散热器性能风洞试验台

1、11系统介绍第一部分热风机的风本散热器性能风洞试验台适应于汽车、拖拉机、 工程机械发动机的散热器、 机盘管的散热性能试验。一、试验项目：1、散热性能试验2、空气阻力试验（简称风阻试验）3、水流阻力试验（简称水阻试验）二、散热器风筒试验计算机测控系统组成：1、风洞试验的筒体2、风机变频调速系统3、循环水温度控制4、工业计算机测控系统5、电气及配电三、主要性能指标（讨论参考）：1、风机风速：3.015.0 米 /秒（变频调速，PID 控制）2、循环水流量：0.215 米 3/小时（变频调速，PID 控制）3、循环水温度：5095（ PID 控制）4、温度测量精度：±0.05 5、压力测量

2、精度：±0.1pa6、热平衡误差（平均值）：±3.5%7、试验散热器最大正面尺寸：800X 8008、试验散热器最小正面尺寸：200X 2009、环境温度：53510、计算机测控系统环境温度：1530四、功能及特点：1、选用普通风机，风机变频驱动，无级调速，节能显著；2、循环水泵变频驱动，适应不同规格型号的试件；3、气、水测量采用模块化结构，同步测量，无时间滞后；4、进、出风温度采集方式：建立温度场；5、同步测量的一次数据有： 进水温度 出水温度 循环水的流量 进风温度 出风温度 风量（风速） 水阻 风阻6、计算整理描绘散热器散热性能的特征数据，存库和试验报告；五、术语定义

3、1、水温差 tw：进入散热器的水的进水温度（tw1）和出水温度的差（tw2 ）。Atw= tw1- tw2 ,用度（）表示。2、气温差Ata：进入风筒的风的进口温度（tai ）和出口平均温度的差 （tw2m）。Ata= tai -ta2m,用度（C）表示。3、水侧散热量 Qw在试验状态下散热器水侧放出的热量。Qw=GW CpW< （twi - tw2）/860 （Kw）4、风侧吸热量 Qa：在试验状态下风侧带出的热量。Qa=GaX Cpax （ta2m - ta1）/860 （Kw）5、空气重度ra ：进入风筒的空气的单位重量。ra= （0.464 XB） /（273+ta1）。用单位体

4、积的重量（kg/m3）表示。6、质量风速raxva:散热器前面的风速和空气单位体积的重量的乘积。用每秒钟的单位的重量（kg/m2s） 表示。7、水流量Gw:单位时间通过散热器的水流量，用每小时的重量（ kg/h ）表示。8、液气总温差 twa:进入散热器的水的进水温度（ twi）和进风温度的差（tai ）。4tw a=twi-tai ，用度（）表示。9、液气平均温差/At:进入散热器的水的进水、出水温度平均值与进入风筒的风的进口、出口平均温度的差。/ t= （ twi+tw2-tai- ta2m ） /2 。用度（）表示。i0、热平衡误差：是衡量风筒试验系统、试验方法、试件安装连接、试件性能的

5、综合性能指标。用度(%表不。11、标准散热器 Qn换算成液气总温差 tw a=60C的水侧散热量。Qn=(QW< 60)/( tw1 -tai) 。 Kw ( Kw=860 Kcal/h )六、风筒试验的筒体设计及材料选择风筒按照JB2293-78(汽车、拖拉机风筒试验方法 )标准，参考国外标准设计。风筒筒体总长度风筒收敛段直径风筒轴线距地面风筒进风口形状按1138012180 毫米;5101300JB2293-78标准要求,毫米；毫米；r2=a2cos2 0的双纽线轨迹；其中 0 =022.5° ; a=0.8D; L=(0.70.8)D ;取 D=600mm,L=430mm

6、风筒筒体由2.0毫米的不锈钢板焊接加工而成；风筒筒体分移动段、固定段两部分；移动段包括：进风口、收敛段、前测量段、圆 -方过渡段;进风口长度：430毫米；收敛段长度：1600毫米；前测量长度：150毫米；圆-方过渡段长度：最长1600毫米，最短1200毫米;移动段总长度： 3380 3780 毫米；固定段包括：方-圆过渡段、后测量段、后平直段、扩压段、稳压段、挠性段;方-圆过渡段长度：最长 1600毫米，最短1200毫米；后测量段长度：150毫米；后平直段长度：1000毫米；扩压段长度：4000毫米；稳压段长度：800毫米；挠性段长度：约 850毫米；固定段总长度：8000 8400 毫米;移

7、动段设有防护网;扩压段设有整流网及整流格；七、风机变频调速系统设计及设备1、组成：选用离心锅炉风机 G4-73-10D,额定转速1450转/分，送风量3.26.0万米3/小时，配套电机 Y250M-4, 55KW 选用日本富士公司变频调速器； 在移动段的前测量段的截面上安装4个内径1.5毫米的测压孔，测压孔高度 100毫米，圆形管将测压孔连接，一侧封闭，另一侧接风阻变送器； 在移动段的前测量段的截面上安装1只温度传感器； 在固定段的后测量段的截面上安装温度场温度传感器； 在移动段的前测量段安装1只风速变送器；2、性能特点： 变频器直接拖动风机，调节变频器的频率，改变风机转速，风量跟随变化，达到

8、风速调节的目的； 变频器做动力源，启动平稳，提高了功率因数，有效地改善了风机的运行状态，节能效果显著；。事只鸡 112cos2min 风速调节控制有二种工作方式：自动方式：按给定风速（风量）自动调节；手动方式：直接调整风机转速； 风阻变送器测量出空气阻力 Pa （风阻）； 风速变送器测量风筒中心风速Vc,计算平均风速 Va,设给定风速 Vg,风差 V=Va-Vg ,作用于风机变频器控制单元，自动跟踪调节风机；一 1pm控制一变频器，一 风机.I_-I 风速变送器. 风速调节流程框图一 移动段采用1只温度传感器。出风温测量场温度传感器组成固定段风温测量场，高精密温度采集器能精确测出筒内进风温度t

9、ai平均出风温度ta2m,风温差4ta= ta2m -tai的采集、数字滤波、线性化处理； 温度场传感器筒内布置直径为475毫米的圆环，焊接5条等间距的水平安装支架，按图示安装温度传感器；焊接2条垂直支架；圆环安装在固定架上（筒体内部）。3、测控思想：（1）风速调节自动调节操作者由键盘录入试验风速值（给定风速），计算机通过D/A卡输出电流信号（420mA送给变频器给定信号输入端；计算机采集风速变送器的信号，存库并通过D/A卡输出电流信号（420mA送给变频器反馈信号输入端； 合理设置变频器PID 参数，使风机快速跟踪响应，稳定风筒风速（风量）。手动调节操作者由键盘录入试验风速值（给定风速），计

10、算机通过D/A卡输出电流信号（420mA送给变频器；（ 2）风阻测量 风阻测量采用微压高精度差压变送器，经乳胶管分别联接筒体移动段、固定段引出的测压孔；（ 3）风温测量采用高精密温度采集器。PT100钳电阻组成风温测量场；（ 4）风速测量 采用皮托管连接高精密微差压传感器进行测量。八、循环水温度控制设计及设备1、组成： 保温水箱两个，大水箱容积1 米 3，小水箱容积0.25 米 3； 循环水泵选用一体化不锈钢高温管道泵，额定转速1450 转 / 分，送水量15 米 3/ 小时；（管道泵的最大流量应在3032 米 3/h ） 选用日本富士公司变频调速器； 大水箱电加热总功率 150KW（2组X1

11、5KW3加热管、2组X10KW3加热管）；小水箱电加热总功率 30KW（10KW3加热管）； 国产优质三相调功器； 涡轮流量计； 在试件的进水口处，安装1 只温度传感器，测量进水温度； 在试件的出水口处，安装1 只温度传感器，测量出水温度； 在试件进水口、出水口分别安装测压管，安装水阻变送器； 自动给水装置； 保温管道； 过滤器； 排气阀门； 高温阀门；2、性能特点： 变频器直接拖动循环水泵， 流量计测出循环水的流量 Gw设给定流量Gg,流差G=GwGg,作用于水泵变频器控制单元，自动跟踪调节水泵，达到流量调节的目的； 变频器作动力源，启动平稳，提高了功率因数，有效地改善了水泵的运行状态； 流

12、量调节控制有二种工作方式：自动方式：按给定流量自动调节；手动方式：直接调整水泵转速；T 8 r PID控制a_变频修_ L! 流量变送 加热管的控制分五组：大水箱四组，小水箱一组；其中大水箱两组、小水箱一组使用调功器控制，大水箱另外两组手动控制； 水箱自动给水控制；高精密温度采集器完成进水温度tw1、出水温度tw2、和水温差 tw= tw1 -tw2的采集、数字滤波、线性化处理；液气总温差 twa= tw1 - tai , 按标准要求 twa控制在60±5C；循环水温度 PID控制 器的给定量60C,反馈量是 twa,自动调节调功器的模拟量输入值，使循环水温度保持定 值；水阻变送器测

13、量水流阻力 pw （水阻）；上水1循环水系统示意图3、测控思想：（1）流量调节自动调节 操作者由键盘录入试验流量值（给定流量），计算机通过D/A卡输出电流信号（420mA送给变频器给定信号输入端； 计算机采集流量变送器的信号，存库并通过D/A卡输出电流信号（420mA送给变频器反馈信号输入端； 合理设置变频器 PID参数，使水泵快速跟踪响应，稳定循环水的流量。手动调节 操作者由键盘录入试验流量值（给定流量），计算机通过D/A卡输出电流信号（420mA送给变频器；（ 2）水阻测量 水阻测量采用微压高精度差压变送器，经乳胶管（铜管）分别联接试件进水口、出水口引出的测压孔；（ 3）水温测量 采用高精

14、密温度采集器，PT100钳电阻；（ 4）水温控制 大加热水箱安装 4组加热管；小加热水箱安装1组30K忖口热管；试验时停 其中大水箱2组30KWW热管采用交流接触器控制，主要在试验前快速预加热，止。 大水箱另外2组45KWW热管，小水箱1组30K忖口热管使用调功器进行控制。 试件容积较小时，调节循环管路的阀门，可只接入小加热水箱。 测控系统根据进风温度，自动控制循环水温度，使液气温差 twa=60± 3。九、工业计算机测控系统1、组成： 研华工业控制机赛阳CPU， 2.0G 主频 /256M 内存 /40G 硬盘 /17 寸显示器； 进口彩色喷墨打印机； 研华开关量I/O 卡 研华模拟量A/D 卡； 研华模拟量D/A卡； 北京亚控组态王软件平台Kingview6.5 ； 系统平台Windows 2000 ； 数据库； 采集软件；控制软件； 风速二次仪表； 高稳定线性电源； 水泵控制器（自动/手动切换、手动流量调节器）； 风机控制器（自动/手动切换、手动流量调节器）； 加热控制器（自动/手动切换、手动加热调节器）； 操作台。2、性能特点： A/D 卡采集风阻、水阻、风机转速、环境温度、大气压力；高精密水温度采集器、高精密风温度采集器、风速二次仪表； D/A卡标准输出420mA电流信号，调节风机、水泵的转速，