一种微细管束预冷器流动换热实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种微细管束预冷器流动换热实验装置，该实验装置中微细管束测试单元的进气口与风机通过进气管路连通，出气口连接有排气管路；压差计与进气管路和排气管路连通；入口温度传感器与进气管路连通，出口温度传感器与排气管路连通；在排气管路中安装有流量计；微细管束测试单元的微细管束两端与变压直流电源电连接，微细管束通过自身电阻发热，并与通过气流进行热交换；在微细管束内布置有多个热电偶；数据采集仪与流量计、压差计、入口温度传感器、出口温度传感器以及多个热电偶均信号连接。上述实验装置能够测试具有不同外径、不同排布、不同管排数的微细管束的预冷器在不同气流冲击角度下的流动换热性能。同气流冲击角度下的流动换热性能。同气流冲击角度下的流动换热性能。

【技术实现步骤摘要】
一种微细管束预冷器流动换热实验装置


[0001]本专利技术涉及换热器
，具体涉及一种微细管束预冷器流动换热实验装置。

技术介绍

[0002]在高超声速吸气式组合发动机领域，使用空气预冷器将高温来流冷却以扩宽涡轮发动机工作包线是目前组合发动机领域采用的最为有效的手段。采用超薄超细管束构成的管式换热器具备轻质、高效的特点。
[0003]但是，预冷器换热机理复杂，微细管束的外径、排布结构、排数以及气流的冲击角度均会影响预冷器的换热性能。目前国内外对于超薄超细微细管束换热器的研究主要集中在仿真计算，少有实验研究。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种微细管束预冷器流动换热实验装置，能够测试具有不同外径、不同排布、不同管排数的微细管束的预冷器在不同气流冲击角度下的流动换热性能，为预冷器的精确设计提供理论支持。
[0005]本专利技术采用以下具体技术方案：
[0006]一种微细管束预冷器流动换热实验装置，该实验装置包括风机、微细管束测试单元、流量计、压差计、入口温度传感器、出口温度传感器、变压直流电源、热电偶以及数据采集仪；
[0007]所述微细管束测试单元的进气口与所述风机通过进气管路连通，出气口连接有排气管路；
[0008]所述压差计的一端与所述进气管路连通，另一端与所述排气管路连通；
[0009]所述入口温度传感器与所述进气管路连通，所述出口温度传感器与所述排气管路连通；
[0010]在所述排气管路中安装有所述流量计；
>[0011]所述微细管束测试单元的微细管束两端与所述变压直流电源电连接，所述微细管束通过自身电阻发热，并与通过气流进行热交换；
[0012]在所述微细管束内布置有多个所述热电偶；
[0013]所述数据采集仪与所述流量计、所述压差计、所述入口温度传感器、所述出口温度传感器以及多个所述热电偶均信号连接。
[0014]更进一步地，所述微细管束包括多个微细管以及连接所述微细管的铜导线。
[0015]更进一步地，所述微细管束测试单元还包括箱体和支架；
[0016]所述微细管束通过所述支架支承于所述箱体内。
[0017]更进一步地，所述支架为相对设置的两个管束支撑板；
[0018]所述管束支撑板设置有与所述微细管插接配合的定位孔。
[0019]更进一步地，所述管束支撑板采用亚克力板加工而成；
[0020]所述微细管为不锈钢管；
[0021]所述热电偶插入所述微细管内，并在所述热电偶与所述微细管之间填充有导热硅脂。
[0022]更进一步地，所述箱体由电木板和两个相对设置的接口法兰盘围绕形成；
[0023]其中一个所述接口法兰盘形成所述微细管束测试单元的进气口，另一个所述接口法兰盘形成所述微细管束测试单元的出气口。
[0024]更进一步地，所述微细管通过AB胶粘接于所述管束支撑板的定位孔。
[0025]更进一步地，还包括与所述风机连接的变频器，所述变频器通过调节所述风机的转速实现空气流量的调节。
[0026]更进一步地，所述进气管路包括依次连接的第一稳定段、变径段、第二稳定段以及测量段；
[0027]所述第一稳定段的入口与所述风机相连；
[0028]所述测量段的出口与所述微细管束测试单元的进气口相连接；
[0029]所述变径段为锥形管，并且沿所述第一稳定段朝向所述第二稳定段的方向，所述变径段的直径逐渐变小；
[0030]所述入口温度传感器和所述压差计的一端均安装于所述测量段。
[0031]更进一步地，还包括与所述数据采集仪连接的计算机，所述计算机存储所述数据采集仪采集的数据信息。
[0032]有益效果：
[0033]1、通过本专利技术的微细管束预冷器流动换热实验装置，可以精确获取在不同的微细管外径、不同的微细管束排布、不同的微细管排数以及不同冲击角度下预冷器的流动换热性能，能够确定预冷器管外的流动换热模型，为预冷器的精确设计提供理论支持；
[0034]2、通过热电偶可以直接测量微细管的壁温，从而获取了微细管束沿程的温度分布，可以评估微细管束的温度场；
[0035]3、在热电偶与微细管之间填充导热硅脂，通过导热硅脂在能够有效减小接触热阻的同时，又能有效起到绝缘作用，提高温度测量精度。
附图说明
[0036]图1为本专利技术的微细管束预冷器流动换热实验装置的原理结构示意图。
[0037]其中，1
‑
风机，2
‑
微细管束测试单元，3
‑
流量计，4
‑
压差计，5
‑
入口温度传感器，6
‑
出口温度传感器，7
‑
变压直流电源，8
‑
热电偶，9
‑
数据采集仪，10
‑
进气管路，11
‑
排气管路，12
‑
变频器，13
‑
第一稳定段，14
‑
变径段，15
‑
第二稳定段，16
‑
测量段，17
‑
计算机
具体实施方式
[0038]下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。
[0039]本专利技术实施例提供了一种微细管束预冷器流动换热实验装置，如图1所示，该实验装置包括风机1、微细管束测试单元2、流量计3、压差计4、入口温度传感器5、出口温度传感器6、变压直流电源7、热电偶8以及数据采集仪9；
[0040]微细管束测试单元2的进气口与风机1通过进气管路10连通，出气口连接有排气管
路11；风机1用于产生气流，气流进入微细管束测试单元2后与微细管束进行热交换；微细管束测试单元2可以为长148mm、宽120mm、高55mm的箱体结构，并且内部的空气流道横截面可以为矩形，矩形的截面积可以为100mm
×
15mm；
[0041]压差计4的一端与进气管路10连通，另一端与排气管路11连通，用于测量微细管束测试单元2前、后两端的气流压力差；
[0042]入口温度传感器5与进气管路10连通，入口温度传感器5用于测量进气管路10中进入气体的初始温度；出口温度传感器6与排气管路11连通，出口温度传感器6用于测量热交换之后的排出气体的温度；
[0043]在排气管路11中安装有流量计3，通过流量计3能够测量排出气体的流量；
[0044]微细管束测试单元2的微细管束两端与变压直流电源7电连接，微细管束具有电阻，并在电流通过时通过自身电阻发热，并与通过气流进行热交换；微细管束可以包括多个微细管以及连接微细管的铜导线；构成微细管束的微细管的数量、管径、排布结构以及倾斜角度均可以进行随机组合，以便获取更多微细管束结构的换热数据；
[0045]在微细管束内布置有多个热电偶8，热电偶8插入微细管束的微细管内，用于测量微本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微细管束预冷器流动换热实验装置，其特征在于，包括风机(1)、微细管束测试单元(2)、流量计(3)、压差计(4)、入口温度传感器(5)、出口温度传感器(6)、变压直流电源(7)、热电偶(8)以及数据采集仪(9)；所述微细管束测试单元(2)的进气口与所述风机(1)通过进气管路(10)连通，出气口连接有排气管路(11)；所述压差计(4)的一端与所述进气管路(10)连通，另一端与所述排气管路(11)连通；所述入口温度传感器(5)与所述进气管路(10)连通，所述出口温度传感器(6)与所述排气管路(11)连通；在所述排气管路(11)中安装有所述流量计(3)；所述微细管束测试单元(2)的微细管束两端与所述变压直流电源(7)电连接，所述微细管束通过自身电阻发热，并与通过气流进行热交换；在所述微细管束内布置有多个所述热电偶(8)；所述数据采集仪(9)与所述流量计(3)、所述压差计、所述入口温度传感器(5)、所述出口温度传感器(6)以及多个所述热电偶(8)均信号连接。2.如权利要求1所述的微细管束预冷器流动换热实验装置，其特征在于，所述微细管束包括多个微细管以及连接所述微细管的铜导线。3.如权利要求2所述的微细管束预冷器流动换热实验装置，其特征在于，所述微细管束测试单元(2)还包括箱体和支架；所述微细管束通过所述支架支承于所述箱体内。4.如权利要求3所述的微细管束预冷器流动换热实验装置，其特征在于，所述支架为相对设置的两个管束支撑板；所述管束支撑板设置有与所述微细管插接配合的定位孔。5.如权利要求4所述的微细管束预冷器流动换热实验装置，其特征在于，所述管束支撑板采用亚克力板加工而成；所述微细管为不锈钢管；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志刚，周静，何学刚，牛军，马同玲，
申请(专利权)人：北京动力机械研究所，
类型：发明
国别省市：