一种可模拟多相流进风环境的散热器性能风洞试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可模拟多相流进风环境的散热器性能风洞试验装置，属于散热器性能试验装置技术领域。本发明专利技术提出的试验装置包括砂尘发生装置，淋雨发生装置，上游段，散热器，热侧循环系统，下游段，分离回收段，引风机，测量控制器。本发明专利技术可进行不同砂尘浓度、不同砂粒温度的砂尘环境散热器性能风洞试验，不同淋雨量、不同雨滴温度的淋雨环境散热器性能风洞试验，砂尘淋雨复合环境散热器性能风洞试验，同时也能进行常规自然环境散热器性能风洞试验，适用性广；试验条件的参数范围大，拓宽了试验功能；可实现砂粒、水的回收利用，经济性高；排风干净，可行性高；结构紧凑，节约了占地面积。

【技术实现步骤摘要】
一种可模拟多相流进风环境的散热器性能风洞试验装置
本专利技术属于散热器性能试验装置
，具体涉及一种可模拟多相流进风环境的散热器性能风洞试验装置。
技术介绍
对于可移动式军用装备及特种装备，其冷却系统在极限环境条件下高效、可靠、稳定地工作，可保证整机的高机动性及高可靠性，具有重要意义。基于相关装备冷却系统的设计研究与部件选型，关于极限环境，其一般意义上包括：诸如45℃～50℃环境温度的高温环境、4000m～4500m海拔高度的高原环境、3g/m3～6g/m3砂尘浓度的砂尘环境、17.5mm/24h～20mm/24h雨强的淋雨环境等单一极限环境；以及由两种、两种以上单一极限环境叠加而成的复合极限环境。冷却系统的设计研究与部件选型依赖于散热器的相关性能，而目前散热器传热性能及阻力性能的主要获取方式为散热器性能风洞试验。对于常规自然环境、高温环境及高原环境下散热器传热性能、阻力性能地获取，目前已有相关风洞试验技术及装置可以实现。而砂尘环境、淋雨环境、砂尘淋雨复合环境等多相流进风环境下散热器传热性能、阻力性能的试验测试技术及装置却鲜有所闻。目前已有的砂尘环境散热器风洞试验装置主要用于散热器强度的考核，没有涉及散热器的传热、阻力性能试验，且其风道一般为水平开式结构，试验流道内砂粒很难均匀分布，且砂粒易堆积于风道底部从而导致流场变化，而高含砂量的排风亦导致该类装置不便于室内应用；其他用途的砂尘环境风洞基本上均为水平布置风道，长时间使用同样会导致风道砂粒的堆积，即使考虑了砂粒回收，其效果不佳且不易实现，敞开式结构亦不便于室内应用。目前已有的淋雨环境风洞试验装置主要用于实现大空间环境淋雨工况，而关于淋雨环境散热器性能风洞试验装置目前还没有相关技术来实现。而关于砂尘淋雨复合环境散热器性能风洞试验装置，目前亦缺少相关技术来实现。
技术实现思路
针对缺少相关可模拟砂尘环境、淋雨环境、砂尘淋雨复合环境等多相流进风环境的散热器性能风洞试验技术及装置的情况，本专利技术提出一种可模拟多相流进风环境的散热器性能风洞试验装置：可进行不同砂尘浓度、不同砂粒温度的砂尘环境散热器性能风洞试验，不同淋雨量、不同雨滴温度的淋雨环境散热器性能风洞试验，砂尘淋雨复合环境散热器性能风洞试验；同时也可进行常规自然环境散热器性能风洞试验。按照本专利技术，提出一种可模拟多相流进风环境的散热器性能风洞试验装置，包括砂尘发生装置，淋雨发生装置，上游段，散热器，热侧循环系统，下游段，分离回收段，引风机，测量控制器；其中：所述砂尘发生装置与所述淋雨发生装置均设置于所述上游段上方，且所述淋雨发生装置的位置高度高于所述砂尘发生装置；所述上游段，所述散热器，所述下游段，所述分离回收段，所述引风机顺次布置连接；所述热侧循环系统与所述散热器的热侧进、出口连接；所述测量控制器与所述砂尘发生装置、所述淋雨发生装置、所述上游段、所述热侧循环系统、所述下游段、所述分离回收段、所述引风机均通过信号线连接。所述砂尘发生装置包括储砂箱、第一电加热棒、搅拌棒、第一温度传感器、第一电控开关、电控流量阀、给料机、脉动送风机，其中所述第一电加热棒、所述搅拌棒、所述第一温度传感器设置于所述储砂箱内，所述第一温度传感器与所述测量控制器测量连接，所述第一电加热棒的供电回路串接有所述第一电控开关，所述第一电控开关与所述测量控制器控制连接，所述储砂箱的出口与所述电控流量阀连接，所述电控流量阀与所述测量控制器控制连接，所述给料机设置于所述电控流量阀的下方，所述给料机与所述测量控制器控制连接，所述脉动送风机设置于所述给料机出料口的下方；所述储砂箱用于承接和存储砂粒；所述第一电加热棒用于输出热流以提升砂粒的温度；所述搅拌棒用于对所述储砂箱内的砂粒进行搅拌掺混，使砂粒均匀受热；所述第一温度传感器用于监测所述储砂箱内砂粒的温度；所述第一电控开关用于控制所述第一电加热棒输出热流的通断，进而控制砂粒温度；所述电控流量阀用于控制通过其阀芯的砂粒的质量流量，进而控制砂尘浓度；所述给料机用于将砂粒摊铺均匀，同时实现砂粒的进给输送；所述脉动送风机用于吹散砂粒形成砂尘送风环境，脉动的风速保证了砂粒在三维空间均匀分布。所述淋雨发生装置包括造雨箱、液位传感器、第二温度传感器、溢流管、电控马达、牵引线、溢流箱、回水管、给水管、给水泵、储水箱、第二电加热棒、第三温度传感器、第二电控开关、补水管、排气阀，其中所述液位传感器、所述第二温度传感器设置于所述造雨箱内，所述液位传感器、所述第二温度传感器与所述测量控制器测量连接，所述溢流管的进口与所述造雨箱连接，所述溢流管的出口与所述牵引线的一端固连，所述电控马达的输出轴与所述牵引线的另一端固连，所述电控马达与所述测量控制器控制连接，所述溢流箱设置于所述溢流管出口的下方，所述溢流箱与所述储水箱通过所述回水管连接，所述溢流箱的位置高度高于所述储水箱，所述造雨箱与所述储水箱通过串接有所述给水泵的所述给水管连接，所述第二电加热棒、所述第三温度传感器设置于所述储水箱内，所述第三温度传感器与所述测量控制器测量连接，所述第二电加热棒的供电回路串接有所述第二电控开关，所述第二电控开关与所述测量控制器控制连接，所述储水箱上部设置有所述补水管和所述排气阀；所述造雨箱用于产生并滴落2mm～5mm当量直径的雨滴；所述液位传感器用于监测所述造雨箱内的水位；所述第二温度传感器用于监测所述造雨箱内的水温；所述溢流管用于限制所述造雨箱内溢流水位高度，进而控制淋雨量；所述电控马达通过正反转以带动所述牵引线收放实现所述溢流管出口高度的变化；所述牵引线用于传递所述电控马达提供的拉力；所述溢流箱用于承接从所述溢流管出口排出的溢流水；所述回水管用于引导所述溢流箱内的水传输至所述储水箱内；所述给水管用于引导所述储水箱内的水传输至所述造雨箱内；所述给水泵用于提供驱动所述给水管内水传输所需的压头；所述储水箱用于承接和存储用于产生雨滴的水；所述第二电加热棒用于输出热流以提升水温；所述第三温度传感器用于监测所述储水箱内的水温；所述第二电控开关用于控制所述第二电加热棒输出热流的通断，进而控制雨滴温度；所述补水管用于向所述储水箱补充试验所消耗的水；所述排气阀用于释放所述储水箱内过高的气压。所述上游段包括喇叭口、第一整流栅、竖直风道、第四温度传感器保护屏、第四温度传感器、第一观察窗、第一压力传感器，其中所述喇叭口、所述第一整流栅、所述竖直风道自上而下顺次布置连接，所述竖直风道内部沿气流流动方向依次设置有所述第四温度传感器保护屏、所述第四温度传感器、所述第一观察窗、所述第一压力传感器，所述第四温度传感器、所述第一压力传感器与所述测量控制器测量连接；所述第四温度传感器保护屏用于对所述第四温度传感器屏蔽气流中所含的离散相颗粒，确保所述第四温度传感器测量的准确性。所述热侧循环系统与所述测量控制器测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可模拟多相流进风环境的散热器性能风洞试验装置，其特征在于，包括砂尘发生装置，淋雨发生装置，上游段，散热器，热侧循环系统，下游段，分离回收段，引风机，测量控制器；其中：/n所述砂尘发生装置与所述淋雨发生装置均设置于所述上游段上方，且所述淋雨发生装置的位置高度高于所述砂尘发生装置；/n所述上游段，所述散热器，所述下游段，所述分离回收段，所述引风机顺次布置连接；/n所述热侧循环系统与所述散热器的热侧进、出口连接；/n所述测量控制器与所述砂尘发生装置、所述淋雨发生装置、所述上游段、所述热侧循环系统、所述下游段、所述分离回收段、所述引风机均通过信号线连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种可模拟多相流进风环境的散热器性能风洞试验装置，其特征在于，包括砂尘发生装置，淋雨发生装置，上游段，散热器，热侧循环系统，下游段，分离回收段，引风机，测量控制器；其中：
所述砂尘发生装置与所述淋雨发生装置均设置于所述上游段上方，且所述淋雨发生装置的位置高度高于所述砂尘发生装置；
所述上游段，所述散热器，所述下游段，所述分离回收段，所述引风机顺次布置连接；
所述热侧循环系统与所述散热器的热侧进、出口连接；
所述测量控制器与所述砂尘发生装置、所述淋雨发生装置、所述上游段、所述热侧循环系统、所述下游段、所述分离回收段、所述引风机均通过信号线连接。


2.根据权利要求1所述的一种可模拟多相流进风环境的散热器性能风洞试验装置，其特征在于，所述砂尘发生装置包括储砂箱、第一电加热棒、搅拌棒、第一温度传感器、第一电控开关、电控流量阀、给料机、脉动送风机，其中所述第一电加热棒、所述搅拌棒、所述第一温度传感器设置于所述储砂箱内，所述第一温度传感器与所述测量控制器测量连接，所述第一电加热棒的供电回路串接有所述第一电控开关，所述第一电控开关与所述测量控制器控制连接，所述储砂箱的出口与所述电控流量阀连接，所述电控流量阀与所述测量控制器控制连接，所述给料机设置于所述电控流量阀的下方，所述给料机与所述测量控制器控制连接，所述脉动送风机设置于所述给料机出料口的下方；
所述储砂箱用于承接和存储砂粒；
所述第一电加热棒用于输出热流以提升砂粒的温度；
所述搅拌棒用于对所述储砂箱内的砂粒进行搅拌掺混，使砂粒均匀受热；
所述第一温度传感器用于监测所述储砂箱内砂粒的温度；
所述第一电控开关用于控制所述第一电加热棒输出热流的通断，进而控制砂粒温度；
所述电控流量阀用于控制通过其阀芯的砂粒的质量流量，进而控制砂尘浓度；
所述给料机用于将砂粒摊铺均匀，同时实现砂粒的进给输送；
所述脉动送风机用于吹散砂粒形成砂尘送风环境，脉动的风速保证了砂粒在三维空间均匀分布。


3.根据权利要求1所述的一种可模拟多相流进风环境的散热器性能风洞试验装置，其特征在于，所述淋雨发生装置包括造雨箱、液位传感器、第二温度传感器、溢流管、电控马达、牵引线、溢流箱、回水管、给水管、给水泵、储水箱、第二电加热棒、第三温度传感器、第二电控开关、补水管、排气阀，其中所述液位传感器、所述第二温度传感器设置于所述造雨箱内，所述液位传感器、所述第二温度传感器与所述测量控制器测量连接，所述溢流管的进口与所述造雨箱连接，所述溢流管的出口与所述牵引线的一端固连，所述电控马达的输出轴与所述牵引线的另一端固连，所述电控马达与所述测量控制器控制连接，所述溢流箱设置于所述溢流管出口的下方，所述溢流箱与所述储水箱通过所述回水管连接，所述溢流箱的位置高度高于所述储水箱，所述造雨箱与所述储水箱通过串接有所述给水泵的所述给水管连接，所述第二电加热棒、所述第三温度传感器设置于所述储水箱内，所述第三温度传感器与所述测量控制器测量连接，所述第二电加热棒的供电回路串接有所述第二电控开关，所述第二电控开关与所述测量控制器控制连接，所述储水箱上部设置有所述补水管和所述排气阀；
所述造雨箱用于产生并滴落2mm～5mm当量直径的雨滴；
所述液位传感器用于监测所述造雨箱内的水位；
所述第二温度传感器用于监测所述造雨箱内的水温；
所述溢流管用于限制所述造雨箱内溢流水位高度，进而控制淋雨量；
所述电控马达通过正反转以带动所述牵引线收放实现所述溢流管出口高度的变化；
所述牵引线用于传递所述电控马达提供的拉力；
所述溢流箱用于承接从所述溢流管出口排出的溢流水；
所述回水管用于引导所述溢流箱内的水传输至所述储水箱内；
所述给水管用于引导所述储水箱内的水传输至所述造雨箱内；
所述给水泵用于提供驱动所述给水管内水传输所需的压头；
所述储水箱用于承接和存储用于产生雨滴的水；
所述第二电加热棒用于输出热流以提升水温；
所述第三温度传感器用于监测所述储水箱内的水温；
所述第二电控开关用于控制所述第二电加热棒输出热流的通断，进而控制雨滴温度；
所述补水管用于向所述储水箱补充试验所消耗的水；
所述排气阀用于释放所述储水箱内过高的气压。


4.根据权利要求1所述的一种可模拟多相流进风环境的散热器性能风洞试验装置，其特征在于，所述上游段包括喇叭口、第一整流栅、竖直风道、第四温度传感器保护屏、第四温度传感器、第一观察窗、第一压力传感器，其中所述喇叭口、所述第一整流栅、所述竖直风道自上而下顺次布置连接，所述竖直风道内部沿气流流动方向依次设置有所述第四温度传感器保护屏、所述第四温度传感器、所述第一观察窗、所述第一压力传感器，所述第四温度传感器、所述第一压力传感器与所述测量控制器测量连接；
所述第四温度传感器保护屏用于对所述第四温度传感器屏蔽气流中所含的离散相颗粒，确保所述第四温度传感器测量的准确性。


5.根据权利要求1所述的一种可模拟多相流进风环境的散热器性能风洞试验装置，其特征在于，所述热侧循环系统与所述测量控制器测量连接、控制连接。


6.根据权利要求1所述的一种可模拟多相流进风环境的散热器性能风洞试验装置，其特征在于，所述下游段包括折弯倾斜风道、第二压力传感器、颗粒物浓度传感器、混合器、第五温度传感器保护屏、第五温度传感器，其中所述折弯倾斜风道内部沿气流流动方向依次设置有所述第二压力传感器、所述颗粒物浓度传感器、所述混合器、所述第五温度传感器保护屏、所述第五温度传感器，所述第二压力传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗龙，王义春，李森，丁扬，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11