換熱器熱性能檢測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及換熱器檢測(cè)裝置領(lǐng)域，特別涉及一種集可自生成熱氣流體、測(cè)溫度和 流速以及余熱回收等多功能于一體的換熱器熱性能檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)今，燃料能源的日益枯竭使發(fā)展新能源和能源的回收與再利用顯得越來越重 要，換熱器是冷熱流體間進(jìn)行換熱的設(shè)備，可用于回收熱流體的余熱，此外換熱器還廣泛用 作加熱器、冷卻器和冷凝器。換熱器熱性能測(cè)試是換熱器產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)和質(zhì)量控制的重要 環(huán)節(jié)，現(xiàn)有換熱器熱性能檢測(cè)裝置性能和評(píng)價(jià)方法還不夠完善，且存在耗能高的問題，其加 熱的空氣的余熱沒得到有效利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種換熱器熱性能檢 測(cè)裝置，提出一種新的換熱器熱性能檢測(cè)方法和余熱利用裝置。
[0004] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：換熱器熱性能檢測(cè)裝置，包括熱流生成器總成、信號(hào) 線束、計(jì)算機(jī)控制器、換熱器測(cè)試臺(tái)總成、管口連接器、余熱回收器總成和電源線；所述管口 連接器是一個(gè)兩端可以調(diào)節(jié)管徑大小的裝置；所述的熱流生成器總成和換熱器測(cè)試臺(tái)總成 通過信號(hào)線束與計(jì)算機(jī)控制器傳遞信號(hào)。
[0005] 所述熱流生成器總成位于所述換熱器熱性能檢測(cè)裝置的前端，包括熱流生成器 箱體、鼓風(fēng)渦扇、空氣進(jìn)口、鼓風(fēng)渦扇轉(zhuǎn)速控制器、流體溫度控制器、流體溫度傳感器、加熱 電阻絲、熱流生成器出氣口和熱流生成器導(dǎo)流管道；所述熱流生成器箱體為長方體結(jié)構(gòu)，在 熱流生成器箱體頂蓋上開有空氣進(jìn)口，所述熱流生成器導(dǎo)流管道與熱流生成器箱體內(nèi)腔相 連通，所述熱流生成器導(dǎo)流管道輸出口為熱流生成器出氣口；所述鼓風(fēng)渦扇位于熱流生成 器箱體內(nèi)部靠近熱流生成器導(dǎo)流管道，所述鼓風(fēng)渦扇轉(zhuǎn)速控制器位于熱流生成器箱體壁面 一側(cè)，所述流體溫度控制器位于熱流生成器箱體壁面，與所述鼓風(fēng)渦扇轉(zhuǎn)速控制器安裝在 同一側(cè)，所述流體溫度傳感器安裝在熱流生成器導(dǎo)流管道壁上，所述加熱電阻絲周向分布 于熱流生成器導(dǎo)流管道內(nèi)壁上。
[0006] 所述熱流生成器總成具體運(yùn)行方法包括以下步驟：1)在所述計(jì)算機(jī)控制器中輸 入溫度邊界條件的溫度值，所述流體溫度傳感器測(cè)得當(dāng)前流體溫度值，并以信號(hào)形式傳達(dá) 給所述計(jì)算機(jī)控制器；當(dāng)前流體溫度值與輸入溫度邊界條件的溫度值比較，若小于輸入溫 度邊界條件的溫度值，則所述計(jì)算機(jī)控制器下指令給所述流體溫度控制器，所述流體溫度 控制器讓所述加熱電阻絲給流體加熱直到當(dāng)前流體溫度值與輸入溫度邊界條件的溫度值 相等時(shí)為止，同理，若當(dāng)前流體溫度值大于輸入溫度邊界條件的溫度值時(shí)，則所述加熱電阻 絲不動(dòng)作；2)在所述計(jì)算機(jī)控制器中輸入速度邊界條件的速度值，所述鼓風(fēng)渦扇轉(zhuǎn)速控制 器按照所述計(jì)算機(jī)控制器的指令給流體鼓風(fēng)，當(dāng)當(dāng)前流體流速小于輸入速度邊界條件的速 度值時(shí)，所述鼓風(fēng)渦扇轉(zhuǎn)速控制器讓所述鼓風(fēng)渦扇一定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，反之，所述鼓風(fēng)渦扇不動(dòng) 作，總之，保持當(dāng)前流體流速與輸入速度邊界條件的速度值相等。
[0007] 所述換熱器測(cè)試臺(tái)總成位于換熱器熱性能檢測(cè)裝置的中段，包括待測(cè)換熱器、片 狀溫度傳感器、流速探管、流速探管控制模塊、流速探管控制模塊箱體、換熱器測(cè)試臺(tái)導(dǎo)流 管、流速探管控制模塊移動(dòng)棒和待測(cè)換熱器進(jìn)口。所述待測(cè)換熱器外形多為平板形和棱柱 形但又不限于其他外形，所述片狀溫度傳感器平均周向分布在待測(cè)換熱器的外壁面上，所 述片狀溫度傳感器個(gè)數(shù)視壁面大小而定；所述流速探管一端伸入待測(cè)換熱器內(nèi)部，另一端 與流速探管控制模塊相連，所述流速探管共有八個(gè)，平均周向分布在待測(cè)換熱器的內(nèi)壁面 上，所述流速探管控制模塊箱體被換熱器測(cè)試臺(tái)導(dǎo)流管貫通并固定成一體，所述流速探管 控制模塊位于流速探管控制模塊箱體內(nèi)部并與換熱器測(cè)試臺(tái)導(dǎo)流管相接觸，所述流速探管 控制模塊移動(dòng)棒與流速探管控制模塊連接。所述待測(cè)換熱器進(jìn)口通過管口連接器與熱流生 成器出氣口相連接，所述換熱器測(cè)試臺(tái)導(dǎo)流管通過管口連接器與余熱回收器總成連接。
[0008] 所述計(jì)算機(jī)控制器判斷換熱器熱性能的理論是：在參考催化轉(zhuǎn)換器中氣流速度分 布均勻性系數(shù)和平板式換熱器溫度均勻性系數(shù)的基礎(chǔ)上，提出一種適用于評(píng)價(jià)多種類型換 熱器的表面溫度均勻性的指標(biāo)--溫度均勻性系數(shù)γ。
[0010] 式中m表示所述片狀溫度傳感器個(gè)數(shù)；
[0011] T,表示第j個(gè)片狀溫度傳感器所在面域平均溫度；
[0012] T_n表示待測(cè)換熱器表面平均溫度，其值大小取各片狀溫度傳感器溫度的平均 值；
[0013] ε表示換熱器多邊形外壁面的面數(shù)。
[0014] 溫度均勻性系數(shù)γ在0~1之間變化，γ為1時(shí)表示理想的均勻溫度分布，即 氣箱表面溫度處處相同。所述T jPTnrean的值是由所述片狀溫度傳感器測(cè)定的。γ值會(huì)在 所述計(jì)算機(jī)控制器上顯示出來。
[0015] 所述計(jì)算機(jī)控制器判斷換熱器熱性能的具體判斷方法包括以下步驟：1)所述片 狀溫度傳感器將探測(cè)到的待測(cè)換熱器壁面溫度以信號(hào)形式傳達(dá)給所述計(jì)算機(jī)控制器，所述 計(jì)算機(jī)控制器根據(jù)每個(gè)片狀溫度傳感器測(cè)量的溫度!；,計(jì)算出各壁面溫度的平均值Τ_ η，并 根據(jù)上述公式計(jì)算出溫度均勻性系數(shù)γ ;2)所述計(jì)算機(jī)控制器計(jì)算的γ值與預(yù)設(shè)值Yci比 較，小于γ。則壁面溫度均勻性不佳，大于γ。則壁面溫度均勻性良好；3)所述流速探管控 制模塊將測(cè)得的待測(cè)換熱器內(nèi)部各點(diǎn)的壓力值以信號(hào)形式傳達(dá)給所述計(jì)算機(jī)控制器，所述 計(jì)算機(jī)控制器根據(jù)每個(gè)測(cè)的壓力值按照一定的插值函數(shù)繪制出整個(gè)換熱器內(nèi)部壓力分布 圖并計(jì)算出個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)處平均壓力值，該關(guān)鍵點(diǎn)處平均壓力值與所述計(jì)算機(jī)控制器里預(yù)設(shè)壓 力值比較，大于預(yù)設(shè)壓力值則待測(cè)換熱器欠佳，小于預(yù)設(shè)壓力值則待測(cè)換熱器良好；4)所 述計(jì)算機(jī)控制器根據(jù)τ_ η、γ和關(guān)鍵點(diǎn)處平均壓力值綜合評(píng)價(jià)所述待測(cè)換熱器的熱性能。
[0016] 所述余熱回收器總成位于所述換熱器熱性能檢測(cè)裝置的尾部，包括長方體型熱回 收器、熱電模塊、電路控制器、存儲(chǔ)電源和自然風(fēng)冷裝置。所述電路控制器一端通過電源線 與長方體型熱回收器相連、另一端通過電源線與存儲(chǔ)電源相連；存儲(chǔ)電源的一端通過電源 線與長方體型熱回收器相連，另一端通過電源線與熱流生成器總成相連。所述長方體型熱 回收器包括法蘭、余熱氣體進(jìn)口、自然風(fēng)冷裝置固定器、卡槽、余熱氣體出口和內(nèi)置翅片，所 述余熱氣體進(jìn)口通過管口連接器與換熱器測(cè)試臺(tái)導(dǎo)流管相連，其連接方式為法蘭連接，所 述余熱氣體出口與大氣相通。所述內(nèi)置翅片位于長方體型熱回收器內(nèi)壁上，從長方體型熱 回收器內(nèi)壁中間到兩邊翅片長度變短，并且翅片有一定的弧度，所述內(nèi)置翅片，從中間到兩 邊翅片變密；所述自然風(fēng)冷裝置的四個(gè)單體對(duì)稱安裝在自然風(fēng)冷裝置固定器的卡槽中，位 于長方體型熱回收器的四個(gè)外壁面上方，但不接觸，呈中空長方體形，所述熱電模塊夾在長 方體型熱回收器和自然風(fēng)冷裝置之間；所述自然風(fēng)冷裝置包括緊固支撐板和散熱片，所述 緊固支撐板插入所述自然風(fēng)冷裝置固定器的卡槽中將長方體型換熱器、熱電模塊和自然風(fēng) 冷裝置三者緊固在一起。所述散熱片均勻縱向分布于緊固支撐板上，一個(gè)緊固支撐板上有 9個(gè)散熱片，所述自然風(fēng)冷裝置共有36個(gè)散熱片。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果為：本發(fā)明各部件環(huán)環(huán)相扣卻不失一 定的獨(dú)立性，具有清潔環(huán)保、安全高效、經(jīng)濟(jì)耐用和操作簡便的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0018] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖2是本發(fā)明的熱流生成器總成結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖3是本發(fā)明的換熱器測(cè)試臺(tái)總成結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖4是本發(fā)明的余熱回收器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖5是本發(fā)明的長方體型熱回收器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖6是本發(fā)明的熱回收器內(nèi)部翅片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖7是本發(fā)明的自然風(fēng)冷裝置四分之一單體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖中：1 :熱流生成器總成，2 :信號(hào)線束，3 :計(jì)算機(jī)控制器，4 :換熱器測(cè)試臺(tái)總成， 5管口連接器：，6 :余熱回收器總成，7 :電源線，8 :熱流生成器箱體，9 :鼓風(fēng)渦扇，10 :空氣 進(jìn)口，11 :鼓風(fēng)渦扇轉(zhuǎn)速控制器，12 :流體溫度控制器，13 :流體溫度傳感器，14 :加熱電阻 絲，15 :熱流生成器