一种用于测试换热器的翅片的传热性能的系统技术方案

技术编号:14554642 阅读:41 留言:0更新日期:2017-02-05 03:51
本发明专利技术提出一种用于测试换热器的翅片的传热性能的系统,其包括管形的且用于容纳翅片的翅片安装座、附着在翅片安装座的外壁上且用于对翅片安装座进行恒功率加热的加热装置、用于均速地向翅片安装座的入口注入恒温的流体的流体供给装置、用于检测翅片安装座外壁上的温度的第一温度传感器、用于检测翅片安装座的入口处的流体的温度的第二温度传感器、用于检测翅片安装座的出口处的流体的温度的第三温度传感器以及用于检测流体的质量流量的流量计。采用这套系统,可以测得计算翅片的传热性能所需的参数。

System for testing heat transfer performance of fin of heat exchanger

The present invention provides a system for testing the heat transfer performance of the heat exchanger fin, which comprises a tubular and for accommodating fin fin fin attached to the mounting seat, mounting seat on the outer wall and fin for mounting of constant power heating device, for all speed to fin mounting entrance injection temperature fluid supply device for detecting fin mounted on the outer wall of the base temperature of the first temperature sensor, for the detection of fin mounting at the entrance of the fluid temperature of second temperature sensor, for the detection of the fin installation seat on the outlet of the fluid temperature and the third temperature sensor for the detection of fluid mass flow meter. Using this system, the parameters needed to calculate the heat transfer performance of fins can be measured.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种试验平台,特别涉及一种用于测试换热器的翅片的传热性能的系统
技术介绍
目前,在车辆高端散热器中,新型高效散热翅片的设计与开发是生产商关注的重点。试验台可以进行板翅式和管带式换热器换热翅片型面的传热和阻力特性试验,为高性能换热器的设计和制造提供依据。但目前的所有试验台均无法直接测试翅片的性能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题为如何直接测量用于计算翅片的传热性能所需的实验参数。针对上述技术问题,本专利技术提供了一种用于测试换热器的翅片的传热性能的系统,其包括管形的且用于容纳翅片的翅片安装座、附着在翅片安装座的外壁上且用于对翅片安装座进行恒功率加热的加热装置、用于均速地向翅片安装座的入口注入恒温的流体的流体供给装置、用于检测翅片安装座外壁上的温度的第一温度传感器、用于检测翅片安装座的入口处的流体的温度的第二温度传感器、用于检测翅片安装座的出口处的流体的温度的第三温度传感器以及用于检测流体的质量流量的流量计。在一个具体的实施例中,系统还包括用于检测翅片安装座的入口处的流体的压力的第一压力传感器、用于检测翅片安装座的出口处的流体的压力的第二压力传感器。在一个具体的实施例中,翅片安装座包括由两块平行的金属板和设置在两块金属板之间的且相互平行的两条封条围合成的矩形管,矩形管用于容纳翅片,加热装置包括分别覆盖在翅片安装座相对的两个朝外的板面上的两块加热板,两块<br>加热板用于同时对翅片安装座加热。在一个具体的实施例中,加热板包括覆盖在板面上的导热基板以及平行于导热基板、垂直于流体的流动方向且沿流体的流动方向依次均匀排布在导热基板内的多根电加热棒,第一传感器位于导热基板内且紧靠翅片安装座。在一个具体的实施例中,加热板包括依次层叠的导热板、电热膜和铅板,导热板抵接于翅片安装座,第一传感器位于导热板内且紧靠翅片安装座。在一个具体的实施例中,加热装置还包括分别设置在加热板相对的两端的两组夹持组件,夹持组件包括分别抵接于两块加热板朝外的板面的且两端均分别延伸过加热板相对的两个侧壁的两个锁扣以及两个螺栓,其中,一个螺栓连接两个锁扣相互靠近的一端,另一个螺栓连接两个锁扣相互靠近的另一端,将两个锁扣进行预紧的。在一个具体的实施例中,锁扣包括长条形的横板以及分别从横板的两端向靠近翅片方向延伸的限位杆,限位杆的内侧抵接于加热板的侧壁,螺栓限位杆的延伸的方向贯穿限位杆。在一个具体的实施例中,系统还包括分别与翅片安装座的入口和出口相对接的前稳定管和后稳定管,前稳定管和后稳定管内的通道的截面与翅片安装座内的通道的截面相同,前稳定管和后稳定管内的通道均与翅片安装座内的通道对应对齐,第二温度传感器和第一压力传感器均安装在前稳定管靠近翅片安装座的一端,第三温度传感器和第二压力传感器均安装在后稳定管靠近翅片安装座的一端。在一个具体的实施例中,流体供给装置包括空气压缩机,接通于空气压缩机的储气罐,储气罐接通于前稳定管。在一个具体的实施例中,流体供给装置还包括依次串接在储气罐与前稳定管之间的圆方变形管、收缩管,流量计设置在储气罐与圆方变形管之间,圆方变形管的通道的截面沿流体的流向由圆形平滑过渡到正方形,收缩管内的通道的截面沿流体的流向由正方形平滑过渡到与前稳定管内的通道的截面形状一致。在一个具体的实施例中,流体供给装置包括入口接通于后稳定管的出口的低温恒温循环器、入口接通于低温恒温循环器的出口的过滤器以及入口接通于过滤器的出口且出口接通于前稳定管的入口的泵,后稳定管的出口接通于低温恒温循环器的入口,流量计设置在泵与前稳定管之间,低温恒温循环器用于将输入其中的流体修正到预设的温度输出。在一个具体的实施例中,系统还包括均连接于第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和流量计的控制装置,控制装置用于当系统达到热平衡后,获取第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和流量计的读数,当流体为液体时,控制装置采用以下算式计算液体流过翅片时的努谢特数:Nu1=deAeff·λ1·[1cp·m·lntcu-tintcu-tout-δal2λal·Aal-δcu2λcu·Acu]]]>Nul为液体流过翅片时的努谢特数;de为翅片安装座内的翅片的流道的当量直径,单位为m;Aeff为翅片有效换热面积,单位为m2;λl为液体的导热系数,单位为w/(m·k);cp为液体的比热容,单位为J/(kg·℃);m为液体的质量流量,kg/s;tcu为第一温度传感器所测得的温度的平均值,单位为℃;tin为第二温度传感器所测得的温度值,单位为℃;tout为第三温度传感器所测得的温度值,单位为℃;δcu为导热板的厚度,单位为m;λcu为导热板的导热系数,单位为w/(m·k);Acu为导热板的换热面积,单位为m2δal为金属板的厚度,单位为m;λal为金属板的导热系数,单位为w/(m·k);Aal为金属板的换热面积,单位为m2;当流体为气体时,控制装置采用以下算式计算传热因子:ja=μa·Acλa·Aeff·Pra13·[1cp·m·lntcu-tintcu-tout-δal2λal·Aal-δcu2λcu·Acu]]]>式中,ja为气体流过翅片时的传热因子;μa为气体动力粘滞系数,单位为Pa·s;Ac为翅片的横截面的流通面积,单位为m2;λa为气体的导热系数,单位为w/(m·k);Aeff为翅片有效换热面积,单位为m2;Pra为气体的普朗特数;cp为气体的比热容,单位为J/(kg·℃);m为气体的质量流量,kg/s;tcu为第一温度传感器所测得的温度的平均值,单位为℃;tin为第二温度传感器所测得的温度值,单位为℃;tout为第三温度传感器所测得的温度值,单位为℃;δcu为导热板的厚度,单位为m;λcu为导热板的导热系数,单位为w/(m·k);Acu为导热板的换热面积,单位为m2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测试换热器的翅片的传热性能的系统,其特征在于,包括管形的且用于容纳所述翅片的翅片安装座、附着在所述翅片安装座的外壁上且用于对所述翅片安装座进行恒功率加热的加热装置、用于均速地向所述翅片安装座的入口注入恒温的流体的流体供给装置、用于检测所述翅片安装座外壁上的温度的第一温度传感器、用于检测所述翅片安装座的入口处的流体的温度的第二温度传感器、用于检测所述翅片安装座的出口处的流体的温度的第三温度传感器以及用于检测所述流体的质量流量的流量计。

【技术特征摘要】
1.一种用于测试换热器的翅片的传热性能的系统,其特征在于,包括管形
的且用于容纳所述翅片的翅片安装座、附着在所述翅片安装座的外壁上且用于对
所述翅片安装座进行恒功率加热的加热装置、用于均速地向所述翅片安装座的入
口注入恒温的流体的流体供给装置、用于检测所述翅片安装座外壁上的温度的第
一温度传感器、用于检测所述翅片安装座的入口处的流体的温度的第二温度传感
器、用于检测所述翅片安装座的出口处的流体的温度的第三温度传感器以及用于
检测所述流体的质量流量的流量计。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述系统还包括用于检测所
述翅片安装座的入口处的流体的压力的第一压力传感器、用于检测所述翅片安装
座的出口处的流体的压力的第二压力传感器。
3.根据权利要求1或2所述的系统,其特征在于,所述翅片安装座包括由
两块平行的金属板和设置在两块金属板之间的且相互平行的两条封条围合成的
矩形管,所述矩形管用于容纳所述翅片,
所述加热装置包括分别覆盖在所述翅片安装座相对的两个朝外的板面上的
两块加热板,两块所述加热板用于同时对所述翅片安装座加热。
4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述加热板包括覆盖在所述
板面上的导热基板以及平行于所述导热基板、垂直于所述流体的流动方向且沿所
述流体的流动方向依次均匀排布在所述导热基板内的多根电加热棒,所述第一传
感器位于所述导热基板内且紧靠所述翅片安装座。
5.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述加热板包括依次层叠的
导热板、电热膜和铅板,所述导热板抵接于所述翅片安装座,多个所述第一传感
器位于所述导热板内且紧靠所述翅片安装座。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的系统,其特征在于,所述系统还包
括分别与所述翅片安装座的入口和出口相对接的前稳定管和后稳定管,
所述前稳定管和所述后稳定管内的通道的截面与所述翅片安装座内的通道
的截面相同,所述前稳定管和所述后稳定管内的通道均与所述翅片安装座内的通
道对应对齐,
所述第二温度传感器和所述第一压力传感器均安装在所述前稳定管靠近所

\t述翅片安装座的一端,所述第三温度传感器和所述第二压力传感器均安装在所述
后稳定管靠近所述翅片安装座的一端。
7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述流体供给装置包括空气
压缩机以及接通于所述空气压缩机的储气罐,所述储气罐接通于所述前稳定管。
8.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述流体供给装置还包括依
次串接在储气罐与前稳定管之间的圆方变形管、收缩管,所述流量计设置在所述
储气罐与圆方变形管之间,
圆方变形管的通道的截面沿流体的流向由圆形平滑过渡到正方形,收缩管内
的通道的横截面沿流体的流向由正方形平滑过渡到与所述前稳定管内的通道的
横截面形状一致。
9.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述流体供给装置包括入口
接通于所述后稳定管的出口的低温恒温循环器、入口接通于所述低温恒温循环器
的出口的过滤器以及入口接通于所述过滤器的出口且出口接通于所述前稳定管
的入口的泵,所述后稳定管的出口接通于所述低温恒温循环器的入口,
所述流量计设置在所述泵与所述前...

【专利技术属性】
技术研发人员:高红霞余建祖施尚王高佐韩永勤
申请(专利权)人:北京航空航天大学烟台杰瑞富耐克换热设备有限公司
类型:发明
国别省市:北京;11

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