热工性能实验是针对散热器、锅炉等热工设备进行的性能测试实验，旨在了解其热工特性、热效率以及运行稳定性等关键参数。以下是对热工性能实验的详细解释：
一、实验目的
1. 掌握热媒为特定介质（如水）时，热工设备的热工性能实验方法。
2. 通过实验确定热工设备的散热量、传热系数与计算温差的关系，并求出其金属热强度值等关键参数。
二、实验原理
1. 散热器的散热量：散热器的散热量可以通过公式Q=a(tp-ta)n=a△tbW来计算，其中tp为散热器进出口热媒平均温度，ta为检测小室基准点空气温度，a和b为实验确定的系数，与散热器构造、热媒参数及安装方式等有关。
2. 热媒输入散热器热量：热媒输入散热器的热量可以通过公式Q=G(hg-hc)W来计算，其中G为散热器热媒平均质量流量，hg和hc分别为相应于热媒进口温度和出口温度的焓。
3. 传热系数：传热系数K可以通过公式K=△tn-1W/m2••℃来计算，其中△t为计算温度差，F为散热器散热面积。
4. 金属热强度：散热器金属热强度g可以通过公式g=W/kg•℃来计算，其中W为散热量，△t为计算温度差，g为散热器质量。
三、实验装置
热工性能实验装置主要包括以下部分：
1. 风冷闭式检测小室空调系统：用于维持小室空气温度稳定，包括送回风系统、加热和冷却空气的电加热器系统和制冷系统等。
2. 热媒循环系统：包括低位水箱、循环泵、高位水箱、电热锅炉、散热器及换向器等，用于提供稳定的热媒流量和温度。
3. 温度及流量检测系统：用于测量散热器进出口热媒温度、检测小室空气温度以及热媒流量等参数。
4. 热媒冷却及称量系统：用于冷却和称量热媒，以便计算其质量流量和热量。
四、实验步骤
1. 安装散热器：将待测试的散热器安装在风冷闭式检测小室内。
2. 系统充水、排气：向热媒循环系统中充入适量的水，并排除系统中的空气。
3. 接通电源：接通配点柜和控制电源，确保实验装置正常运行。
4. 调整仪器仪表：调整温度计、流量计等仪器仪表，确保其测量准确。
5. 启动热媒循环系统：开启循环水泵和电热锅炉等设备，使热媒在系统中循环流动。
6. 启动检测小室空调系统：启动风冷闭式检测小室空调系统，使小室内空气温度达到稳定状态。
7. 记录数据：当系统中温度、流量达到稳定后，开始记录数据。每个工况连续读数一段时间（如1小时），并每隔一定时间（如10分钟）记录一次数据。
8. 处理数据：根据测得的数据计算散热器的散热量、传热系数、金属热强度等参数，并与相关标准进行比较分析。
五、实验注意事项
1. 稳态条件：实验必须在稳态条件下进行，即等时间间隔中至少有六次连续测量值且每次测量值与其平均值之差不大于规定范围。
2. 测量精度：温度、流量等参数的测量精度应符合实验要求。
3. 安全操作：在实验过程中应注意安全操作，避免发生意外事故。
综上所述，热工性能实验是评估热工设备性能的重要手段之一。通过该实验可以了解设备的散热性能、传热效率以及金属热强度等关键参数，为设备的优化设计、选型和使用提供重要依据。
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