ICS 27.060.30 J 75 GD 中华人民共和国国家标准 GB/T 27698.2—2011 热交换器及传热元件性能测试方法 第2部分：管壳式热交换器 Test method for the performance of heat exchangers and heat exchange element-Part 2:Tubular heat exchanger 2011-12-30发布 2012-06-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布 中国国家标准化管理委员会 GB/T 27698.2—2011 前言 GB/T27698《热交换器及传热元件性能测试方法》分为8个部分： 第1部分：通用要求； 第2部分：管壳式热交换器； 第3部分：板式热交换器； 一第4部分：螺旋板式热交换器； 一第5部分：管壳式热交换器用换热管； 第6部分：空冷器用翅片管； 一第7部分：空冷器噪声测定； 第8部分：热交换器工业标定。 本部分为GB/T27698的第2部分。 本部分按照GB/T1.1一2009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（SAC/TC262）提出并归口。 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：李苏、白博峰、魏立万、聂孟秋、邹建东、唐海、朱巨贤 1 GB/T27698.2—2011 热交换器及传热元件性能测试方法 第2部分：管壳式热交换器 1范围 GB/T27698本部分规定了管壳式热交换器液-液无相变，汽-液冷凝有相变、汽-液蒸发有相变测试 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液体-液体、蒸汽-液体。 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。 GB151管壳式换热器 GB/T27698.1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测试样机的设计数据与测试参数 a) 传热管材质； b) 壳程结构与几何尺寸； c) 管子形式与几何尺寸； d) 管子排列； 管间距； e) f) 折流元件的形式与布置； g) 流程； h) 当量直径； i) 流通截面积； j) 传热面积； k) 设计温度； 1) 设计压力； 最大允许压力降。 m)j 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。 3.2测试程序 3.2.1液-液无相变用热交换器 3.2.1.1测试前，应检查测试样机、管线以及测量仪表的可靠性 1 GB/T27698.2—2011 3.2.1.2开始运行后，应及时排净测试样机内的气体，使测试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。 3.2.1.3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： 两侧流体的流速从0.5m/s~1.5m/s等流速变化，变化间隔应不大于0.2m/s； b) 固定一侧（热侧或冷侧）流体为1.0m/s，另一侧流体的流速应从0.5m/s~1.5m/s变化，变 化间隔应不大于0.2m/s； c) 同一测试点的数据待稳定5min后，且冷、热流体的热平衡相对误差不大于土5%时，方可进行 同步数据采集； d) 每个测试点最少采集3组数据 3.2.1.4根据用户需求和设备特征也可协商确定测试工况。 3.2.2汽-液冷凝用热交换器 3.2.2.1测试前，应检查测试样机、管线以及测量仪表的可靠性 3.2.2.2开始运行后，应及时排净测试样机内的不凝汽并调节至测试工况。 3.2.2.3在测试工况下稳定运行30min后，宜按以下测试要求进行测试： a) 保持进入测试样机进口的蒸汽温度有1℃～3℃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℃范围内。蒸汽流量的测定要计量过冷凝液； b) 冷流体侧的流速应从0.5m/s~1.5m/s变化，变化间隔应不大于0.2m/s； c） 同一测试点的数据待稳定5min后，且冷、热流体侧热平衡相对误差不超过土5%时，方可同步 进行数据采集，在冷凝液计量过程中其工况应保持相对稳定： （P 每个测试点最少采集3组数据 3.2.2.4根据用户需求和设备特征也可协商确定测试工况 SAC 3.2.3汽-液蒸发用热交换器 3.2.3.1测试前，应检查测试样机、管线以及测量仪表的可靠性 3.2.3.2开始运行后，应及时排净测试样机内的不凝汽并调节至标准测试工况。 3.2.3.3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） 保持进入测试样机进口的蒸汽温度有1℃～3℃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℃范围内。蒸汽流量的测定要计量过冷凝液； b) 冷流体侧的流速应从0.5m/s~1.5m/s变化，变化间隔应不小于0.2m/s 测试样机冷流体的进口热平衡干度应由预加热器来调节，最小进口热平衡干度为0； 测试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； 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）每个测试点最少采集3组数据。 3.2.3.4根据用户需求和设备特征也可协商确定测试工况 4测试数据处理 4.1液-液无相变用热交换器 4.1.1给出总传热系数k与流速u的测试曲线。 4.1.2在同一坐标系中，作出不同定性温度下，总传热系数k与流速u的关系曲线。 4.1.3归纳出努塞尔数Nu与雷诺数Re之间的准则关系式。 2 GB/T27698.2—2011 4.1.4给出压力降△p与流速u的测试曲线。 4.1.5在同一坐标系中，作出不同定性温度下，压力降△p与流速u的关系曲线。 4.1.6归纳出欧拉数Eu与雷诺数Re之间的准则关系式。 4.1.7给出传热面两侧液-液流动，定性温度热流体50℃，冷流体30℃，两侧液体流速在1.0m/s时 的总传热系数k、压力降p。 4.2汽-液冷凝用热交换器 4.2.1给出总传热系数k与液侧流速u。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归纳出两侧对流换热系数α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。 4.2.5给出传热面两侧汽-液逆流运行，液侧流速在1.0m/s时的总传热系数k 4.3汽-液蒸发用热交换器 4.3.1给出总传热系数K与液侧流速u。的测试曲线。 4.3.2给出总传热系数k与平均热平衡干度的测试曲线。 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与平均热平衡干度的测试曲线。 4.3.5归纳出总传热系数k与凝液对流换热系数比(k/αi）与马丁尼利(L-M)参数X的关系式 4. 3. 6 归纳出汽液压力降比（△p/△p）与马丁尼利（L-M)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2.0m/s、平均热平衡干度0.5时的总传热系数k 5误差 5.1数据处理归纳出的准则关联式或关系式的计算值与测试值之间的拟合误差，宜用均方根误差表 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k值，其误差应不超过士10%。