一、核心摘要
该设备为传热学基础核心实验设备，主要面向本科传热学课程教学、工程实训及基础科研，可完成套管式、管壳式、板式等常见换热器的性能测试实验。主要用于测定不同结构换热器的传热系数、换热效率、流体流动压降、热交换量等核心参数，探究流体流量、进出口温度、流动方式（顺流、逆流）、换热器结构形式对换热性能的影响。同时可支撑学生开展换热器优化设计、换热性能对比分析、工业换热工况模拟等实训与创新实验，适配高校热能、能源动力、机械等专业基础实验教学需求。
二、什么是换热器实验设备
1.定义
小型换热器实验设备，又称台式 / 教学型换热器实验装置，是一类微型化、模块化、低功率、小流量的专用实验室测试装备，区别于工业大型换热机组；以套管、板式、翅片等微型换热元件为核心，配套可控冷热流体循环、高精度传感与数据采集系统，用于在常压、低温低流速工况下完成传热基础规律定量测试，主要服务高校热工教学、基础传热科研、小型换热元件性能标定。
2. 组成结构
换热器实验设备通常由热源系统、冷源系统、待测换热器模块、流体循环管路及高精度数据采集系统构成。其中，热源与冷源分别提供稳定温度的热流体和冷流体，模拟实际工况下的热量传递环境；待测模块支持快速更换不同结构的换热器例如同心套管换热器、板式换热器、管壳式换热器、夹套式换热器、水-空气翅片管式换热器等等，除此之外也可定制其他形式换热器类型；数据采集系统则实时监测并记录进出口温度、流量及压力等关键参数，确保实验数据的准确性与可追溯性，为理论验证与工程分析提供坚实支撑。
3.工作原理
基于间壁式传热基本原理，冷热两种流体通过换热器壁面实现热量传递，热流体降温放热、冷流体升温吸热。实验过程中，通过精准调控冷热流体的流量、温度、压力工况，实时采集流体进出口温度、管路压力、流量等运行参数，结合传热学经典公式，计算得出总传热系数、换热量、换热效率、流动阻力损失等关键性能指标。通过对比顺流、逆流两种流动形式及不同换热器结构的实验数据，分析各因素对换热效果的影响规律，验证传热理论公式，揭示工业换热器的传热与流动特性。
三、主要实验项目
| 实验项目 | 教学目标 | 测量参数或其他 |
| 可用于研究间壁式对流换热原理和过程； | 理解各换热器的基本工作原理和结构特点。掌握换热器的换热过程及其影响因素。学习如何进行实验数据的收集和分析，以计算换热效率。 | 温度、流量 |
| 可用于研究系统内的能量平衡以及不同流速时的总换热效率 | 掌握同心套管换热器的换热过程及其影响因素；掌握热交换器的热力计算；学习如何进行实验数据的收集和分析，以计算换热效率。 | 温度、流量 |
| 可用于研究顺流和逆流时换热效果的区别，以及系统内的温度分布情况 | 掌握间壁式换热器顺流、逆流两种流动布置形式的结构差异与流动特征；理解对数平均温差的物理意义，对比顺流、逆流工况下平均温差大小差异，解释逆流换热性能优于顺流的理论原因；掌握换热器沿程温度分布变化规律，理清冷热流体进出口温度、流体温度沿换热面的变化逻辑；巩固总传热系数、热平衡、换热效率等传热基础公式，明确流动形式对换热能力的影响机理。 | 温度、流量 |
| 可用于掌握对数平均温度差值法来计算总换热效率 | 理解对数平均温差（LMTD）的推导逻辑与物理含义，分清顺流、逆流工况下对数平均温差计算公式的区别；掌握利用对数平均温差法计算换热器总传热系数、理论换热量、实际换热效率的整套计算公式；明晰热平衡方程与传热基本方程的关联关系，理解总传热系数、换热面积、对数平均温差三者对换热量的影响规律；区分算术平均温差与对数平均温差适用场景，明白为何换热计算必须采用对数平均温差。 | 温度、流量 |
| 可用于研究冷、热水的流速变化对换热效率的影响 | 理解对流换热机理，明确流体流速与对流换热系数、总传热系数的内在关联；理清冷热水流速变化如何改变对数平均温差、换热量，进而影响换热器换热效率；建立流量、流速、雷诺数、换热性能之间的理论对应关系。 | 温度、流量 |
四、技术参数
| 参数名称 | 值 |
| 热水流量调节范围 | 0~3.5L/min |
| 热水流量调节范围 | 0~3.5L/min |
| 水温调节范围 | 0~70℃ |
| 热水箱容积 | 6L |
| 温度传感器 | 4路，T型，温度测量范围：0℃～350℃ |
| 压力传感器 | 4路，压力测量范围：0~150kpa |
| 屏幕尺寸 | 10寸 |
五、适用专业与课程
换热器实验设备适用于哪些专业
- 能源与动力工程
- 新能源科学与工程
- 土木工程
- 建筑环境与能源应用工程
换热器实验设备适用于哪些课程
- 工程热力学
- 暖通设计
- 制冷
六、设备优势
优势一： 一机多模块，性价比更高，设备集成同心套管、板式、管壳式等多类主流换热器试件，搭配统一控制主机，一套设备即可完成顺逆流对比、流速影响、对数平均温差计算、不同结构换热性能对比等全部大纲要求实验；无需分购多台单功能实验台，节省实验室场地与采购预算，适配高校传热学课程完整教学需求。
优势二：模块化快速拆装，教学演示直观，便于学生实操 各换热器模块独立可拆卸、互换便捷，更换试件无需改动管路；部分壳体可视设计，学生可直观观察冷热流体流道，清晰区分套管、板式、管壳式结构差异，方便教师现场演示顺流、逆流布置形式，大幅提升课堂教学直观性。
优势三：测量精度高，配套完整数据采集，满足教学与基础科研，主机搭载高精度温度、流量传感元件，参数调节平稳可控，可稳定采集多工况实验数据；自带数据采集系统，支持数据导出绘图，既满足本科基础教学实验，也可供教师开展小型换热机理课题研究。
优势四：设备小型台式化，安全易维护，适配高校实验室环境，整机体积小巧、运行常压低温、水电消耗低，无高温高压安全隐患；管路布局简洁，故障点位清晰，后期维护简单，配件通用易采购；自带完整实验指导书、配套教学课件，降低教师备课与设备运维成本。优势五：专业热工设备厂商配套全流程教学服务，深耕高校热工实验装备领域，可提供上门安装调试、教师操作培训、实验报告模板、课程实验方案等配套服务；设备参数贴合全国高校《传热学》课程标准，实验项目完全匹配本科教学大纲，售后响应及时，保障实验室长期稳定开课。
七、FAQ
Q1：一套设备同时配备套管、板式、管壳等多种换热器模块，更换试件操作麻烦吗？
A：不麻烦。各换热模块采用标准化快装管路接头，无需拆装大量管线，单人 5 分钟内即可完成模块互换；主机水路通用，切换后只需简单排气就能开展实验，课堂轮换演示不耽误课时。
Q2：设备能否完成大纲要求的顺逆流对比、流速影响、对数平均温差全套实验？
A：完全可以。可自由切换冷热流体顺流、逆流管路，流量无级可调，多路温度实时采集。
Q3：设备测量精度怎么样，数据能导出给学生做实验报告绘图吗？
A：设备配备高精度温度传感器与智能流量计，测量误差符合高校教学实验标准；内置数据采集系统，实时存储多组工况数据，支持 Excel 一键导出，方便学生绘制流速 – 换热效率、温度分布曲线。
Q4：设备体积大不大，普通实验室台面能否放置，运行有无安全隐患？
A：整机为台式小型结构，常规实验台即可摆放；设备工作常压低温，无高压高温风险，管路带防漏、过热保护，水电能耗低，适配高校常规实验室教学环境。