3．测量室温及室内大气压力；
4．首先打开实验室排烟气系统，检查各个管路连接状况无误后，将自动巡检仪接上电源，效率分析仪接入测试系统，接入后即可打开进行预热；
5. 打开热水器进水总阀门及水气联动阀到最大，点燃热水器使之正常燃烧。再调节进水阀门使进水压力为额定压力；
6．把燃气压力调至额定压力并记下压力值；
7．转动水温调节阀，使热水温度控制在比进水初温高25℃左右； 8．观察进、出口温度，在温度变化不大且较稳定后开始测试； 9．等湿式燃气表指向一整数时开始计时，分别记录巡检仪读数；
10．在秒表指针到1分钟时，记下燃气流量计的数值，并同时记下体积(测试时间也可以大于1分钟，但最好取1分钟的倍数)；
11．将效率分析仪采样器插入烟道中，进行烟气分析，分别记录烟气温度，CO、O2、CO2含量及燃烧效率。
12．重复上述过程，进行第二次实验。
五、实验数据处理
1．数据记录及计算(见附表7-1) 2．计算体积折算系数F 3．实验误差 (1) 热负荷偏差
热负荷偏差 = (实测热负荷-设计热负荷)/设计热负荷×100% (2) 热效率
要求：热效率 η≥80% (3) 实测热水产率与设计值比率
要求：比率 = (实测值-设计值)/设计值 ≥90% 当误差大于此判定值时，实验应重做。
六、思考题
1、试分析测试快速热水器热负荷、热效率及热水产率的影响因素。 2、分析所测试的快速热水器有什么缺陷？请提出你的建议或改进方法。
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附表7-1 数据记录及计算表
姓名：
日期： 指导教师： F= 项 目 测试时间τ (s) 流量计初读数V1 (m3) 流量计终读数V2 (m3) 热负荷I (kW) 热 效 率 热水 产率 热水重量G (kg) 平均温升△t (℃) 热效率η (%) 热水体积M (L) 热水产率ɡ (L/min) 燃气热值(MJ/Nm3) 燃气温度(℃) 室内温度(℃) 燃气表校正系数 额定热水产率(L/min) 第一次 第二次 f= 平均值 燃气种类 燃气压力(Pa) 大气压力(Pa) 体积折算系数 进水压力(MPa) 热 负 荷
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实验八 家用燃气灶具性能测定
一、实验目的及要求
热流量(热负荷)、热效率及烟气中一氧化碳含量是评价家用燃气灶具性能的重要指标。热流量反映了灶具的加热能力，热效率反映了热量的有效利用率，烟气中一氧化碳含量既反映烟气不完全燃烧程度，同时也反映了烟气对人体的危害程度。通过本实验测定家用燃气灶具的热流量、热效率及烟气中一氧化碳含量，并根据国家标准对各项性能予以判定。
要求掌握燃气灶具主要性能测定的方法，了解国家标准对各项性能的要求。
二、基本原理
1. 热流量(热负荷)
单位时间内，进入燃烧设备的燃气燃烧所放出的热量称为热流量(热负荷)。热流量等于燃气消耗量与燃气低位热值的乘积。由于实际燃气消耗量受压力、温度、相对密度及大气条件的影响，必须进行折算。测定方法如下：
在燃气灶具点燃15min后，测定湿试验气的消耗量qv，测定时间应大于1min，重复测定两次以上，读数误差小于2%时，按下式计算燃气折算消耗量：
(Pa?Pg)?(1?qvs?qv?0.644)?Pvdmg101.3?273101.3?Pgdmg??273?t101.3dsg(1)式中：qvs——在标准大气条件下，灶前燃气压力为Pg、试验气相对密度为dmg、折算为
相对密度为dsg的干设计气的燃气消耗量，m3/h (101.3Kpa，0℃)；
qv——实验时湿试验气的消耗量，m3/h (Pamb+Pg，t℃)； Pa——实验时的大气压力，kPa；
Pg——实验时通入燃气流量计的试验气压力，kPa； t——实验时通入燃气流量计的试验气温度，℃； Pv——在温度为t℃时饱和水蒸气的压力，kPa； dmg——标准条件下干试验气的相对密度； dsg——标准条件下干设计气的相对密度； 0.644——标准条件下水蒸气的相对密度。
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(Pa?Pg)?(1?令F?0.644)?Pvdmg101.3?273101.3?Pgdmg??273?t101.3dsg在求得燃气折算消耗量后，按下式计算热流量：
??qvs?Qis式中：Φ——在标准大气条件下、灶前压力为Pg时的折算热流量，MJ/h；
Qis——设计时采用的基准干燃气的低位热值，MJ/Nm3。 按下式计算燃具的热流量偏差：
热流量偏差?折算实验热流量?标准额定热流量标准额定热流量?100%(2)(3)国家标准《家用燃气灶具》GB16410-1996中对热流量的性能要求：总额定热流量精度应＜±10%；每个燃烧器额定热流量精度应＜±10%；总热流量与每个燃烧器热流量总和之比应＞85%以上。
2. 热效率
热效率是指有效利用热量占供给热量的百分比。它表示热能的有效利用率。反映了燃烧与传热的综合效果。
家用燃气灶具热效率的测定方法如下：
首先将试验家用燃气灶按图8-1所示方法连接，用日用铝锅称取一定量的水(锅的直径和加水量参考表8-1选择)。
图8-1 (4)热效率实验装置 1-阀门；2-湿式气体流量计；3-温度计；4-U型压力计； 5-家用燃气灶；6铝锅；7-精密温度计；8-搅拌器 将燃烧器点燃，并将燃气压力调整到额定压力。燃烧稳定后，将锅放在燃烧器上，水初温应取室温加5℃，水终温应取水初温加50℃，初温和终温前5℃均应开始搅拌。测定过程中用湿式气体流量计计量燃气用量。
热效率计算公式为：
??m?c?(t2?t1)?100%
Qis??V (4)
式中：η——热效率，%；
C——水的比热，0.0042MJ/kg·℃(或1kCal/kg·℃)； t1、t2——初始、终了水温，℃； m——加热水量，kg；
Qis——燃气低热值，MJ/m3(或kCal/m3)；
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ΔV——燃气耗量，m3(干·0℃、101.3kPa)。
同样条件的热效率试验应进行两次，取其平均值。当大值与小值的差与平均值之比大于5%时，应再重复试验，直到合格为止。
国家标准《家用燃气灶具》GB16410-1996中对热效率的性能要求：＞55%以上。
表1 试验用锅和加水量的选择
额定热负荷kW(kCal/h) 1.10(950) 1.40(1200) 1.72(1480) 2.08(1790) 2.48(2130) 2.91(2500) 3.36(2890) 3.86(3320) 4.40(3780) 4.95(4260) 5.56(4780) 铝锅直径(cm) 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 加热水量(kg) 1.5 2 3 4 5 6 8 10 12 14 16 3. 烟气中一氧化碳含量
用相应的取样器抽取烟气，利用气体分析仪测定烟气中一氧化碳含量。由于抽取烟气时，会有空气混入烟气中，因而造成所测得的一氧化碳值低于实际烟气中一氧化碳值。为了排除这一影响，需要将测得的一氧化碳值换算为过剩空气系数α=1时，烟气中一氧化碳含量。因此，在测定烟气样中的一氧化碳含量的同时，还应测定其氧含量(在抽取的烟气样中，氧含量不得超过14%)。测定烟气样中一氧化碳含量和氧含量后，按下式计算过剩空气系数α=1时，烟气中一氧化碳含量：
CO'?CO\(CO??1?1?O2)20.9O220.9式中：COα=1——过剩空气系数α=1时干烟气样中的一氧化碳含量，%；
CO′——干烟气样中一氧化碳含量，%； CO″——室内空气中一氧化碳含量，%； O2——干烟气中氧含量，%。
三、测量仪器及系统
1. 精密水银温度计两支：0～50℃；50～100℃，最小刻度0.1℃；
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