本发明专利技术公开了一种模拟风沙冲击的工程机械用散热器风洞及其使用方法，包括一个风筒，风筒包括依次连接的空气进口段、正面吹风段、侧面和底面吹风段、沙漏控制段、散热器模块、稳定测速段、风速测量装置。采用三台不同直径、叶片数量和叶片夹角的吹风风扇产生组合气流，根据统计分析实际风速变化规律，采用伪蒙特卡罗方法仿真控制风扇变频电机的频率，模拟野外大风流动情况。不同直径的砂石存储在沙漏中，通过丝杠调整沙漏底部漏沙的面积，控制漏沙数量，沙漏中部的滤网，可筛除尺寸较大的砂石。通过三台风扇产生的气流卷起滤网滤下的砂石，冲击到散热器模块上，判断散热器模块是否达到抵抗风沙的强度，实现模拟风沙冲击的工程机械用散热器的过程。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种实验装置，尤其涉及。
技术介绍
工程机械具有工作全负荷、环境温度高、振动冲击大、连续工作时间长的特点，设计散热器模块一般考虑解决热负荷问题。然而，在戈壁、沙漠中工作的工程机械，非常容易受到大风卷起的粉尘和风沙冲击发动机舱的情况，高速的沙粒会将散热器的翅片打坏并堵塞其流动，从而影响散热器模块的正常使用。因此对工程机械的热管理系统，不仅要考虑热负荷情况，对散热器模块的高强度、抗泥尘性也有较高要求。当散热器翅片的厚度较厚时，有较高的强度，但有质量重、成本高的缺点，而翅片厚度太薄时，又无法抵御风沙造成的翅片变形及损坏。如果有这样的实验设备能实际模拟戈壁、沙漠上，大风吹卷砂石冲击散热器模块的情况，能够检测其耐受强度，并确定散热器的厚度，将具有较大的实用价值。目前汽车散热器风洞主要检测散热器的换热和流动阻力情况，不具有模拟散热器模块受风沙冲击的功能。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决上述问题，提供，该装置可以模拟野外环境中不同风速卷起砂石吹击散热器模块的情况，判断工程机械用散热器翅片的厚度是否满足强度要求。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案:一种模拟风沙冲击的工程机械用散热器风洞，包括一个风筒，所述风筒包括依次连接的空气进口段、正面吹风段、侧面和底面吹风段、沙漏控制段、散热器模块、稳定测速段、风速测量装置；所述正面吹风段内设有正面吹风风扇，所述正面吹风风扇安装在正面吹风风扇的变频电机上；所述侧面和底面吹风段的侧面设有侧向风筒，所述侧面和底面吹风段的底面设有底面风筒，所述侧向风筒内设有侧面吹风风扇，所述侧面吹风风扇安装在侧面吹风风扇的变频电机上，所述底面风筒内设有底面吹风风扇，所述底面吹风风扇安装在底面吹风风扇的变频电机上；所述沙漏控制段正上方设有沙漏。所述沙漏上方设有滤网，所述沙漏下方设有横向丝杠。所述正面吹风风扇包括7个不等距的叶片组成，按顺时针每个叶片的中心线的角度分别为:43°、47°、53°、49°、57°、59°。底面吹风风扇的直径为正面吹风风扇直径的1/3，由5个不等距的叶片组成，按顺时针每个叶片的中心线的角度分别为:71°、67°、73°、77°、72°。侧面吹风风扇的直径为正面吹风风扇直径的1/2，由5个不等距的叶片组成，按顺时针每个叶片的中心线的角度分别为:79°、71°、70°、67°、73°。经有限元模态分析发现，不同叶片和角度的吹风风扇组合中，上述风扇组合产生的共振最少。所述沙漏用于存储砂石，所述沙漏下方的丝杠用于调整沙漏底部漏沙的面积，以达到控制漏沙量的作用。所述滤网用于筛除尺寸较大的砂石，根据不同需要，滤网的过滤精度为0.8mm-1.5mm,滤网的材质为不锈钢合金。所述的散热器模块包括水散热器、增压中冷器、油散热器及它们的组合，水散热器、增压中冷器、油散热器的结构型式为不开窗管带式、波纹带式、锯齿形、梯形带和管片式，材料为铜合金及铝合金。所述模拟风沙冲击的工程机械用散热器风洞的具体使用方法为:搜集野外风速流动变化，统计出分布规律，然后通过变频电机控制风扇的转动速度，使风扇转动卷吸起的气流组合后，使组合的气流流动变化和实际气流类似实现模拟风沙冲击的目的；所述风扇的转动速度的具体控制方法为:根据野外环境中气流的流动规律，采用伪蒙特卡罗方法模拟调整风扇转速变化情况，正面吹风风扇转速nl符合韦伯分布规律，变化一次持续10秒钟:nl = 2000 (-1nri)0'42底面吹风风扇转速n2符合韦伯分布规律，变化一次持续10秒钟:n2 = 1800 (-1nri)0.37侧面吹风风扇转速 n3符合韦伯分布规律，变化一次持续10秒钟: n3 = 1600 (Inri)0'45其中Ti为伪随机数，采用素数模乘同余法模拟: Xi = 16897 Xh (mod (232_1))T1 = Xi/(232-l)上式mod ()代表取余的意思，Xi为自然数，其中Xtl = 3319 ；i随变化次数自然增力口，i为大于0的自然数。所述风速测量装置，采用毕托管在试验段后的稳定测速段的圆管截面上按等环面积布置的六个测点进行测量，得到三种风扇的配合的气流的风速。本专利技术采用三台吹风风扇模拟大风吹砂石的过程，所述正面吹风风扇、侧面吹风风扇和地面吹风风扇的直径和角度不同可以减少吹风过程引起的共振现象。根据采集和统计分析出的野外实际风速变化规律，采用蒙特卡罗方法构造韦伯分布的伪随机数，调整变频电机的频率，从而控制风扇的转动速度，然后用毕托管测量和记录通过风洞的风速。不同直径的砂石存储在沙漏中，采用丝杠，通过丝杠把转动变成移动，用于调整沙漏底部漏沙的面积，以达到控制漏沙量的作用，沙漏的中部是一材质为不锈钢合金的滤网，过滤精度为0.8mm-1.5mm,用于筛除尺寸较大的砂石。通过三台风扇的气流卷起滤网滤下的砂石,冲击到散热器模块上，判断散热器模块是否达到抵抗风沙的强度。实现模拟风沙冲击的工程机械用散热器的过程。本专利技术专利的有益效果是:(I)采用三台不同直径，不同叶片角度和不同位置的风扇，基于蒙特卡罗方法控制风扇转速，产生气流模拟实际大气中气流的运动；(2)采用沙漏及控制漏沙量的装置模拟大风卷吸风沙的数量；(3)采用滤网滤除大直径的砂石，使卷吸风沙的直径的分布与实际沙漠和戈壁的风沙直径类似，整体上模拟实际工程机械在沙漠和戈壁作业时，风沙冲击散热器模块的情况，实现模拟风沙冲击的工程机械用散热器的过程，可以减少实车实验的情况，极大缩短了新产品设计周期，并提高了产品的强度和使用耐久性。附图说明图1 (a)是本专利技术的正视图；图1 (b)是本专利技术的俯视图；图1 (C)是本专利技术的侧视图；图2是正面吹风风扇的具体结构与叶片布置方式；图3是侧面吹风风扇的具体结构与叶片布置方式；图4是底面吹风风扇的具体结构与叶片布置方式；图5是沙漏及控制漏沙量的装置的具体结构；其中，1.空气进口段，2.正面吹风风扇的变频电机，3.正面吹风风扇，4.侧面吹风风扇，5.侧面吹风风扇的变频电机，6.侧向风筒，7.底面吹风风扇的变频电机，8.底面吹风风扇，9.底面风筒，10.沙漏，11.散热器模块，12.稳定测速段，13.风速测量装置，14.滤网，15.丝杠。具体实施例方式下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。如图1 (a)-图1 (C)所示，一种模拟风沙冲击的工程机械用散热器风洞，包括一个风筒，所述风筒包括依次连接的空气进口段1、正面吹风段、侧面和底面吹风段、沙漏控制段、散热器模块11、稳定测速段12、风速测量装置13 ;所述正面吹风段内设有正面吹风风扇3，所述正面吹风风扇3安装在正面吹风风扇的变频电机2上；所述侧面和底面吹风段的侧面设有侧向风筒6，所述侧面和底面吹风段的底面设有底面风筒9，所述侧向风筒6内设有侧面吹风风扇4，所述侧面吹风风扇4安装在侧面吹风风扇的变频电机5上，所述底面风筒9内设有底面吹风风扇8，所述底面吹风风扇8安装在底面吹风风扇的变频电机7上；所述沙漏控制段正上方设有沙漏10。所述沙漏10上方设有滤网14，所述沙漏10下方设有横向丝杠15。所述正面吹风风扇3包括7个不等距的叶片组成，按顺时针每个叶片的中心线的角度分别为:43°、47°、53°、49°、57°、59°。底面吹风风扇8的直径为正面本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种模拟风沙冲击的工程机械用散热器风洞，其特征是，包括一个风筒，所述风筒包括依次连接的空气进口段、正面吹风段、侧面和底面吹风段、沙漏控制段、散热器模块、稳定测速段、风速测量装置；所述正面吹风段内设有正面吹风风扇，所述正面吹风风扇安装在正面吹风风扇的变频电机上；所述侧面和底面吹风段的侧面设有侧向风筒，所述侧面和底面吹风段的底面设有底面风筒，所述侧向风筒内设有侧面吹风风扇，所述侧面吹风风扇安装在侧面吹风风扇的变频电机上，所述底面风筒内设有底面吹风风扇，所述底面吹风风扇安装在底面吹风风扇的变频电机上；所述沙漏控制段正上方设有沙漏。
【技术特征摘要】
1.一种模拟风沙冲击的工程机械用散热器风洞，其特征是，包括一个风筒，所述风筒包括依次连接的空气进口段、正面吹风段、侧面和底面吹风段、沙漏控制段、散热器模块、稳定测速段、风速测量装置；所述正面吹风段内设有正面吹风风扇，所述正面吹风风扇安装在正面吹风风扇的变频电机上；所述侧面和底面吹风段的侧面设有侧向风筒，所述侧面和底面吹风段的底面设有底面风筒，所述侧向风筒内设有侧面吹风风扇，所述侧面吹风风扇安装在侧面吹风风扇的变频电机上，所述底面风筒内设有底面吹风风扇，所述底面吹风风扇安装在底面吹风风扇的变频电机上；所述沙漏控制段正上方设有沙漏。2.如权利要求1所述的一种模拟风沙冲击的工程机械用散热器风洞，其特征是，所述沙漏上方设有滤网，所述沙漏下方设有横向丝杠。3.如权利要求1所述的一种模拟风沙冲击的工程机械用散热器风洞，其特征是，所述正面吹风风扇包括7个不等距的叶片组成，按顺时针每个叶片的中心线的角度分别为:43。 、47。 、53。 、49。 、57。 、59。。4.如权利要求1所述的一种模拟风沙冲击的工程机械用散热器风洞，其特征是，所述底面吹风风扇的直径为正面吹风风扇直径的1/3，由5个不等距的叶片组成，按顺时针每个叶片的中心线的角度分别为:71°、67°、73°、77°、72°。5.如权利要求1所述的一种模拟风沙冲击的工程机械用散热器风洞，其特征是，所述侧面吹风风扇的直径为正面吹风风扇直径的1/2，由5个不等距的叶片组成，按顺时针每个叶片的中心线的角度分别为:79°、71°、70°、67°、73°。6.如权利要求1所述的一种模拟风沙冲击的工程机械用散热器风洞，其特征是，根据不同需要，所述滤网的过滤精度为0.8mm-1....
【专利技术属性】
技术研发人员：闫伟，廖希亮，白书战，彭玮，刘振，李孟涵，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
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