本发明专利技术公开了一种板翅换热器翅片的传热特性的测试方法及测试装置。该装置由加热容器、泵、阀门、流量计、实验样件、用于冷却液体的冷却器、连接管路、液体介质、数据采集仪和计算机构成循环回路；通过实时测试液体介质流过换热器内流量和4个进出口温度，利用高低温两侧表面热阻相等和热阻分离的原理，分离出一侧的传热热阻，并根据结构参数计算出翅片表面传热系数h和流动雷诺数Re；进而得到两者的函数关系，作为换热器设计计算的基础数据；同时，将新翅片所获得函数关系作为基准，用于对比和判断模具磨损和使用寿命以及修复模具的依据，同时用来比较不同结构参数翅片之间的性能差异。本发明专利技术测量参数较少，测量装置简单，且测量精度高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及属于传热学和换热器的
，具体地说是一种板翅换热器翅片的 传热特性的测试方法及测试装置。
技术介绍
板翅换热器因其结构紧凑、传热高效等特点，广泛应用汽车、化工、航天等领域。板 翅换热器是利用两种具有不同进口温度的工作流体，在换热器内部进行流动，实现热量的 传递。其中，对板翅换热器传热性能影响最为关键的参数就是板翅换热器内部的各种翅片 的结构形式。不同结构的形式和结构参数，在不同流体流速下，其传热特性差异非常大。如 何获得更加高效紧凑板翅换热器翅片以及如何定量的获得不同结构参数的翅片的表面传 热系数，这是传热学领域研究重要内容之一，同时这也是不同换热器厂家努力追求的内容。 获得各种翅片表面传热系数，是进行换热器开发过程中，进行性能计算与分析的基础和前 提。目前，尽管不少结构形式的翅片表面传热系数与流动状态的关系式从文献中可以获得； 但是考虑到不同厂家的生产工艺的不同，以及不同研究者的测试方法和精度不同，在应用 这些公式时，受到很大的限制。同时，随着新翅片的不断开发，各个换热器厂家大都在结合 自己的工艺条件，测试不同结构形式的翅片的传热性能与流动状态的关系，以建立对换热 器性能计算分析能力。如何进行测试和分析各种翅片传热性能与其流体的流动状态的关系，是换热器研 究者和换热器厂家设计人员面对重要课题之一。目前，在业界广泛应用的测试方法由以下 几种第一种，是利用威尔逊图解法或修正的威尔逊图解法。其主要的原理是利用两种 流体进行热交换，保持一侧流体流量不变，改变另外一侧流体的流量，并分别测量两侧流体 的流量、进出口温度；再根据热阻分离方法，假定流体流量变化一侧的传热怒赛尔数与雷诺 数的幂指数的函数关系并作为绘图的横坐标，绘制不同流量点与总换热系数对应关系(总 传热系数为纵坐标)，进一步利用最小二乘数法拟合为一次函数，其一次函数直线在纵坐标 轴的截距为固定流体的换热系数。第二种，是利用热阻分离的方法。两种流体在换热器实验样件内进行热交换，通过 对实验样件的特殊设计和加工，使一侧流体的表面换热系数可以通过经典的传热学公式获 得，进而利用热阻分离的原理，获得未知侧的表面传热系数。其中，该方法一般采用一侧流 体可以为光滑规则通道，或者是利用一侧流体发生相变，保持该侧通道表面温度不变。对于上述两种方法，都有很大局限性，尤其是在实际换热器工业生产过程中，存在 很大的局限性，都是用两种工作介质进行热交换，分别测试两种流体的质量流量、进出口温 度等，测试量比较多，并且两侧换热系数不容易分离。具体表现为第一种的威尔逊图解法存在的不足之处，在于需要假定一侧流体雷诺数Re与奴 赛尔数Nu的固定幂指数表达形式，这个往往是不容易获得的；并且为了获得较好的拟合精 度，必须在测试过程中进行很多试验数据点进行测试；而且整个实验测试设备比较复杂，需要两个流量计、6个温度传感器等第二种所采用的热阻分离的方法，其不足之处在于，必须已知一侧流体的表面换 热系数，才能进行热阻的分离方法。这就要求一侧流体的通道必须设计加工成标准通道或 光滑通道，而这在换热器的设计过程中往往是困难的。尤其是对板翅换热器的产品而言。
技术实现思路
本专利技术要解决的是现有求解板翅换热器翅片的表面换热系数两种通用方法存在 的不足之处，旨在提供一种针对板翅换热器翅片表面传热系数快速的分离的方法，以及其 相应的测试装置。为解决上述问题，本专利技术采用以下技术方案一种板翅式换热器翅片表面传热性 能的测试装置，包括加热容器、泵、阀门、流量计、实验样件、用于冷却液体的冷却器、连接管 路、液体介质、数据采集仪和计算机，其特征在于所述的液体介质在加热容器中被加热器装 置加热到设定温度，再依次经过泵、阀门、流量计和试验样件的高温侧，从试验样件的高温 侧流出的高温液体经冷却器进行冷却后，再回到实验样件低温侧，与实验样件内的高温侧 液体进行热交换后，再回到加热容器内，构成一个循环回路；所述实验样件的高温侧和低温 侧的结构相同，两侧的进出口处均设有温度传感器。根据本专利技术，所述的冷却器优选空气冷却器，采用电子风扇冷却，电子风扇的转速 是由测试样件低温侧液体进口温度控制，根据实际测试要求中高温侧和低温侧液体温差， 控制电子风扇的转速。根据本专利技术，所述的液体介质为水或油，优选前者。根据本专利技术，高温和低温两侧液体介质逆向流动。本专利技术还是提供一种板翅式换热器翅片表面传热性能的测试方法，实验样件的高 温侧和低温侧的结构和液体介质的流量相同，其特征在于按以下步骤进行1)计算实验样件总的换热量权利要求1.一种板翅式换热器翅片表面传热性能的测试装置，包括加热容器(1)、泵O)、阀门 (3)、流量计G)、实验样件(5)、用于冷却液体的冷却器(6)、连接管路、液体介质、数据采集 仪和计算机，其特征在于所述的液体介质在加热容器(1)中被加热器装置(8)加热到设定 温度，再依次经过泵O)、阀门(3)、流量计(4)和试验样件(5)的高温侧，从试验样件(5) 的高温侧流出的高温液体经冷却器(6)进行冷却后，再回到实验样件( 低温侧，与实验样 件(5)内的高温侧液体进行热交换后，再回到加热容器(6)内，构成一个循环回路；所述实 验样件(5)的高温侧和低温侧的结构相同，两侧的进出口处均设有温度传感器。2.如权利要求1所述的板翅式换热器翅片表面传热性能的测试装置，其特征在于所述 的冷却器(6)为空气冷却器。3.如权利要求2所述的板翅式换热器翅片表面传热性能的测试装置，其特征在于采用 电子风扇(7)冷却。4.如权利要求3所述的板翅式换热器翅片表面传热性能的测试装置，其特征在于所述 的电子风扇(7)的转速是由测试样件(5)低温侧液体进口温度控制，根据实际测试要求中 高温侧和低温侧液体温差，控制电子风扇的转速。5.如权利要求1所述的板翅式换热器翅片表面传热性能的测试装置，其特征在于所述 的介质为水。6.如权利要求1-5任何一项所述的板翅式换热器翅片表面传热性能的测试装置，其特 征在于高温和低温两侧液体介质逆向流动。7.一种板翅式换热器翅片表面传热性能的测试方法，实验样件(5)的高温侧和低温侧 的结构和液体介质的流量相同，其特征在于按以下步骤进行1)计算实验样件总的换热量Q1 = m*Cp* (、-、)，Q2 = m*Cp* (T1-T2)，当8.如权利要求7所述的板翅式换热器翅片表面传热性能的测试方法，其特征在于高温 和低温两侧液体介质逆向流动。全文摘要本专利技术公开了一种板翅换热器翅片的传热特性的测试方法及测试装置。该装置由加热容器、泵、阀门、流量计、实验样件、用于冷却液体的冷却器、连接管路、液体介质、数据采集仪和计算机构成循环回路；通过实时测试液体介质流过换热器内流量和4个进出口温度，利用高低温两侧表面热阻相等和热阻分离的原理，分离出一侧的传热热阻，并根据结构参数计算出翅片表面传热系数h和流动雷诺数Re；进而得到两者的函数关系，作为换热器设计计算的基础数据；同时，将新翅片所获得函数关系作为基准，用于对比和判断模具磨损和使用寿命以及修复模具的依据，同时用来比较不同结构参数翅片之间的性能差异。本专利技术测量参数较少，测量装置简单，且测量精度高。文档编号G01N25/20GK102135511SQ201010612369公开日2本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种板翅式换热器翅片表面传热性能的测试装置，包括加热容器（１）、泵（２）、阀门（３）、流量计（４）、实验样件（５）、用于冷却液体的冷却器（６）、连接管路、液体介质、数据采集仪和计算机，其特征在于所述的液体介质在加热容器（１）中被加热器装置（８）加热到设定温度，再依次经过泵（２）、阀门（３）、流量计（４）和试验样件（５）的高温侧，从试验样件（５）的高温侧流出的高温液体经冷却器（６）进行冷却后，再回到实验样件（５）低温侧，与实验样件（５）内的高温侧液体进行热交换后，再回到加热容器（６）内，构成一个循环回路；所述实验样件（５）的高温侧和低温侧的结构相同，两侧的进出口处均设有温度传感器。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：董军启，陈一中，刘浩，陈启安，
申请(专利权)人：浙江银轮机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：33
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