工业锅炉的容量一般都小于 65t/h,蒸汽参数都小于 2.5MPa,350℃。因此工业锅炉的 蒸发受热面吸热量在总的吸热量中的比例很高,因此水冷壁的结构从炉底延伸到炉顶。 本实验台采用了这种结构,双锅筒、下降管、水冷壁结构。双锅筒锅炉的工作原理是水 冷壁中的工质(热水或者汽水混合物)密度小于下降管中的工质(热水)的密度。ΔρgH 就 是工业锅炉水循环的动力,其中 Δρ 是下降管中热水密度与水冷壁中热水或者汽水混合物的 密度之差,重力及速度 g=9.806m/s2,H 为锅炉循环回路的有效高度。工业锅炉循环水路的 阻力包括:沿程阻力(下降管、上升管部分的沿程阻力)和局部阻力(含下锅筒、上锅筒、 联箱等后壁元件的入口和出口部分的局部阻力) 循环回路中的工质在 ΔρgH 驱动下不断循环, 在水冷壁中被加热成参数合格的热水或者水蒸汽。一般而言,工业锅炉的循环倍率 K>15。 水循环特性稳定。 本实验台的特点是加热原件功率小,观察自然循环特性耗费的时间比较长。

五、实验内容和步骤
1.实验内容: 1)观察热态实验台自然循环锅炉的工作过程。

2)观察停滞、倒流、下降管带汽等现象中的至少一种。 3)调整加热功率 P(任何一组调压器的输出的电压不得超过 200 伏特。电压参数通过电 压表观察,通过调压器旋转手轮控制。,记录水冷壁中工质的上升速度 wh。 ) 4)分析电热丝的加热功率与水冷壁中工质的上升速度之间的关系。 5)分析实验台产生停滞、倒流、下降管带汽等现象的原因。 6)给出改进实验效果和精度的建议。

2.实验步骤
1)将上锅筒水位控制在中心线附近。 2)打开总电源。 3)将 3 组调压器输出电压调到 110V。 4)加热 20 分钟。 5)观察自然循环过程。 6)从下联箱放水管放水,将上联箱水位控制在 10mm 左右。 7)将 2 组调压器输出电压调到 180V。另外一组调压器输出电压调到 100V。 8)观察停滞、倒流、下降管带汽现象。 9)将 3 组调压器输出电压恢复到 0V。 10)记录实验室的干湿球温度计读数。 11)清理实验现场的水、各种杂物。 12)经过实验指导教师确认无误后,离开实验室。 13)实验工况表见表 3-1,实验操作卡见表 3-2。

表 3-1 自然循环锅内过程实验工况表
工况编号 1 2 3 电压,V AC 150 175 200 第一组 √ √ √ 第二组 √ √ √ 备注 各工况分别记录实验室干球温 度、湿球温度、相对湿度。

六、数据记录及处理
表 3-2
秒表 累计 气泡 1 气泡 2 气泡 3 气泡 4 气泡 5 气泡 6 气泡平均速度 (cm/s) 起始1 (s) 终点2 (s)

实验操作卡
工况:150V 距离 (cm) 气泡速度 (cm/s) 干球温度 (℃) 湿球温度 (℃) 相对湿度 (%)

工况:175V 秒表 累计 气泡 1 气泡 2 气泡 3 气泡 4 气泡 5 气泡 6 气泡平均速度 (cm/s) 工况:200V 秒表 累计 气泡 1 气泡 2 气泡 3 气泡 4 气泡 5 气泡 6 气泡平均速度 (cm/s) 起始1 (s) 终点2 (s) 距离 (cm) 气泡速度 (cm/s) 干球温度 (℃) 湿球温度 (℃) 相对湿度 (%) 起始1 (s) 终点2 (s) 距离 (cm) 气泡速度 (cm/s) 干球温度 (℃) 湿球温度 (℃) 相对湿度 (%)

原始数据


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