本文件描述了不透性石墨换热器在液-液无相变、汽-液冷凝和液-汽蒸发工况下传热系数和流阻性能测试的方法。 本文件适用于以水、蒸汽和导热油为试验介质的不透性石墨列管式换热器、不透性石墨圆块孔式换热器及不透性石墨矩形块孔式换热器传热系数和流阻性能的测试。碳化硅列管式换热器和碳化硅圆块孔式换热器的传热系数和流阻性能可参照本文件进行测试。

ICS.71.120
cCs G 94
中华人民共和国国家标准國
GB/T 43891——2024
非金属化工设备
不透性石墨换热器传
热系数和流阻性能测试方法
Non-metallic chemical equipment-Test method for heat transfercoefficient and flow resistance performance of imperviousgraphite heat exchanger
2024-04-25发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2024-11-01实施
规范性引用文件
术语和定义
测试系统
测量仪表及其安装
待测换热器结构参数
测试方法
9结果计算.
10测试报告
附录A（资料性）液-液无相变测试工况测量结果不确定度计算附录B（资料性）液-液无相变测试工况传热准则关系式拟合参考文献
GB/T43891—2024
GB/T43891—2024
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请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国石油和化学工业联合会提出。本文件由全国非金属化工设备标准化技术委员会(SAC/TC162)归口。本文件起草单位：南通山剑防腐科技有限公司、上海市特种设备监督检验技术研究院、南通三圣石墨设备科技股份有限公司、南通京通石墨设备有限公司、宁波市特种设备检验研究院、贵州兰鑫石墨机电设备制造有限公司、湖南安广检验检测有限公司、山东鑫博奥防腐设备有限公司、贵州省特种设备检验检测院、青岛创合新材料有限公司、南通贝思特石墨设备有限公司、宁夏特种设备检验检测院、四川省特种设备检验研究院、重庆市特种设备检测研究院、上海蓝滨石化设备有限责任公司、天华化工机械及自动化研究设计院有限公司。
本文件主要起草人：任彬、黄晓东、冯曦、杨钧、黄辉、杨颖、聂印、孙晓靖、周伟、朱燕、周升涛、杨宇清、许金城、陈文飞、王胜辉、邓芝强、刘鹏、陈文杰、蔡琴、袁坤、姚国龙、陈娟、陈战杨、李建平、肖丽娟、贺正文、桑临春。
1范围
非金属化工设备不透性石墨换热器传热系数和流阻性能测试方法
GB/T 43891—2024
本文件描述了不透性石墨换热器在液-液无相变、汽-液冷凝和液-汽蒸发工况下传热系数和流阻性能测试的方法。
本文件适用于以水、蒸汽和导热油为试验介质的不透性石墨列管式换热器、不透性石墨圆块孔式换热器及不透性石墨矩形块孔式换热器传热系数和流阻性能的测试。碳化硅列管式换热器和碳化硅圆块孔式换热器的传热系数和流阻性能可参照本文件进行测试。2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T151热交换器
GB/T27418测量不确定度评定和表示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术语和定义
GB/T151、GB/T27418和GB/T27698.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件3.1
平均换热面积averageheattransfer area不透性石墨块孔式换热器纵向孔换热面积与横向孔换热面积的算术平均值。3.2
剩余体积residualvolume
不透性石墨块孔式换热器换热块的总体积减去换热孔体积后剩余的体积。3.3
当量壁厚equivalentthickness
不透性石墨块孔式换热器剩余体积与平均换热面积之比。4符号
下列符号适用于本文件。
A：待测换热器换热面积，单位为平方米(m2)。Cp.c:待测换热器冷流体定压比热容，单位为焦耳每千克开尔文[J/(kg·K)]。Cph:待测换热器热流体定压比热容，单位为焦耳每千克开尔文[J/(kg·K)]。Cp.prc:预冷器冷流体定压比热容，单位为焦耳每千克开尔文[J/(kg·K)]。GB/T438912024
dp:测压(差)孔内径，单位为毫米(mm)Eu。冷流体欧拉数，无因次量。Eun:热流体欧拉数，无因次量。F：温差矫正系数，无因次量。
he:冷凝侧传热系数，单位为瓦每平方来开尔文LW/(m?·K)」。hjg.s：蒸汽汽化潜热，单位为焦耳每千克（J/kg）。hv:蒸发侧传热系数，单位为瓦每平方米开尔文[W/(m?K)]。K：总传热系数，单位为瓦每平方米开尔文[W/(m2-K)]。Lr：温度测量仪表安装位置与待测换热器进、出口法兰密封面的距离，单位为毫米(mm)Lp:引压管的直管段长度，单位为毫米(mm)。Nu。冷流体努塞尔数，无因次量。Nuh:热流体努塞尔数，无因次量，Pr。冷流体普朗特数，无因次量。Prm:热流体普朗特数，无因次量。Pe,I：液-液无相变工况时冷流体进口压力；液-汽蒸发工况时蒸发侧进口压力，单位为帕(Pa)。pc.o:液-液无相变工况时冷流体出口压力；液-汽蒸发工况时蒸发侧出口压力，单位为帕(Pa)。Pb.i:液-液无相变工况时热流体进口压力；汽-液冷凝工况时冷凝侧进口压力，单位为帕(Pa)。Pb.。液-液无相变工况时热流体出口压力；汽-液冷凝工况时冷凝侧出口压力，单位为帕(Pa)。Q：待测换热器冷流体换热量，单位为瓦(W)。Qcon:待测换热器冷凝液换热量，单位为瓦(W)Qom,pra:预热器冷凝液换热量，单位为瓦(W)。Qe,pre:预冷器冷流体换热量，单位为瓦(W)。Qh:待测换热器热流体换热量，单位为瓦(W)。qm：待测换热器冷流体质量流量，单位为千克每秒(kg/s)。qm.:蒸汽质量流量，单位为千克每秒(kg/s)。qm,cn:待测换热器冷凝液质量流量，单位为千克每秒(kg/s)。qmp：预热器冷凝液质量流量，单位为千克每秒(kg/s)。qv：待测换热器冷流体体积流量，单位为立方米每秒(m3/s)。qv.h:待测换热器热流体体积流量，单位为立方米每秒(m3/s)。qv.pre:预冷器冷流体体积流量，单位为立方米每秒(m°/s)。Re：冷流体雷诺数，无因次量。Ren:热流体雷诺数，无因次量，Rei：液相雷诺数，无因次量。
T.,i:待测换热器冷流体进口温度，单位为摄氏度（℃）。T.。：待测换热器冷流体出口温度，单位为摄氏度(℃)。Th,i:待测换热器热流体进口温度，单位为摄氏度（℃）。Th。：待测换热器热流体出口温度，单位为摄氏度（℃）。Tprc：预冷器冷流体进口温度，单位为摄氏度（℃）。Tpre.。：预冷器冷流体出口温度，单位为摄氏度(℃)。Tpreh.i:预热器冷流体进口温度，单位为摄氏度（℃）。Tprch,o:预热器冷流体出口温度，单位为摄氏度(℃)。T。：蒸汽温度，单位为摄氏度(℃）。T、：待测换热器蒸发侧汽化温度，单位为摄氏度（℃）。2
uc:待测换热器冷流体流速，单位为米每秒(m/s)。us:待测换热器热流体流速，单位为米每秒(m/s)Xu:马丁尼利数，无因次量。
x进口干度，无因次量。
xm:平均干度，无因次量。
X。：出口干度，无因次量。
Ap。冷侧流阻性能，单位为帕(Pa)。△pc.dp:冷流体进、出口压差，单位为帕(Pa)△pe.I:冷侧接管压力降，单位为帕(Pa)。△ph:热侧流阻性能，单位为帕(Pa)。△ph.dp:热流体进、出口压差，单位为帕(Pa)。Aph.I:热侧接管压力降，单位为帕(Pa)。△Q：热平衡相对误差，无因次量。△T1：待测换热器进口端冷侧、热侧流体温度差，单位为开尔文(K)。△T2：待测换热器出口端冷侧、热侧流体温度差，单位为开尔文(K)。△Tm:对数平均温差，单位为开尔文(K)。△Tm：有效对数平均温差，单位为开尔文(K)。5：冷侧接管局部阻力系数，无因次量。5h:热侧接管局部阻力系数，无因次量。n.：冷流体动力黏度，单位为帕秒(Pas)。7h:热流体动力黏度，单位为帕秒(Pa-s)。入。：冷流体导热系数，单位为瓦每米开尔文[W/mK)]入h：热流体导热系数，单位为瓦每米开尔文[W/(mK)]。p：待测换热器冷流体密度，单位为千克每立方米(kg/m)。ph:待测换热器热流体密度，单位为千克每立方米(kg/m3)。Ppre:预冷器冷流体密度，单位为千克每立方米(kg/m)。5测试系统
5.1液-液无相变工况测试系统
5.1.1液-液无相变工况测试系统应符合图1的规定GB/T43891—2024
GB/T43891—2024
标引序号说明：
1——冷却塔；
冷却器；
待测换热器：
加热器：
分离器；
流量计
调节阀
安全阀
减压阀
疏水阀
过冷器；
温度测量孔；
压力(差)测量孔；
蒸汽进口；
d冷却水进口；
冷凝液排放口；
f冷却水出口；
g冷凝液排放口。
图1液-液无相变测试系统
测试系统中主要设备的作用如下：冷却塔：冷却从冷却器流出的流体至室温；b)
冷却器：冷却进入待测换热器的冷流体至设定温度；加热器：加热进入待测换热器的热流体至设定温度：分离器：分离蒸汽中的冷凝液；过冷器：冷却加热器排出的冷凝液。5.2汽-液冷凝工况测试系统
5.2.1汽-液冷凝工况测试系统应符合图2的规定。标引序号说明：
预冷器用冷却塔；
流量计
调节阀
预冷器用冷却器
预冷器；www.bzxz.net
4预冷器用分离器；
过冷器：
待测换热器用分离器：
减压阀
安全阀
待测换热器：
待测换热器用冷却器：
待测换热器用冷却塔；
温度测量孔；
压力(差)测量孔；
蒸汽进口；
冷却水进口；
GB/T43891—2024
冷凝液计量口：
f冷却水出口；
g-冷凝液排放口。
图2汽-液冷凝测试系统
5.2.2测试系统中主要设备的作用如下：a)
预冷器用冷却塔：冷却从预冷器用冷却器流出的流体至室温；预冷器用冷却器：冷却从预冷器流出的流体至设定温度；预冷器：冷凝进入待测换热器冷凝侧的流体至设定干度；预冷器用分离器：分离蒸汽中的冷凝液；过冷器：冷却待测换热器用分离器排出的冷凝液；待测换热器用分离器：分离待测换热器冷凝侧流体中的冷凝液：待测换热器用冷却器：冷却进入待测换热器的冷流体至设定温度；待测换热器用冷却塔：冷却从待测换热器用冷却器流出的冷流体至室温。
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