(高清版)GBT 27698.2-2023 熱交換器及傳熱元件性能測試方法 第2部分：熱交換器

熱交換器及傳熱元件性能測試方法2023-08-06發(fā)布2023-08-06實施國家市場監(jiān)督管理總局國家標準化管理委員會IGB/T27698.2—2023 V l2規(guī)范性引用文件 13術語和定義 14產品型號及試樣參數 l4.1管殼式熱交換器 14.2板式熱交換器 24.3螺旋板式熱交換器 25測試程序 35.1液-液無相變湍流性能測試 35.2液-液無相變低流速性能測試 35.3汽-液冷凝性能測試 45.4汽-液流動沸騰與蒸發(fā)性能測試 45.5池沸騰傳熱性能測試 46測試數據處理 56.1液-液無相變性能測試 56.2汽-液冷凝性能測試 56.3汽-液流動沸騰與蒸發(fā)性能測試 56.4池沸騰傳熱性能測試 57誤差與不確定度 58測試報告 6Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件是GB/T27698《熱交換器及傳熱元件性能測試方法》的第2部分。GB/T27698已經發(fā)布了以下部分：——第1部分：通用要求；——第2——第3——第4本文件代替GB/T27698.2—2011《熱交換器及傳熱元件性能測試方法第2部分：管殼式熱交換27698.3—2011《熱交換器及傳熱元件性能測試方法第3部分：板式熱交換器》與GB/T27698.4—2011《熱交換器及傳熱元件性能測試方法第4部分：螺旋板式熱交換器》。與GB/T27698.2—2011、GB/T27698.3—2011和GB/T27698.4—2011相比，除結構調整和編輯性改動a)增加了“標準工況”與“定性溫度”的術語定義(見第3章);b)更改了管殼式熱交換器產品型號與樣機參數的規(guī)定(見4.1.1,GB/T27698.2—2011的3.1);c)增加了管殼式熱交換器性能測試有效代表范圍的規(guī)定(見4.1.2);d)更改了板式熱交換器裝機片數要求(見4.2.1,GB/T27698.3—2011的第1章);e)更改了板式熱交換器產品型號與樣機參數的規(guī)定(見4.2.2,GB/T27698.3—2011的3.1);f)增加了板式熱交換器性能測試有效代表范圍的規(guī)定(見4.2.3);g)更改了螺旋板式熱交換器產品型號與樣機參數的規(guī)定(見4.3.1,GB/T27698.4—2011的3.1);h)增加了螺旋板式熱交換器性能測試有效代表范圍的規(guī)定(見4.3.2);i)增加了液-液無相變湍流性能測試工況點數據采集時間間隔要求(見5.1.3);j)增加了液-液無相變低流速性能測試程序(見5.2);k)增加了汽-液冷凝性能測試工況點數據采集時間間隔要求(見5.3.3);1)增加了汽-液流動沸騰與蒸發(fā)性能測試工況點數據采集時間間隔要求(見5.4.3);GB/T27698.2—2011的3.2.3.3,GB/T27698.3—2011的3.2.3.3,GB/T27698.4—2011的n)增加了池沸騰傳熱性能測試程序(見5.5);o)更改了汽-液冷凝性能測試數據處理的規(guī)定(見6.2,GB/T27698.2—2011的4.2,GB/T27698.3—2011的4.2,GB/T27698.4—2011的4.2);p)更改了汽-液流動沸騰與蒸發(fā)性能測試數據處理的規(guī)定(見6.3,GB/T27698.2—2011的4.3,GB/T27698.3—2011的4.3,GB/T27698.4—2011的4.3);q)增加了池沸騰傳熱性能測試數據處理的規(guī)定(見6.4);r)增加了不確定度的規(guī)定(見7.3);s)增加了測試報告的規(guī)定(見第8章)。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由全國鍋爐壓力容器標準化技術委員會(SAC/TC262)提出并歸口。本文件起草單位：甘肅藍科石化高新裝備股份有限公司、上海藍濱石化設備有限責任公司、西安交通大學、清華大學、中國石化工程建設有限公司、中石化廣州工程有限公司、睿能太宇(沈陽)能源技術有限公司、上海板換機械設備有限公司、杭州弘澤新能源有限公司、湖北長江石化設備有限公司、上海藍海科創(chuàng)檢測有限公司、中國特種設備檢測研究院。本文件于2011年首次發(fā)布，本次為第一次修訂，修訂時并入了GB/T27698.3—2011《熱交換器及傳熱元件性能測試方法第3部分：板式熱交換器》與GB/T27698.4—2011《熱交換器及傳熱元件性能測試方法第4部分：螺旋板式熱交換器》的內容(GB/T27698.3—2011與GB/T27698.4—2011均頭2011年首次發(fā)布)。V性能測試是確定熱交換器及傳熱元件流動與傳熱特性的最準確的方法。為了保證性能測試有序開展，GB/T27698旨在確立普遍適用于熱交換器及傳熱元件性能測試的測試系統(tǒng)、測試條件、數據處理方法及測試報告要求，擬由四個部分組成?！?部分：通用要求。目的在于確立適用于各類熱交換器及傳熱元件性能測試的測試系統(tǒng)、測量儀表、測量方法、數據處理方法及測試報告的通用要求。——第2部分：熱交換器。目的在于確立各類典型熱交換器性能測試時產品參數信息、測試程序、數據處理結果及測試報告要求?！?部分：傳熱元件。目的在于確立各類典型傳熱元件性能測試的汽-氣冷凝測試方法及產品參數信息、測試程序、數據處理結果與測試報告要求。——第4部分：空冷器噪聲測定。目的在于確立空冷器噪聲測定的測量參數、測試環(huán)境、測試儀表、測試方法及測定報告的要求。由于GB/T27698不可能、也沒有必要囊括熱交換器及傳熱元件性能測試的所有技術細節(jié)，因此，在滿足準確性要求的前提下，不限制本文件中沒有特別提及的技術內容。GB/T27698不限制性能測試時采用先進的測試技術和測試方法，但工程技術人員采用先進的技術方法時，宜對其科學性與準確性做出可靠的判斷。1熱交換器及傳熱元件性能測試方法第2部分：熱交換器本文件描述了熱交換器性能測試程序、測試數據處理及測試報告要求。本文件適用于管殼式熱交換器(含套管式熱交換器)、板式熱交換器(含焊接板式熱交換器、釬焊板2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于GB/T151熱交換器GB/T27698.1熱交換器及傳熱元件性能測試方法第1部分：通用要求NB/T47004.1板式熱交換器第1部分：可拆卸板式熱交換器NB/T47004.2板式熱交換器第2部分：焊接板式熱交換器NB/T47045釬焊板式熱交換器NB/T47048螺旋板式熱交換器GB/T27698.1界定的以及下列術語和定義適用于本文件。設定的用于表征熱交換器性能的工況條件。計算時選取工質物性的參考溫度。注：通常選取工質進口、出口溫度的算術平均值。4產品型號及試樣參數4.1管殼式熱交換器4.1.1管殼式熱交換器測試時應明確產品型號及以下參數：a)殼程結構與幾何尺寸；b)換熱管形式與幾何尺寸；c)換熱管排列方式；d)管間距；2e)折流元件的形式與布置；f)流程；i)換熱管材質；j)傳熱面積；k)設計溫度；1)設計壓力。以上結構與設計數據的確定應按照GB/T151和GB/T27698.1的要求進行。4.1.2當產品型號或者4.1.1中a)～g)任一參數發(fā)生變化時，應重新進4.2.1板式熱交換器樣機板片數量的確定宜考慮在測量流速范圍內流體分布的均勻性，且裝機片數不少于9片。4.2.2板式熱交換器測試時應明確產品型號及以下參數：a)板片波紋形式(波紋角度、波紋深度、波紋間距、c)單板傳熱面積；d)板間距；e)流道截面積；h)板片數；i)夾緊尺寸；j)流程組合；k)設計溫度；1)設計壓力。以上結構與設計數據的確定應按照GB/T27698.1和NB/T47004.1、NB/T47004.2、NB/T47045的要求進行。4.2.3當產品型號或者4.2.2中a)4.3.1螺旋板式熱交換器測試時應明確產品型號及以下參數：a)定距柱布置與幾何尺寸；b)板間距；c)當量直徑；d)流通截面積；e)流道長度；g)傳熱板厚度：h)傳熱面積(以傳熱板中性面為基準);j)設計壓力。3以上結構與設計數據的確定應按照GB/T27698.1和NB/T47048的要求進行。4.3.2當產品型號或者4.3.1中a)～d)任一參數發(fā)生變化時，應重新進行性能測試。5測試程序5.1液-液無相變湍流性能測試5.1.1測試前，應檢查測試樣機、管線以及測量儀表的可靠性。5.1.2開始運行后，應及時排凈測試樣機內的氣體，使測試樣機在完全充滿測試流體的條件下運行并按表1調節(jié)至標準工況。5.1.3在標準工況下穩(wěn)定運行30min后，宜按以下測試要求進行測試：a)兩側流體流速保持相同，流速在表1范圍內變化，變化間隔滿足表1要求；b)固定一側(熱側或冷側)流體為標準工況流速，另一側流體的流速在表1范圍內變化，變化間隔滿足表1要求；c)每個測試工況穩(wěn)定5min及以上，且熱平衡相對誤差不大于5%時，進行數據采集；d)每個測試工況至少重復測量3次，每次間隔5min以上，測量結果取平均值。表1湍流性能測試推薦液相流速范圍單位為米每秒試樣液相流速范圍標準工況液相流速最大變化間隔管殼式熱交換器板式熱交換器螺旋板式熱交換器5.1.4可根據用戶需求和設備特征協(xié)商確定測試流速與壓力。5.2液-液無相變低流速性能測試5.2.1測試前，應檢查測試樣機、管線以及測量儀表的可靠性。5.2.2開始運行后，應及時排凈測試樣機內的氣體，使測試樣機在完全充滿測試流體的條件下運行并按表1調節(jié)至標準工況。5.2.3在標準工況下穩(wěn)定運行30min后，宜按以下測試要求進行測試：a)兩側流體雷諾數保持相同，在表2范圍內等雷諾數間隔變化，測試工況點不少于6個；b)固定一側(熱側或冷側)流體為標準工況雷諾數，另一側流體的流速在表2范圍內等雷諾數間隔變化，測試工況點不少于6個；c)每個測試工況穩(wěn)定5min以上，且熱平衡相對誤差不大于5%時，進行數據采集；d)每個測試工況至少重復測量3次，每次間隔5min以上，測量結果取平均值。表2低流速性能測試推薦液相雷諾數范圍試樣液相雷諾數范圍標準工況液相雷諾數管殼式熱交換器板式熱交換器4表2低流速性能測試推薦液相雷諾數范圍(續(xù))試樣液相雷諾數范圍標準工況液相雷諾數螺旋板式熱交換器5.2.4熱交換器應用于低流速工況時，宜對其進行低流速性能測試?？筛鶕脩粜枨蠛驮O備特征協(xié)商確定測試工況。5.3汽-液冷凝性能測試5.3.1測試前，應檢查測試樣機、管線以及測量儀表的可靠性。5.3.2開始運行后，應及時排凈測試樣機內的不凝氣并調節(jié)至標準工況。5.3.3在標準工況下穩(wěn)定運行30min后，宜按以下測試要求進行測試：a)保持進入測試樣機進口的蒸汽溫度有1℃~3℃過熱度，冷凝液溫度比出口壓力對應的飽和溫度略低，但在2℃范圍內，蒸汽流量通過計量冷凝液得到；b)冷流體的流速在表1范圍內變化，變化間隔滿足表1要求；c)每個測試工況穩(wěn)定5min以上，且熱平衡相對誤差不大于5%時，同步進行數據采集，在冷凝液計量過程中其工況保持相對穩(wěn)定；d)每個測試點至少重復測量3次，每次間隔5min以上，測量結果取平均值。5.3.4可根據用戶需求和設備特征協(xié)商確定測試工況。5.4汽-液流動沸騰與蒸發(fā)性能測試5.4.1測試前，應檢查測試樣機、管線以及測量儀表的可靠性。5.4.2開始運行后，應及時排凈測試樣機內的不凝氣并調節(jié)至標準工況。5.4.3在標準工況下穩(wěn)定運行30min后，宜按以下測試要求進行測試：a)保持進入預加熱器和測試樣機進口的蒸汽溫度有1℃~3℃過熱度，冷凝液溫度比出口蒸汽壓力所對應的飽和溫度略低，但在2℃范圍內，蒸汽流量通過計量冷凝液得到；b)冷流體的流速在表1范圍內變化，變化間隔滿足表1的要求；c)測試樣機冷流體的進口干度由預加熱器調節(jié)，最小進口干度為0;d)測試樣機冷流體的平均干度根據使用范圍進行變化，變化間隔隨干度增加而增加；e)每個測試工況穩(wěn)定5min以上，同步進行數據采集，在冷凝液計量過程中其工況保持相對穩(wěn)定；f)每個測試點至少重復測量3次，每次間隔5min以上，測量結果取平均值。5.4.4可根據用戶需求和設備特征協(xié)商確定測試工況。5.5池沸騰傳熱性能測試5.5.1測試前，應檢查測試樣機、管線以及測量儀表的可靠性。5.5.2穩(wěn)定運行30min后，宜按以下測試要求進行測試：a)保證冷流體的液位高于測試樣機；b)每個測試工況穩(wěn)定5min以上，且熱平衡相對誤差不大于5%時，同步進行數據采集，在冷凝液計量過程中其工況保持相對穩(wěn)定；c)測試過程中至少改變5次熱負荷，每個測試點最少同步采集3組數據。5.5.3可根據用戶需求和設備特征協(xié)商確定測試工況。56測試數據處理6.1液-液無相變性能測試6.1.1給出總傳熱系數(k)與流速(u)的測試曲線。6.1.2歸納出努塞爾數(Nu)與雷諾數(Re)、普朗特數(Pr)之間的準則關系式。6.1.3在同一坐標系中，計算出冷/熱流體的定性溫度分別為20℃/40℃、30℃/50℃、40℃/60℃時，總傳熱系數(k)與流速(u)的關系曲線。6.1.4給出壓力降(△p)與流速(u)的測試曲線。6.1.5歸納出歐拉數(Eu)與雷諾數(Re)之間的準則關系式。6.1.6在同一坐標系中，計算出定性溫度分別為20℃,30℃,40℃時，冷流體壓力降(△p)與流速(u)的關系曲線。6.1.7在同一坐標系中，計算出定性溫度分別為40℃,50℃,60℃時，熱流體壓力降(△p)與流速(u)的關系曲線。6.1.8給出標準工況流速下，熱流體定性溫度50℃、冷流體定性溫度30℃時的總傳熱系數(k)與壓力6.2汽-液冷凝性能測試6.2.1給出總傳熱系數(k)與液側流速(u)或雷諾數(Re)的測試曲線。6.2.2歸納出冷凝對流傳熱系數(α)與流速(u)或雷諾數(Re)之間的關系式。6.2.3給出兩側壓力降(△p)與流速(u)或雷諾數(Re)的測試曲線。6.2.4歸納出兩側壓力降(△p)與流速(u)或雷諾數(