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仪表设计自动化
这些监测方法中，对换热设备而言，最直接而且与换热设备性能联系最密切的莫过于热学法。这里简单介绍污垢监测的热学法中的污垢热阻法。
表示换热面上污垢沉积量的特征参数有：单位面积上的污垢沉积质量mf，污垢层平均仪表设计自动化
这些监测方法中，对换热设备而言，最直接而且与换热设备性能联系最密切的莫过于热学法。这里简单介绍污垢监测的热学法中的污垢热阻法。
表示换热面上污垢沉积量的特征参数有：单位面积上的污垢沉积质量mf，污垢层平均厚度δf和污垢热阻Rf。这三者之间的关系由式表示：
通常测量污垢热阻的原理如下：
设传热过程是在热流密度q为常数情况下进行的，图1a为换热面两侧处于清洁状态下的温度分布，其总的传热热阻为：
图1b为两侧有污垢时的温度分布，其总传热热阻为
忽略换热面上污垢的积聚对壁面与流体的对流传热系数影响，则可认为
于是两式相减得：
该式表明污垢热阻可以通过清洁状态和受污染状态下总传热系数的测量而间接测量出来。
实验研究或实际生产则常常要求测量局部污垢热阻，这可通过测量所要求部位的壁温表示。为明晰起见，假定换热面只有一侧有污垢存在，则有：
若在结垢过程中，q、Tb均得持不变，且同样假定
则两式相减有
这样，换热面有垢一侧的污垢热阻可以通过测量清洁状态和污染状态下的壁温和热流而被间接测量出来。
实验装置简介
如图所示的实验装置是东北电力大学节能与测控研究中心杨善让教授课题组基于测量新技术—软测量技术开发的多功能实验装置。
多功能动态模拟实验装置外形图
模拟换热器
补水箱
集水槽
监控系统
基于本实验装置，先后完成国家、东北电力公司、省、市多项科研项目并获奖，鉴定结论为国际领先。目前承担国家自然科学基金、973项目部分实验工作。
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220V
冷却水入口
出口
本实验装置的模拟换热器是由恒温水浴作为热源加热实验管段（约2m），水浴温度由温控器、电加热管以及保温箱体构成。
水浴中平行放置两实验管，独自拥有补水箱和集水箱，构成两套独立的实验系统。
通过平行样实验和对比实验，可以进行
水处理药剂的效果评价；
强化换热管的污垢特性；
污垢状态下强化管的换热效果评价等等。
管内流体一般为人工配制的易结垢的高硬度水或是含有固体微粒等致垢物质。
题目简介
本设计题目以多功能动态实验装置为对象，要求综合以前所学知识，参考相关文献资料，完成此实验装置所需检测参数的检测。
设计检测方案，包括检测方法、仪表种类选用以及需要注意事项，并分析误差产生的原因等等。
温度：包括实验管流体进口（20~40℃）、出口温度（20~80 ℃） ，实验管壁温（20~80 ℃）以及水浴温度（20~80 ℃）
水位：补水箱上位安装，距地面2m，其水位要求测量并控制循环水泵，以适应不同流速的需要，水位变动范围200mm~500mm
需要检测和控制的参数主要有：
流量：实验管内流体流量需要测量，管径Φ25mm，~4m3/h
差压：由于结垢导致管内流动阻力增大，需要测量流动压降，范围为0~50mm水柱
成果要求
设计说明书
检测方法设计以及依据；
仪表种类选用以及依据；
测量注意事项，并分析可能产生误差的原因。
参考文献
孙灵芳等，一种新型在线冷却水动态模拟试验装置，仪器仪
表学报，2002，NO. 3增刊；
2. 孙灵芳等，一种新型电子水处理器阻垢率的在线监测评价方法及装置，工业水处理， 2000，；
，冷却水处理技术阻垢效果的评价方法研究与实施，《工业水处理》；
， 换热设备污垢与对策，科学出版社，2003。
考核办法及标准
设计成果要求
1、课程设计报告；（题目介绍、背景意义、要求
及选表原则等）
2、检测方法设计以及依据；
3、仪表种类选用以及依据；
4、测量注意事项，并分析可能产生误差的原因；
考核办法及标准
考核分值比例
成绩分两部分，其中成果占60%，答辩占40%。
考核注意事项
课程设计报告是否包括成果要求的各项相关内容；
重点是所选仪表是否可行及理由；
设计报告的格式是否规范；
答辩中对设计内容是否清楚理解；考虑问题是否周全；是否有创新之处；
注：对于有创新的同学，即使存在选型有问题，只要有相应论证均可适当考虑提高给分。
课 程 设 计 报 告
学生姓名:
学 号：
学 院:
自动化工程学院
班