一种滑油冷却器效率的测试平台及其测试方法技术

本发明专利技术公开了一种滑油冷却器效率的测试平台及其测试方法，包括润滑油回路和空气回路，所述润滑油回路包括油箱、电加热器、油泵、冷油器、输入连接管道和输出连接管道，所述空气回路包括冷却风机、整流分配段、输入连接风道和输出连接风道，本发明专利技术设有多个温度计、压力表和流量计，可充分监测各环节的数据并记录，而且利用空气温升冷却，节约宝贵的水资源；空气可随意取得，选址不受限制；空气腐蚀性小，设备使用寿命长；结构紧凑，测试方法准确，适合应用于对空间限制比较严格的场合，比如海上平台等。

【技术实现步骤摘要】
一种滑油冷却器效率的测试平台及其测试方法
本专利技术涉及一种油冷却器设备领域，特别是涉及一种滑油冷却器效率的测试平台及其测试方法。
技术介绍
液压系统和润滑系统是各种机械设备上的重要组成部分。液压系统在工作的时候需要持续的保持较高压力状态，会产生大量的热量，在长时间工作后机械中的油温会快速升高，如果不能及时的将其热量散发出来，会导致机械中油的粘度会随着油温升高而变低，油压也会达不到机器正常的工作状态，甚至会造成机械系统内的主要密封元件破损，构成机械的安全隐患，为保证机组能够在安全稳定的状态下运行，必须把油温控制在规定的范围内，润滑系统的油温升高主要原因虽然和液压系统不完全相同，但是，同样需要把油温控制在规定的范围内，滑油冷却器是液压系统和润滑系统中普遍使用的一种滑油冷却设备，利用该设备可使具有一定温差的两种流体介质实现热交换，从而达到降低油温、保证系统正常运行的目的，所以滑油冷却器的工作效率至关重要。现有技术中，滑油冷却器多采用理论计算数值，特别是滑油冷却器的关键部件—换热管的生产制造多采用铜管外缠绕铜翅片加内部扰流片，由于传热系数不高，多是通过增加换热面积、增加流程和增大空气流量达到换热要求，增加流程导致流动阻力会造成产品偏大，无法满足滑油系统对阻力的要求。如果保证滑油冷却器的阻力和换热效果满足滑油系统的要求，则需要增加换热管数量和管内径，降低管内介质流速，带来的问题是滑油冷却器外形尺寸庞大，无法满足现场要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是一种滑油冷却器效率的测试平台及测试方法，采用计算机仿真计算，对不同形式的换热管内部翅片结构进行计算，找出了换热效果最好的翅片结构形式，根据仿真计算结果确定设计方案，并搭建试验平台制造样机进行试验验证，最终完成产品设计，保证了产品换热管内翅片与换热管内壁面的有效合理的接触面积同时，提高了产品换热效果，而且加工成本低，消除理论值与实际值的差距，使滑油冷却器能够完全满足实际使用数值。本专利技术的目的通过以下技术方案实现的：一种滑油冷却器效率的测试平台，包括润滑油回路和空气回路，其中，所述的润滑油回路包括油箱、电加热器、油泵、冷油器、输入连接管道和输出连接管道，所述的空气回路包括冷却风机、整流分配段、输入连接风道和输出连接风道，所述的油箱内部设有电加热器，所述的油箱顶部设有排油烟机，所述的油箱侧面顶端设有再循环油管，所述的再循环油管与油箱相连通，所述的油箱右侧设有油泵，所述的油泵左右两端设有油泵进口管和油泵出口管，所述的油泵通过左端设置的油泵进口管与油箱相连通，所述的油泵与冷油器之间设有输入连接管道，所述的输入连接管道一端与冷油器入口相连接，另一端与再循环油管和油泵出口管通过三通相连接；所述的输入连接管道上设有过滤器，所述的冷油器出口通过输出连接管道与油箱相连通，所述的冷油器下方设有整流分配段，所述的整流分配段通过输入连接风道与冷油器相连接，所述的整流分配段下方设有冷却风机，所述的冷却风机通过输入连接风道与整流分配段相连接，所述的冷油器顶部设有输出连接风道，所述的输入连接管道与冷油器之间依次设有过滤器、油侧入口温度计、油侧入口压力表和油侧入口流量计，所述的输出连接管道依次设有油侧出口温度计和油侧出口压力表，所述的输入连接风道位于整流分配段与冷油器之间，其上依次设有空气侧入口温度计和空气侧入口压力表，所述的输出连接风道上依次设有气体流量计、空气侧出口压力表和空气侧出口温度计。所述的一种滑油冷却器效率的测试平台，所述的再循环油管、油泵进口管、输入连接管道位于油侧入口压力表与油侧入口流量计之间，输入连接管道位于油侧入口流量计与冷油器之间，输出连接管道位于冷油器和油侧出口温度计之间均设有截止阀。所述的一种滑油冷却器效率的测试平台，所述油箱1内部设有液位计。所述的一种滑油冷却器效率的测试平台，所述输入连接管道位于过滤器与三通之间和冷却风机底部入口端均设有流量调节阀。所述的一种滑油冷却器效率的测试方法，其测试方法的具体实施步骤为：步骤1：试验台的搭建：实验平台主要分为两部分：1．1润滑油回路（高温）润滑油回路为闭式回路，润滑油首先在油箱中通过电加热器加热到实验需要的温度，然后在油泵的作用下，流入冷油器中，在冷油器换热管中和管外的空气进行热交换后，温度下降，再经管道流回油箱中，从而完成一个流动循环。，空气回路（低温）空气回路为开式系统，环境中的空气在风机的作用下，流经冷油器换热管的外端，经过换热后，由风道引出排入大气中。步骤2：测点2.1压力测点冷油器润滑油进口的压力以及空气侧进口的压力2．2温度测点油箱中润滑油的温度、冷油器处润滑油侧进口和出口的温度，冷油器处空气侧进口和出口的温度2.3压差测点冷油器处润滑油进出口的压差；冷油器处空气侧进出口的压差2.4流量测点润滑油回路中油的流量；空气侧空气的流量试验参数滑油牌号为：ISOVG46滑油流量：240lpm；滑油进口最高温度：80℃；滑油出口最高温度：55℃；空气最高进口温度：35℃；滑油冷却器设计压力为：0.7MPa；压力损失：＜0.2bar风机噪声等级：与气流方向成90°处不超过85dB(A)步骤3：油箱系统3.1油箱油箱初步设计容积为3立方米。主要考虑为后续其他研究可能需要大的储油箱而设计（但就本次冷油器实验而言，油箱的容积1立方米即可。）初步设计油箱尺寸为长2米，宽1米，高1.5米。油泵实验润滑油最大流量为240lpm，留一定余量，按照300lpm设计（润滑油密度为876m3/kg）。油回路总的压损：可以推测回路的最大压损为0.7MP，留一定余量（包括考虑以后油泵作为其他实验等用途），油泵压头设计为1MPa。因而油泵最终选型：流量压头配套电机的功率：K为电动机容量安全系统，一般为1.15~1.5，本次计算取值1.3电机功率取值为：11kW3．3截止阀油箱出口设一个截止阀，当油泵需要检修时，可以关闭截止阀，切断油箱和油泵的连通。管道步骤4：润滑油回路系统4.1管道基本尺寸参数管道规格：DN50*34.2管道长度设计4.3流量计选型设计工况的流量为，选择量程为的流量计。润滑油回路主要管道尺寸初步设计步骤5：冷油器设计5.1冷油器结构先做23根换热管的实验，可以近似认为是整机的1/5，通过试验件验证换热管的换热效果，实验表明换热管满足换热要求的前提下再做整机进行换热器性能测试。基本尺寸换热器长度：约1700mm换热器宽度：约310mm换热器高度：约300mm步骤6：空气侧回路6.1基本结构整机试验时，油温从80度降为55度，空气温度从35度升至55度。整机模型，换热管一共为120根，本次实验系统模拟24根，为五分之一。油放出的热量为：因而空气吸收的热量与油放出的热量相等，可以得到：计算得到风量为：6.2风机选型由上述计算可知，风机的最大风量为7200m3/h。风机压头的计算如下：采用CFD模型，建立了一个管翅式结构的换热器，翅片尺寸如图，翅片厚度为0.2mm，翅片间距为2mm。在额定风速下，流过换热器的空气阻力损失为100Pa。其次考虑到实验系统中连接的管路等配套管道的压力损失，初步估算为100Pa。其次再留有20%的余量，可以计算得到需要的总的压头为240Pa。因而风机最终选型：流量压头配套电机的功率：K为电动机容量安全系统，一般本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种滑油冷却器效率的测试平台，包括润滑油回路和空气回路，其中，所述的润滑油回路包括油箱、电加热器、油泵、冷油器、输入连接管道和输出连接管道，所述的空气回路包括冷却风机、整流分配段、输入连接风道和输出连接风道，所述的油箱内部设有电加热器，所述的油箱顶部设有排油烟机，所述的油箱侧面顶端设有再循环油管，所述的再循环油管与油箱相连通，所述的油箱右侧设有油泵，所述的油泵左右两端设有油泵进口管和油泵出口管，所述的油泵通过左端设置的油泵进口管与油箱相连通，所述的油泵与冷油器之间设有输入连接管道，所述的输入连接管道一端与冷油器入口相连接，另一端与再循环油管和油泵出口管通过三通相连接；所述的输入连接管道上设有过滤器，所述的冷油器出口通过输出连接管道与油箱相连通，所述的冷油器下方设有整流分配段，所述的整流分配段通过输入连接风道与冷油器相连接，所述的整流分配段下方设有冷却风机，所述的冷却风机通过输入连接风道与整流分配段相连接，所述的冷油器顶部设有输出连接风道，所述的输入连接管道与冷油器之间依次设有过滤器、油侧入口温度计、油侧入口压力表和油侧入口流量计，所述的输出连接管道依次设有油侧出口温度计和油侧出口压力表，所述的输入连接风道位于整流分配段与冷油器之间，其上依次设有空气侧入口温度计和空气侧入口压力表，所述的输出连接风道上依次设有气体流量计、空气侧出口压力表和空气侧出口温度计；所述的再循环油管、油泵进口管、输入连接管道位于油侧入口压力表与油侧入口流量计之间，输入连接管道位于油侧入口流量计与冷油器之间，输出连接管道位于冷油器和油侧出口温度计之间均设有截止阀；所述油箱1内部设有液位计；所述输入连接管道位于过滤器与三通之间和冷却风机底部入口端均设有流量调节阀。...

【技术特征摘要】
1.一种滑油冷却器效率的测试平台，包括润滑油回路和空气回路，其中，所述的润滑油回路包括油箱、电加热器、油泵、冷油器、输入连接管道和输出连接管道，所述的空气回路包括冷却风机、整流分配段、输入连接风道和输出连接风道，所述的油箱内部设有电加热器，所述的油箱顶部设有排油烟机，所述的油箱侧面顶端设有再循环油管，所述的再循环油管与油箱相连通，所述的油箱右侧设有油泵，所述的油泵左右两端设有油泵进口管和油泵出口管，所述的油泵通过左端设置的油泵进口管与油箱相连通，所述的油泵与冷油器之间设有输入连接管道，所述的输入连接管道一端与冷油器入口相连接，另一端与再循环油管和油泵出口管通过三通相连接；所述的输入连接管道上设有过滤器，所述的冷油器出口通过输出连接管道与油箱相连通，所述的冷油器下方设有整流分配段，所述的整流分配段通过输入连接风道与冷油器相连接，所述的整流分配段下方设有冷却风机，所述的冷却风机通过输入连接风道与整流分配段相连接，所述的冷油器顶部设有输出连接风道，所述的输入连接管道与冷油器之间依次设有过滤器、油侧入口温度计、油侧入口压力表和油侧入口流量计，所述的输出连接管道依次设有油侧出口温度计和油侧出口压力表，所述的输入连接风道位于整流分配段与冷油器之间，其上依次设有空气侧入口温度计和空气侧入口压力表，所述的输出连接风道上依次设有气体流量计、空气侧出口压力表和空气侧出口温度计；所述的再循环油管、油泵进口管、输入连接管道位于油侧入口压力表与油侧入口流量计之间，输入连接管道位于油侧入口流量计与冷油器之间，输出连接管道位于冷油器和油侧出口温度计之间均设有截止阀；所述油箱1内部设有液位计；所述输入连接管道位于过滤器与三通之间和冷却风机底部入口端均设有流量调节阀。2.根据权利要求1所述的一种滑油冷却器效率的测试方法，其特征在于：其测试方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：马列，翼文慧，秦小涛，吴昊，
申请(专利权)人：黑龙江沧龙发电设备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23