ICS71.120；83.140

CCSG94

中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)

GB/TXXXXX—XXXX

`

不透性石墨換熱器傳熱系數(shù)和

流阻性能測試方法

Testmethodfortheperformanceofimpervious

graphiteheatexchanger

(點擊此處添加與國際標(biāo)準(zhǔn)一致性程度的標(biāo)識)

（征求意見稿）

在提交反饋意見時，請將您知道的相關(guān)專利連同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

GB/TXXXXX—XXXX

不透性石墨換熱器傳熱系數(shù)和

流阻性能測試方法

1范圍

本文件規(guī)定了不透性石墨換熱器在液-液無相變、汽-液冷凝和液-汽蒸發(fā)工況下傳熱與流阻性能測

試方法。

本文件適用于浮頭列管式石墨換熱器、圓塊孔式不透性石墨換熱器、矩形塊孔式石墨換熱器。其它

型式的石墨換熱器可參照執(zhí)行。

本文件采用的試驗介質(zhì)為冷熱水、冷熱油和蒸汽。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)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(yīng)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）適用于本

文件。

GB/T151熱交換器

GB/T27698.1-2011熱交換器及傳熱元件性能測試方法第1部分：通用要求

GB/T8722碳素材料導(dǎo)熱系數(shù)測定方法

HG/T3112-2011浮頭列管式石墨換熱器

HG/T3113-2019圓塊孔式不透性石墨換熱器

HG/T3187-2012矩形塊孔式石墨換熱器

3術(shù)語和定義

GB/T151、GB/T27698.1-2011、HG/T3112-2011、HG/T3113-2019、HG/T3187-2012界定的以及

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

公稱換熱面積nominalheattransferarea；Am

塊孔式石墨換熱器縱向孔道與橫向孔道換熱面積的平均值。

當(dāng)量壁厚equivalentthickness;b

塊孔式石墨換熱器剩余體積與公稱換熱面積之比。

剩余體積residualvolume;V

2

GB/TXXXXX—XXXX

石墨換熱塊去除孔道體積后的剩余體積。

4符號和縮略語

下列符號適用于本文件。

2

A——換熱器樣機換熱面積，單位：m；

2

Ap——塊孔式石墨換熱器縱向孔道換熱面積，單位：m；

2

As——塊孔式石墨換熱器橫向孔道換熱面積，單位：m；

2

Am——塊孔式石墨換熱器公稱換熱面積，單位：m；

2

Am——塊孔式石墨換熱器公稱換熱面積，單位：m；

b——當(dāng)量壁厚，單位：m；

cp——定壓比熱容，單位：J/(kg·K)；

d——當(dāng)量直徑，單位：m；

Δp——壓力降，單位：Pa；

ΔQ——熱平衡誤差，單位：無因次量；

ΔTm——對數(shù)平均溫差，單位：K；

ΔTm——對數(shù)平均溫差，單位：K；

ζ——局部阻力系數(shù)，單位：無因次量；

F——溫差矯正系數(shù)，單位：無因次量；

hfg——汽化潛熱，單位：J/kg；

3

η——動力粘度，單位：kg/m；

2

K——總傳熱系數(shù)，單位：W/(m·K)；

λ——導(dǎo)熱系數(shù)，單位：W/(m·K)；

Nu——努塞爾數(shù)，單位：無因次量；

p——壓力，單位：Pa；

3

ρ——密度，單位：kg/m；

Q——換熱量，單位：W；

qm——質(zhì)量流量，單位：kg/s；

Re——雷諾數(shù)，單位：無因次量；

T——溫度，單位：K；

u——流速，單位：m/s；

3

V——剩余體積,單位：m；

Xtt——馬丁尼利數(shù)，單位：無因次量；

x——干度，單位：無因次量。

5測試系統(tǒng)

無相變測試系統(tǒng)

液-液無相變測試系統(tǒng)見圖1，熱流體經(jīng)加熱器升溫至測試溫度，冷流體經(jīng)冷卻器降溫至測試溫度，

冷、熱流體在待測石墨換熱器樣機中進(jìn)行熱量交換。

3

GB/TXXXXX—XXXX

標(biāo)引序號說明：

1——冷卻塔；4——加熱器；

2——冷卻器；5——分離器；

3——換熱器樣機；6——過冷器。

圖1液-液無相變測試系統(tǒng)圖

冷凝測試系統(tǒng)

汽-液冷凝測試系統(tǒng)見圖2，冷凝側(cè)流體經(jīng)預(yù)冷器冷凝至要求的干度后，進(jìn)一步在待測石墨換熱器樣

機中冷凝。

4

GB/TXXXXX—XXXX

標(biāo)引序號說明：

1——預(yù)冷器用冷卻塔；4——預(yù)冷器用分離器；7——換熱器樣機；

2——預(yù)冷器用冷卻器；5——樣機用冷卻塔；8——樣機用分離器；

3——預(yù)冷器；6——樣機用冷卻器；9——過冷器。

圖2汽-液冷凝測試系統(tǒng)圖

蒸發(fā)測試系統(tǒng)

液-汽蒸發(fā)測試系統(tǒng)見圖3，蒸發(fā)側(cè)流體經(jīng)預(yù)熱器加熱至要求的干度后，進(jìn)一步在待測石墨換熱器中

蒸發(fā)。

5

GB/TXXXXX—XXXX

標(biāo)引序號說明：

1——冷卻塔；4——樣機冷凝液分離器；7——預(yù)熱器；10——預(yù)熱器蒸汽分離器；

2——冷卻器；5——樣機過冷器；8——預(yù)熱器冷凝液分離器；

3——換熱器樣機；6——樣機蒸汽分離器；9——預(yù)熱器過冷器；

圖3液-汽蒸發(fā)測試系統(tǒng)圖

6測量儀器及方法

通用要求

6.1.1測試用測量儀器需在檢定/校準(zhǔn)有效期間使用。

6.1.2影響測試結(jié)果準(zhǔn)確度的測量儀器應(yīng)在檢定/校準(zhǔn)有效期內(nèi)定期進(jìn)行期間核查。

換熱器尺寸測量

6.2.1應(yīng)按HG/T3112-2011中5.3的要求測量浮頭列管式石墨換熱器的殼程、管子尺寸參數(shù)。

6.2.2應(yīng)按HG/T3113-2019中6.4的要求測量圓塊孔式不透性石墨換熱器石墨單元塊的尺寸參數(shù)。

6.2.3應(yīng)按HG/T3187-2012中5.3的要求測量矩形塊孔式石墨換熱器石墨單元塊的尺寸參數(shù)。

環(huán)境效應(yīng)測量

6.3.1測試前，測試人員應(yīng)對熱交換器周圍區(qū)域進(jìn)行調(diào)查，調(diào)查可能導(dǎo)致熱交換器性能變化的環(huán)境條

件。潛在的環(huán)境影響包括：

a）不均勻的環(huán)境熱量輸入，例如太陽熱輸入、季節(jié)變化；

b）振動；

c）電噪聲；

d）熱輻射；

e）不均勻的環(huán)境氣流，例如熱交換器附近區(qū)域通風(fēng)用風(fēng)扇的排氣。

6

GB/TXXXXX—XXXX

6.3.2測試期間應(yīng)根據(jù)協(xié)議要求測量影響熱交換器性能的環(huán)境條件。如果無法測量該環(huán)境條件，或熱

交換器周圍存在影響這些測量的因素，則應(yīng)努力消除或減少環(huán)境條件的影響，或?qū)ζ溆绊戇M(jìn)行適當(dāng)評估。

溫度測量

6.4.1流體溫度測量宜選用熱電偶或鉑熱電阻，測量誤差不超過0.5℃。

6.4.2測溫儀器的安裝位置應(yīng)靠近待測換熱器，安裝方向應(yīng)滿足GB/T27698.1-2011中4.3.2.3的要

求。

6.4.3應(yīng)評估出口溫度熱分層的可能性，并采用靜態(tài)混合器、增加測溫儀器數(shù)量等手段減弱熱分層的

影響。

流量測量

6.5.1流體流量測量宜選用孔板流量計、渦街流量計或渦輪流量計，流量計準(zhǔn)確度等級不低于1級。

6.5.2流量測量儀器前后直管段長度應(yīng)滿足GB/T27698.1-2011中4.3.1.1的要求。

6.5.3流量測量儀器應(yīng)安裝在靠近待測換熱器的管道中，并考慮測量點至換熱器間閥門泄漏、旁通管

路的影響。

6.5.4冷凝液質(zhì)量流量宜采用稱重法，重量計量儀器的精度等級不低于1級。

壓力（差）測量

6.6.1壓力（差）測量宜選用壓力計或壓力（差）傳感器，壓力計和壓力（差）傳感器的準(zhǔn)確度等級

不低于0.5級。

6.6.2測壓孔應(yīng)靠近待測換熱器，并滿足GB/T27698.1-2011中4.3.3.2的要求。

6.6.3壓力測量儀器的水平高度應(yīng)保持一致。

6.6.4壓差測量應(yīng)采用同一個儀器，不宜采用兩個儀器。

7測試流程

測量參數(shù)

7.1.1無相變工況

a）冷、熱流體的體積流量或質(zhì)量流量；

b）冷、熱流體的進(jìn)、出口溫度；

c）冷、熱流體的進(jìn)、出口壓力及進(jìn)、出口間壓力降。

7.1.2冷凝工況

a）蒸汽及冷流體的體積流量或質(zhì)量流量，樣機冷凝液質(zhì)量流量；

b）預(yù)冷器蒸汽進(jìn)、出口溫度，樣機蒸汽進(jìn)、出口溫度，冷流體的進(jìn)、出口溫度；

c）預(yù)冷器蒸汽進(jìn)、出口壓力，樣機蒸汽進(jìn)、出口壓力，樣機冷流體進(jìn)口壓力，樣機蒸汽進(jìn)出口間

壓力降。

7.1.3蒸發(fā)工況

7

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a）蒸汽及冷流體的體積流量或質(zhì)量流量，冷凝液質(zhì)量流量；

b）預(yù)熱器蒸汽進(jìn)、出口溫度，樣機蒸汽進(jìn)、出口溫度，預(yù)熱器冷流體進(jìn)、出口溫度，樣機冷流體

進(jìn)、出口溫度；

c）預(yù)熱器蒸汽進(jìn)、出口壓力，樣機蒸汽進(jìn)、出口壓力，預(yù)熱器冷流體進(jìn)、出口壓力，樣機冷流體

進(jìn)、出口壓力，樣機冷流體進(jìn)出口間壓力降。

測試程序

7.2.1無相變工況

7.2.1.1測試前，應(yīng)檢查測試樣機、管線以及測量儀表的連接可靠性，設(shè)置安全閥整定壓力低于換熱

器設(shè)計壓力。

7.2.1.2開始運行后，應(yīng)及時排凈測試樣機內(nèi)的氣體，使測試樣機在完全充滿測試流體的條件下運行

并調(diào)節(jié)至測試工況。

7.2.1.3在測試工況下穩(wěn)定運行30min后（溫度、壓力和流量等參數(shù)的變化不大于3倍所用測量儀器

的精度），宜按以下測試要求進(jìn)行測試：

a)固定熱側(cè)流體流速為1.0m/s,另一側(cè)流體的流速應(yīng)從0.5m/s～l.5m/s變化，流速變化間隔

應(yīng)不大于0.2m/s；

b)固定冷側(cè)流體流速為1.0m/s,另一側(cè)流體的流速應(yīng)從0.5m/s～l.5m/s變化，流速變化間隔

應(yīng)不大于0.2m/s；

c)測試樣機冷、熱流體的熱平衡相對誤差不大于±5%時，方可進(jìn)行同步數(shù)據(jù)采集；

d)每個測試工況至少采集3組數(shù)據(jù)。

7.2.1.4根據(jù)用戶需求和設(shè)備特征也可協(xié)商確定測試工況。

7.2.2冷凝工況

7.2.2.1測試前，應(yīng)檢查測試樣機、管線以及測量儀表的連接可靠性，設(shè)置安全閥整定壓力低于換熱

器設(shè)計壓力。

7.2.2.2開始運行后，應(yīng)及時排凈測試樣機內(nèi)等不凝氣并調(diào)節(jié)至測試工況。

7.2.2.3在測試工況下穩(wěn)定運行30min后（溫度、壓力和流量等參數(shù)的變化不大于3倍所用測量儀器

的精度），宜按以下測試要求運行測試：

a）測試樣機進(jìn)口干度應(yīng)由預(yù)冷器來調(diào)節(jié)，最小進(jìn)口干度應(yīng)大于0；

b）保持進(jìn)入測試樣機進(jìn)口的蒸汽溫度有1℃～3℃過熱度，冷凝液溫度比出口蒸汽壓力對應(yīng)的飽和

溫度略低，但應(yīng)在2℃范圍內(nèi)，以保證蒸汽不過冷；

c）冷流體的流速應(yīng)從0.5m/s～l.5m/s變化，流速變化間隔應(yīng)不大于0.2m/s；

d）系統(tǒng)熱平衡相對誤差不大于±5%時，方可進(jìn)行同步數(shù)據(jù)采集；

e）每個測試工況至少采集3組數(shù)據(jù)。

7.2.2.4根據(jù)用戶需求和設(shè)備特征也可協(xié)商確定測試工況。

7.2.3蒸發(fā)工況

7.2.3.1測試前，應(yīng)檢查測試樣機、管線以及測量儀表的連接可靠性，設(shè)置安全閥整定壓力低于換熱

器設(shè)計壓力。

8

GB/TXXXXX—XXXX

7.2.3.2開始運行后，應(yīng)及時排凈測試樣機內(nèi)等不凝氣并調(diào)節(jié)至測試工況。

7.2.3.3在測試工況下穩(wěn)定運行30min后（溫度、壓力和流量等參數(shù)的變化不大于3倍所用測量儀器

的精度），宜按以下測試要求運行測試：

a）冷流體的流速應(yīng)從0.5m/s～l.5m/s變化，流速變化間隔應(yīng)不大于0.2m/s；

b）測試樣機冷流體的進(jìn)口干度應(yīng)由預(yù)熱器來調(diào)節(jié)，最小進(jìn)口干度為0；

c）保持進(jìn)入預(yù)熱器和測試樣機進(jìn)口的蒸汽溫度有1℃～3℃過熱度，冷凝液溫度比出口蒸汽壓力對

應(yīng)的飽和溫度略低，但應(yīng)在2℃范圍內(nèi)，以保證蒸汽不過冷；

d）預(yù)熱器和測試樣機冷凝液計量過程，待其工況保持穩(wěn)定時，方可進(jìn)行同步數(shù)據(jù)采集；

e）每個測試工況至少采集3組數(shù)據(jù)。

7.2.3.4根據(jù)用戶需求和設(shè)備特征也可協(xié)商確定測試工況。

8測試結(jié)果計算

物性參數(shù)確定

8.1.1應(yīng)按照GB/T27698.1-2011附錄A確定流體以下物理參數(shù)：

a）定壓比熱容cp；

b）密度ρ；

c）動力粘度η；

d）導(dǎo)熱系數(shù)λ；

e）汽化潛熱hfg。

8.1.2應(yīng)按照GB/T8722確定石墨導(dǎo)熱系數(shù)。

總傳熱系數(shù)和壓力降計算

8.2.1無相變工況總傳熱系數(shù)的計算應(yīng)按表1進(jìn)行。

表1無相變工況總傳熱系數(shù)的計算

序號名稱符號計算公式

1冷流體換熱量QcQc=qm,c×cp,c×(Tc,o-Tc,i)

2熱流體換熱量QhQh=qm,h×cp,h×(Th,i-Th,o)

3熱平衡相對誤差ΔQΔQ=|(Qh-Qc)/Qc|×100%

4對數(shù)平均溫差ΔTmΔTm=(ΔT1-ΔT2)/ln(ΔT1/ΔT2)

5有效平均溫差ΔTm,eΔTm,e=F×ΔTm

6溫差矯正系數(shù)F查GB/T151附錄B中圖B.3～B.15

7總傳熱系數(shù)KK=(Qc+Qh)/(2A×ΔTm，e)

8.2.2冷凝工況總傳熱系數(shù)的計算應(yīng)按表2進(jìn)行。

9

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表2冷凝工況總傳熱系數(shù)的計算

序號名稱符號計算公式

1預(yù)冷器冷卻水換熱量Qc,1Qc,1=qm,c1×cp,c1×(Tc1,o-Tc1,i)

2樣機冷凝側(cè)入口干度xixi=1-Qc,1/(qm,s×hfg,s)

3樣機冷卻水換熱量Qc,2Qc,2=qm,c2×cp,c2×(Tc2,o-Tc2,i)

4冷凝液換熱量QconQcon=qm,con×hfg,s

5系統(tǒng)熱平衡相對誤差ΔQΔQ=|(Qc,1+Qc,2-Qcon)/Qcon|×100%

6樣機冷凝側(cè)出口干度xoxo=xi-Qc,2/(qm,s×hfg,s)

7樣機冷凝側(cè)平均干度xx=(xi+xo)/2

8樣機對數(shù)平均溫差ΔTmΔTm=(Tc2,o-Tc2,i)/ln[(Ts-Tc2,i)/(Ts-Tc2,o)]

9樣機總傳熱系數(shù)KK=Qcon/(A×F×ΔTm)

8.2.3蒸發(fā)工況總傳熱系數(shù)的計算應(yīng)按表3進(jìn)行。

表3蒸發(fā)工況總傳熱系數(shù)的計算

序號名稱符號計算公式

1預(yù)熱器冷凝液換熱量Qcon1Qcon1=qm,con1×hfg,s1

2樣機蒸發(fā)側(cè)入口干度xixi=[Qcon1-qm,c×cp,c×(Tv-Tc,i)]/(qm,c×hfg,c)

3樣機冷凝液換熱量Qcon2Qcon2=qm,con2×hfg,s2

4樣機蒸發(fā)側(cè)出口干度xoxo=xi+Qcon2/(qm,c×hfg,c)

5樣機蒸發(fā)側(cè)平均干度xx=(xi+xo)/2

0.90.50.1

6馬丁尼利數(shù)XttXtt=(1/x-1)(ρv/ρl)(μl/μv)

7樣機對數(shù)平均溫差ΔTmΔTm=Ts-Tv

8樣機總傳熱系數(shù)KK=Qcon2/(A×ΔTm)

8.2.4冷、熱流體壓力降計算

Δpc=Δpc,t-Δpc,l

Δph=Δph,t-Δph,l

2

Δpl=Σζ×ρu/2

不確定度計算

總傳熱系數(shù)K及冷、熱側(cè)壓降Δp的不確定度計算參照附錄A執(zhí)行。

10

GB/TXXXXX—XXXX

曲線圖繪制

8.4.1無相變工況

8.4.1.1應(yīng)給出總傳熱系數(shù)K與冷側(cè)流速uc及熱側(cè)流速uh的關(guān)系曲線。

8.4.1.2應(yīng)給出冷側(cè)壓降Δpc與冷側(cè)流速uc及熱側(cè)壓降Δph與熱側(cè)流速uh的關(guān)系曲線。

8.4.2冷凝工況

8.4.2.1應(yīng)給出樣機總傳熱系數(shù)K與冷凝側(cè)雷諾數(shù)Res及樣機平均干度x的關(guān)系曲線。

8.4.2.2應(yīng)給出冷凝側(cè)壓降Δps與冷凝側(cè)雷諾數(shù)Res及樣機平均干度x的關(guān)系曲線。

8.4.3蒸發(fā)工況

8.4.3.1應(yīng)給出樣機總傳熱系數(shù)K與蒸發(fā)側(cè)流體雷諾數(shù)Rev及馬丁利尼數(shù)Xtt的關(guān)系曲線。

8.4.3.2應(yīng)給出蒸發(fā)側(cè)壓降Δpv與蒸發(fā)側(cè)流體雷諾數(shù)Rev及馬丁利尼數(shù)Xtt的關(guān)系曲線。

單側(cè)傳熱和流阻性能確定

8.5.1無相變工況

8.5.1.1利用修正威爾遜法及最小二乘法確定冷、熱側(cè)努塞爾數(shù)Nu與相應(yīng)雷諾數(shù)Re間的準(zhǔn)則關(guān)系式。

8.5.1.2利用最小二乘法確定冷、熱側(cè)歐拉數(shù)Eu與相應(yīng)雷諾數(shù)Re間的準(zhǔn)則關(guān)系式。

8.5.2冷凝工況

8.5.2.1利用修正威爾遜法及最小二乘法確定冷凝側(cè)努塞爾數(shù)Nu與冷凝側(cè)雷諾數(shù)Res及樣機平均干度

x間的準(zhǔn)則關(guān)系式。

8.5.2.2利用最小二乘法確定冷凝側(cè)歐拉數(shù)Eu與冷凝側(cè)雷諾數(shù)Res及樣機平均干度x間的準(zhǔn)則關(guān)系

式。

8.5.3蒸發(fā)工況

8.5.3.1利用修正威爾遜法及最小二乘法確定蒸發(fā)側(cè)努塞爾數(shù)Nu與蒸發(fā)側(cè)流體雷諾數(shù)Rev及馬丁利尼

數(shù)Xtt的準(zhǔn)則關(guān)系式。

8.5.3.2利用最小二乘法確定蒸發(fā)側(cè)歐拉數(shù)Eu與蒸發(fā)側(cè)流體雷諾數(shù)Rev及馬丁利尼數(shù)Xtt的準(zhǔn)則關(guān)系

式。

9測試報告

測試報告正文應(yīng)包括以下內(nèi)容：

a）委托方；

b）測試方；

c）換熱器技術(shù)數(shù)據(jù)；

d）工藝設(shè)計條件；

e）測試目的和要求；

11

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f）測試流程；

g）測量儀表及方法；

h）評價考核內(nèi)容；

i）評價考核結(jié)果。

測試報告附錄應(yīng)包括以下內(nèi)容：

a）測試流程圖；

b）測試數(shù)據(jù)表；

c）計算結(jié)果表；

d）總傳熱系數(shù)和壓力降曲線；

e)單側(cè)傳熱和流阻性能曲線。

A

12

GB/TXXXXX—XXXX

附錄A

（資料性）

不確定度計算

A.1換熱量

換熱量的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度按式(A-1)計算：

2222

???QQQ?Q

=2222+++(A-1)

uQc()uT(co,,,,)uT(ci)uT(ho)uT(hi)

?Tco,??TTci,,ho?Thi,

式中：

?Qρcq

=cpc,,vc

?Tco,2

?Qρcq

=?cpc,,vc

?T2

ci,

?Qρcq

=?hph,,vh

?T2

ho,

?Qρcq

=hph,,vh

?T2

hi,

A.2對數(shù)平均溫差

對數(shù)平均溫差的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度按式(A-2)計算：

2222

??TTT??????T

?=m2+mm22++m2(A-2)

uc()TmuT(co,,,)uT(ci)uT(ho)uT(hi,)

?Tco,??TTci,,ho?Thi,

式中：

??????+

??Tmln[()/()]()/()1TThi,,coTTho,ci,TTho,ci,TThi,,co

=2

?Tco,ln[(TT??)/(TT)]

{hi,,coho,ci,}

?????+

??Tmln[()/()]()/()1TThi,,coTTho,ci,TTho,ci,TThi,,co

=2

?Tci,ln[(TT??)/(TT)]

{hi,,coho,ci,}

??+???

??Tmln[()/()]()/()1TThi,,coTTho,ci,TTho,ci,TThi,,co

=2

?Thi,ln[(TT??)/(TT)]

{hi,,coho,ci,}

???????

??Tmln[()/()]()/()1TThi,,coTTho,ci,TTho,ci,TThi,,co

=2

?Tho,ln[(TT??)/(TT)]

{hi,,coho,ci,}

13

GB/TXXXXX—XXXX

A.3總傳熱系數(shù)

總傳熱系數(shù)的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度按式(A-3)計算：

22

??2?

KQ22Q2(A-3)

uKcm()=u(Q)+u(A)+?u(T)

?QA???T

m

式中：

?K1

=

???

QATm

?KQ

=?

?2??

AATm

?KQ

=?

????2

TmmAT

A.4壓力降

壓力降的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度按式(A-4)計算：

22

????

pp22(A-4)

uc()?=pup(io)+up()

??ppio

式中：

??p

=1

?

pi

??p

=-1

?

po

14

GB/TXXXXX—XXXX

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

本文件由中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會提出。

本文件由全國非金屬化工設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會（SAC/TC162）歸口。

本文件起草單位：

本文件主要起草人：

本文件所代替標(biāo)準(zhǔn)的歷次發(fā)布情況為：

本文件是首次制定發(fā)布。

I

GB/TXXXXX—XXXX

不透性石墨換熱器傳熱系數(shù)和

流阻性能測試方法

1范圍

本文件規(guī)定了不透性石墨換熱器在液-液無相變、汽-液冷凝和液-汽蒸發(fā)工況下傳熱與流阻性能測

試方法。

本文件適用于浮頭列管式石墨換熱器、圓塊孔式不透性石墨換熱器、矩形塊孔式石墨換熱器。其它

型式的石墨換熱器可參照執(zhí)行。

本文件采用的試驗介質(zhì)為冷熱水、冷熱油和蒸汽。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)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(yīng)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）適用于本

文件。

GB/T151熱交換器

GB/T27698.1-2011熱交換器及傳熱元件性能測試方法第1部分：通用要求

GB/T8722碳素材料導(dǎo)熱系數(shù)測定方法

HG/T3112-2011浮頭列管式石墨換熱器

HG/T3113-2019圓塊孔式不透性石墨換熱器

HG/T3187-2012矩形塊孔式石墨換熱器

3術(shù)語和定義

GB/T151、GB/T27698.1-2011、HG/T3112-2011、HG/T3113-2019、HG/T3187-2012界定的以及

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

公稱換熱面積nominalheattransferarea；Am

塊孔式石墨換熱器縱向孔道與橫向孔道換熱面積的平均值。

當(dāng)量壁厚equivalentthickness;b

塊孔式石墨換熱器剩余體積與公稱換熱面積之比。

剩余體積residualvolume;V

2

GB/TXXXXX—XXXX

石墨換熱塊去除孔道體積后的剩余體積。

4符號和縮略語

下列符號適用于本文件。

2

A——換熱器樣機換熱面積，單位：m；

2

Ap——塊孔式石墨換熱器縱向孔道換熱面積，單位：m；

2

As——塊孔式石墨換熱器橫向孔道換熱面積，單位：m；

2

Am——塊孔式石墨換熱器公稱換熱面積，單位：m；

2

Am——塊孔式石墨換熱器公稱換熱面積，單位：m；

b——當(dāng)量壁厚，單位：m；

cp——定壓比熱容，單位：J/(kg·K)；

d——當(dāng)量直徑，單位：m；

Δp——壓力降，單位：Pa；

ΔQ——熱平衡誤差，單位：無因次量；

ΔTm——對數(shù)平均溫差，單位：K；

ΔTm——對數(shù)平均溫差，單位：K；

ζ——局部阻力系數(shù)，單位：無因次量；

F——溫差矯正系數(shù)，單位：無因次量；

hfg——汽化潛熱，單位：J/kg；

3

η——動力粘度，單位：kg/m；

2

K——總傳熱系數(shù)，單位：W/(m·K)；

λ——導(dǎo)熱系數(shù)，單位：W/(m·K)；

Nu——努塞爾數(shù)，單位：無因次量；

p——壓力，單位：Pa；

3

ρ——密度，單位：kg/m；

Q——換熱量，單位：W；

qm——質(zhì)量流量，單位：kg/s；

Re——雷諾數(shù)，單位：無因次量；

T——溫度，單位：K；

u——流速，單位：m/s；

3

V——剩余體積,單位：m；

Xtt——馬丁尼利數(shù)，單位：無因次量；

x——干度，單位：無因次量。

5測試系統(tǒng)

無相變測試系統(tǒng)

液-液無相變測試系統(tǒng)見圖1，熱流體經(jīng)加熱器升溫至測試溫度，冷流體經(jīng)冷卻器降溫至測試溫度，

冷、熱流體在待測石墨換熱器樣機中進(jìn)行熱量交換。

3

GB/TXXXXX—XXXX

標(biāo)引序號說明：

1——冷卻塔；4——加熱器；

2——冷卻器；5——分離器；

3——換熱器樣機；6——過冷器。

圖1液-液無相變測試系統(tǒng)圖

冷凝測試系統(tǒng)

汽-液冷凝測試系統(tǒng)見圖2，冷凝側(cè)流體經(jīng)預(yù)冷器冷凝至要求的干度后，進(jìn)一步在待測石墨換熱器樣

機中冷凝。

4

GB/TXXXXX—XXXX

標(biāo)引序號說明：

1——預(yù)冷器用冷卻塔；4——預(yù)