一種用于測(cè)試換熱器的翅片的傳熱性能的系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種試驗(yàn)平臺(tái)，特別涉及一種用于測(cè)試換熱器的翅片的傳熱性能的系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，在車輛高端散熱器中，新型高效散熱翅片的設(shè)計(jì)與開發(fā)是生產(chǎn)商關(guān)注的重 點(diǎn)。試驗(yàn)臺(tái)可以進(jìn)行板翅式和管帶式換熱器換熱翅片型面的傳熱和阻力特性試驗(yàn)，為高性 能換熱器的設(shè)計(jì)和制造提供依據(jù)。但目前的所有試驗(yàn)臺(tái)均無(wú)法直接測(cè)試翅片的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題為如何直接測(cè)量用于計(jì)算翅片的傳熱性能所需的實(shí) 驗(yàn)參數(shù)。
[0004] 針對(duì)上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于測(cè)試換熱器的翅片的傳熱性能的系 統(tǒng)，其包括管形的且用于容納翅片的翅片安裝座、附著在翅片安裝座的外壁上且用于對(duì)翅 片安裝座進(jìn)行恒功率加熱的加熱裝置、用于均速地向翅片安裝座的入口注入恒溫的流體的 流體供給裝置、用于檢測(cè)翅片安裝座外壁上的溫度的第一溫度傳感器、用于檢測(cè)翅片安裝 座的入口處的流體的溫度的第二溫度傳感器、用于檢測(cè)翅片安裝座的出口處的流體的溫度 的第三溫度傳感器以及用于檢測(cè)流體的質(zhì)量流量的流量計(jì)。
[0005] 在一個(gè)具體的實(shí)施例中，系統(tǒng)還包括用于檢測(cè)翅片安裝座的入口處的流體的壓力 的第一壓力傳感器、用于檢測(cè)翅片安裝座的出口處的流體的壓力的第二壓力傳感器。
[0006] 在一個(gè)具體的實(shí)施例中，翅片安裝座包括由兩塊平行的金屬板和設(shè)置在兩塊金屬 板之間的且相互平行的兩條封條圍合成的矩形管，矩形管用于容納翅片，加熱裝置包括分 別覆蓋在翅片安裝座相對(duì)的兩個(gè)朝外的板面上的兩塊加熱板，兩塊加熱板用于同時(shí)對(duì)翅片 安裝座加熱。
[0007] 在一個(gè)具體的實(shí)施例中，加熱板包括覆蓋在板面上的導(dǎo)熱基板以及平行于導(dǎo)熱基 板、垂直于流體的流動(dòng)方向且沿流體的流動(dòng)方向依次均勻排布在導(dǎo)熱基板內(nèi)的多根電加熱 棒，第一傳感器位于導(dǎo)熱基板內(nèi)且緊靠翅片安裝座。
[0008] 在一個(gè)具體的實(shí)施例中，加熱板包括依次層疊的導(dǎo)熱板、電熱膜和鉛板，導(dǎo)熱板抵 接于翅片安裝座，第一傳感器位于導(dǎo)熱板內(nèi)且緊靠翅片安裝座。
[0009] 在一個(gè)具體的實(shí)施例中，加熱裝置還包括分別設(shè)置在加熱板相對(duì)的兩端的兩組夾 持組件，夾持組件包括分別抵接于兩塊加熱板朝外的板面的且兩端均分別延伸過加熱板相 對(duì)的兩個(gè)側(cè)壁的兩個(gè)鎖扣以及兩個(gè)螺栓，其中，一個(gè)螺栓連接兩個(gè)鎖扣相互靠近的一端，另 一個(gè)螺栓連接兩個(gè)鎖扣相互靠近的另一端，將兩個(gè)鎖扣進(jìn)行預(yù)緊的。
[0010] 在一個(gè)具體的實(shí)施例中，鎖扣包括長(zhǎng)條形的橫板以及分別從橫板的兩端向靠近翅 片方向延伸的限位桿，限位桿的內(nèi)側(cè)抵接于加熱板的側(cè)壁，螺栓限位桿的延伸的方向貫穿 限位桿。
[0011] 在一個(gè)具體的實(shí)施例中，系統(tǒng)還包括分別與翅片安裝座的入口和出口相對(duì)接的前 穩(wěn)定管和后穩(wěn)定管，
[0012] 前穩(wěn)定管和后穩(wěn)定管內(nèi)的通道的截面與翅片安裝座內(nèi)的通道的截面相同，前穩(wěn)定 管和后穩(wěn)定管內(nèi)的通道均與翅片安裝座內(nèi)的通道對(duì)應(yīng)對(duì)齊，
[0013] 第二溫度傳感器和第一壓力傳感器均安裝在前穩(wěn)定管靠近翅片安裝座的一端，第 三溫度傳感器和第二壓力傳感器均安裝在后穩(wěn)定管靠近翅片安裝座的一端。
[0014] 在一個(gè)具體的實(shí)施例中，流體供給裝置包括空氣壓縮機(jī)，接通于空氣壓縮機(jī)的儲(chǔ) 氣罐，儲(chǔ)氣罐接通于前穩(wěn)定管。
[0015] 在一個(gè)具體的實(shí)施例中，流體供給裝置還包括依次串接在儲(chǔ)氣罐與前穩(wěn)定管之間 的圓方變形管、收縮管，流量計(jì)設(shè)置在儲(chǔ)氣罐與圓方變形管之間，圓方變形管的通道的截面 沿流體的流向由圓形平滑過渡到正方形，收縮管內(nèi)的通道的截面沿流體的流向由正方形平 滑過渡到與前穩(wěn)定管內(nèi)的通道的截面形狀一致。
[0016] 在一個(gè)具體的實(shí)施例中，流體供給裝置包括入口接通于后穩(wěn)定管的出口的低溫恒 溫循環(huán)器、入口接通于低溫恒溫循環(huán)器的出口的過濾器以及入口接通于過濾器的出口且出 口接通于前穩(wěn)定管的入口的栗，后穩(wěn)定管的出口接通于低溫恒溫循環(huán)器的入口，
[0017] 流量計(jì)設(shè)置在栗與前穩(wěn)定管之間，低溫恒溫循環(huán)器用于將輸入其中的流體修正到 預(yù)設(shè)的溫度輸出。
[0018] 在一個(gè)具體的實(shí)施例中，系統(tǒng)還包括均連接于第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、 第三溫度傳感器和流量計(jì)的控制裝置，控制裝置用于當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡后，獲取第一溫度 傳感器、第二溫度傳感器、第三溫度傳感器和流量計(jì)的讀數(shù)，
[0019] 當(dāng)流體為液體時(shí)，控制裝置采用以下算式計(jì)算液體流過翅片時(shí)的努謝特?cái)?shù)：
[0020]
[0021] Nm為液體流過翅片時(shí)的努謝特?cái)?shù)；
[0022] cU為翅片安裝座內(nèi)的翅片的流道的當(dāng)量直徑，單位為m;
[0023] Aeff為翅片有效換熱面積，單位為m2;
[0024] λ:為液體的導(dǎo)熱系數(shù)，單位為w/(m · k);
[0025] (^為液體的比熱容，單位為J/(kg · °C);
[0026] m為液體的質(zhì)量流量，kg/s;
[0027] 為第一溫度傳感器所測(cè)得的溫度的平均值，單位為°〇；
[0028] tin為第二溫度傳感器所測(cè)得的溫度值，單位為°〇；
[0029] tQUt為第三溫度傳感器所測(cè)得的溫度值，單位為°〇；
[0030] δ。。*導(dǎo)熱板的厚度，單位為m;
[0031] Acu為導(dǎo)熱板的導(dǎo)熱系數(shù)，單位為w/(m · k);
[0032] Acu為導(dǎo)熱板的換熱面積，單位為m2 [0033] sal為金屬板的厚度，單位為m;
[0034] Aal為金屬板的導(dǎo)熱系數(shù)，單位為w/(m · k);
[0035] Aai為金屬板的換熱面積，單位為m2;
[0036] 當(dāng)流體為氣體時(shí)，控制裝置采用以下算式計(jì)算傳熱因子：
[0037]
[0038] 式中，ja為氣體流過翅片時(shí)的傳熱因子；
[0039] μ3為氣體動(dòng)力粘滯系數(shù)，單位為Pa · s;
[0040] A。為翅片的橫截面的流通面積，單位為m2;
[0041] Aa為氣體的導(dǎo)熱系數(shù)，單位為w/(m · k);
[0042] Aeff為翅片有效換熱面積，單位為m2;
[0043] Pra為氣體的普朗特?cái)?shù)；
[0044] cP為氣體的比熱容，單位為J/(kg · °C);
[0045] m為氣體的質(zhì)量流量，kg/s;
[0046] 為第一溫度傳感器所測(cè)得的溫度的平均值，單位為°〇；
[0047] tin為第二溫度傳感器所測(cè)得的溫度值，單位為°〇；
[0048] tQUt為第三溫度傳感器所測(cè)得的溫度值，單位為°〇；
[0049] 導(dǎo)熱板的厚度，單位為m;
[0050] λ?為導(dǎo)熱板的導(dǎo)熱系數(shù)，單位為w/(m · k);
[0051 ] Aoj為導(dǎo)熱板的換熱面積，單位為m2 [0052] Sal為金屬板的厚度，單位為m;
[0053] Aal為金屬板的導(dǎo)熱系數(shù)，單位為w/(m · k);
[0054] Aai為金屬板的換熱面積，單位為m2。
[0055] 采用本系統(tǒng)對(duì)翅片進(jìn)行測(cè)試時(shí)，先采用流體供給裝置向翅片安裝座內(nèi)注入溫度恒 定且流速恒定的流體，同時(shí)采用加熱裝置對(duì)翅片安裝座相對(duì)的兩板面進(jìn)行恒功率加熱。待 各個(gè)傳感器的所測(cè)量的數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，測(cè)量第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第三溫度傳感 器和流量計(jì)所測(cè)得的讀數(shù)，翅片本身的結(jié)構(gòu)參數(shù)、翅片安裝座的結(jié)構(gòu)參數(shù)以及流體的特性 參數(shù)結(jié)合這些數(shù)據(jù)可計(jì)算出用來(lái)表示流體流過該翅片的傳熱特性的努謝特?cái)?shù)(或傳熱因 子)。
【附圖說明】
[0056] 在下文中將基于實(shí)施例并參考附圖來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。其中：
[0057]圖1為本發(fā)明的實(shí)施例1中的用于測(cè)試換熱器的翅片的傳熱性能的系統(tǒng)的主視示 意圖；
[0058] 圖2為圖1中的系統(tǒng)的俯視不意圖；
[0059] 圖3為圖1中的翅片安裝座的側(cè)視全剖示意圖；
[0060] 圖4為圖3中的翅片安裝座的俯視全剖示意圖；
[0061] 圖5為圖1中的加熱裝置的主視示意圖；
[0062] 圖6為圖5中的加熱裝置的俯視示意圖；
[0063]圖7為圖5中的鎖扣的全剖示意圖；
[0064] 圖8為圖1中的圓方變形管的側(cè)視示意圖；
[0065] 圖9為圖1中的收縮管的主視局部剖視示意圖；
[0066] 圖10為圖1中的收縮管的俯視局部剖視示意圖；
[0067] 圖11為本發(fā)明的實(shí)施例2中的用于測(cè)試換熱器的翅片的傳熱性能的系統(tǒng)的俯視示 意圖；
[0068] 圖12為圖11中的圓扁變形管的主視局部剖視示意圖；
[0069] 圖13為圖12中的圓扁變形管的俯視局部剖視示意圖；
[0070] 圖14為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的加熱裝置的主視示意圖；
[0071] 在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記。附圖并未按照實(shí)際的比例繪制。
【具體實(shí)施方式】
[0072] 下面將結(jié)合