專利名稱：板翅式換熱器翅片流動(dòng)特性測(cè)試方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的一種板翅式換熱器翅片流動(dòng)特性測(cè)試方法及裝置，屬于流體力學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
翅片是板翅式換熱器中的基本換熱單元，其質(zhì)量?jī)?yōu)劣直接影響換熱器的流動(dòng)和傳熱性能。目前，板翅式換熱器翅片的質(zhì)量檢驗(yàn)首先采用目測(cè)方式，觀察翅片是否存在毛刺？平整度如何？然后用游標(biāo)卡尺或者螺旋測(cè)微器等簡(jiǎn)單的工具測(cè)量翅高、節(jié)距等參數(shù)，判斷有關(guān)尺寸是否在公差范圍內(nèi)。上述傳統(tǒng)的檢測(cè)方法太過(guò)于依賴專業(yè)人員的經(jīng)驗(yàn)，難以對(duì)翅片質(zhì)量作出準(zhǔn)確的判斷。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種通過(guò)測(cè)試板翅式換熱器翅片的流動(dòng)特性，從而評(píng)價(jià)翅片質(zhì)量的板翅式換熱器翅片流動(dòng)特性測(cè)試方法及裝置。
本發(fā)明的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)完成的，所述的板翅式換熱器翅片流動(dòng)特性測(cè)試方法是利用具有計(jì)算機(jī)控制和計(jì)算功能的翅片流動(dòng)特性測(cè)試裝置，實(shí)時(shí)測(cè)量空氣流過(guò)翅片的壓降、流量和翅片前后的溫度，通過(guò)如下技術(shù)公式(1) 其中Q——空氣流量，m3/s； De——通道的當(dāng)量直徑，m； A——流通面積，m2； γ——運(yùn)動(dòng)粘度，m2/s。
通道的當(dāng)量直徑De為
其中P——節(jié)距，mm； T——翅厚，mm； H——翅高，mm。
流通面積A為 其中N——表示翅片的層數(shù)。
求得流過(guò)翅片的空氣雷諾數(shù)Re； 利用如下公式(2) 其中ΔP——流經(jīng)翅片的空氣壓差，通過(guò)差壓變送器得到； l——換熱器的長(zhǎng)度，m，l＝0.3m； ρ——空氣的密度，kg/m3； De——通道當(dāng)量直徑，m，和上面給出的公式是一樣的； u——通道中空氣的流速，m/s； 求得空氣流經(jīng)翅片時(shí)的阻力系數(shù)f； 然后得出摩擦因子f隨雷諾數(shù)Re變化關(guān)系的翅片流動(dòng)特性曲線，將此曲線與標(biāo)準(zhǔn)的翅片流動(dòng)特性曲線進(jìn)行對(duì)比，從而檢驗(yàn)出翅片的性能和質(zhì)量。
本發(fā)明所述的板翅式換熱器翅片流動(dòng)特性測(cè)試裝置，該裝置由翅片模具總成、變頻器、高壓風(fēng)機(jī)、溫度傳感器、差壓變送器、空氣流量計(jì)、壓力傳感器、高精度數(shù)據(jù)采集與控制板、計(jì)算機(jī)測(cè)控軟件等組成，所述的翅片模具總成由油泵液壓裝置、夾置翅片的夾具與風(fēng)道組成，該翅片模具總成的兩端分別通過(guò)壓力接頭、軟接頭固定在左右兩支架上，在空氣進(jìn)口的連接管路上設(shè)置有溫度傳感器，并最終與高壓風(fēng)機(jī)相連，在空氣出口側(cè)安裝有空氣流量計(jì)、壓力傳感器以及出口溫度傳感器。
所述的高壓風(fēng)機(jī)為一羅茨風(fēng)機(jī)，它的前后分別安裝有進(jìn)氣消音器和出口消音器，并經(jīng)過(guò)一膨脹節(jié)和閘閥用管路與翅片模具總成一側(cè)的進(jìn)口軟接頭相連接。
本發(fā)明利用具有計(jì)算機(jī)控制和計(jì)算功能的翅片流動(dòng)特性測(cè)試裝置，實(shí)時(shí)測(cè)量空氣流過(guò)翅片的壓降、流量和翅片前后的溫度，得出摩擦因子(f)隨雷諾數(shù)(Re)變化關(guān)系的翅片流動(dòng)特性曲線，將此曲線與標(biāo)準(zhǔn)的翅片流動(dòng)特性曲線進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)檢驗(yàn)翅片的質(zhì)量和性能，評(píng)價(jià)生產(chǎn)翅片所用的刀具的制造質(zhì)量、新刀具的安裝質(zhì)量，并確定刀具的更換時(shí)間。此外，通過(guò)測(cè)試，還可以檢驗(yàn)生產(chǎn)翅片所用的薄金屬板材的質(zhì)量是否符合工藝要求。



圖1是本發(fā)明所述的測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施例方式 下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)的介紹本發(fā)明所述的板翅式換熱器翅片流動(dòng)特性測(cè)試方法是利用具有計(jì)算機(jī)控制和計(jì)算功能的翅片流動(dòng)特性測(cè)試裝置，實(shí)時(shí)測(cè)量空氣流過(guò)翅片的壓降、流量和翅片前后的溫度，通過(guò)如下技術(shù)公式(1) 其中Q——空氣流量，m3/s； De——通道的當(dāng)量直徑，m； A——流通面積，m2； γ——運(yùn)動(dòng)粘度，m2/s。
通道的當(dāng)量直徑De為
其中P——節(jié)距，mm； T——翅厚，mm； H——翅高，mm。
流通面積A為 其中N——表示翅片的層數(shù)。
求得流過(guò)翅片的空氣雷諾數(shù)Re； 利用如下公式(2) 其中ΔP——流經(jīng)翅片的空氣壓差，通過(guò)差壓變送器得到； l——換熱器的長(zhǎng)度，m，l＝0.3m； ρ——空氣的密度，kg/m3； De——通道當(dāng)量直徑，m，和上面給出的公式是一樣的； u——通道中空氣的流速，m/s； 求得空氣流經(jīng)翅片時(shí)的阻力系數(shù)f； 然后得出摩擦因子(f)隨雷諾數(shù)(Re)變化關(guān)系的翅片流動(dòng)特性曲線，將此曲線與標(biāo)準(zhǔn)的翅片流動(dòng)特性曲線進(jìn)行對(duì)比，從而檢驗(yàn)出翅片的性能和質(zhì)量。
圖1所示的標(biāo)號(hào)是 1——電動(dòng)機(jī) 2——空氣進(jìn)口消音器 3——高壓風(fēng)機(jī) 4——空氣出口消音器 5——膨脹節(jié) 6——閘閥7——支架1 8——空氣進(jìn)口溫度傳感器 9支架2 10——空氣進(jìn)口軟接頭 11——壓力接頭1 12——翅片模具總成 13——壓力接頭2 14——空氣出口軟接頭 15——支架3 16——空氣流量計(jì) 17——支架4 18——壓力傳感器 19——空氣出口溫度傳感器. 圖中所示，本發(fā)明所述的板翅式換熱器翅片流動(dòng)特性測(cè)試裝置，由翅片模具總成12、變頻器、高壓風(fēng)機(jī)3、溫度傳感器8、19、差壓變送器、空氣流量計(jì)16、壓力傳感器18、高精度數(shù)據(jù)采集與控制板、計(jì)算機(jī)測(cè)控軟件等組成，所述的翅片模具總成12由油泵液壓裝置、夾置翅片的夾具與風(fēng)道組成，該翅片模具總成的兩端分別通過(guò)壓力接頭、軟接頭固定在左右兩支架上，在空氣進(jìn)口的連接管路上設(shè)置有溫度傳感器，并最終與高壓風(fēng)機(jī)相連，在空氣出口側(cè)安裝有空氣流量計(jì)、壓力傳感器以及出口溫度傳感器。
所述的高壓風(fēng)機(jī)為一羅茨風(fēng)機(jī)，它的前后分別安裝有進(jìn)氣消音器和出口消音器，并經(jīng)過(guò)一膨脹節(jié)和閘閥用管路與翅片模具總成一側(cè)的進(jìn)口軟接頭相連接。
本發(fā)明所述的板翅式換熱器翅片流動(dòng)特性的測(cè)試是在一種高精度、全自動(dòng)的風(fēng)洞系統(tǒng)中進(jìn)行的，所述的羅茨風(fēng)機(jī)3風(fēng)量通過(guò)變頻器來(lái)調(diào)節(jié)，翅片模具12包括夾具與風(fēng)道，如圖2所示。夾具和風(fēng)道的操作在油泵開啟的狀態(tài)下完成。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中夾具、風(fēng)道關(guān)閉后可保證風(fēng)道的密封性，開模和開啟風(fēng)道后可方便地更換被測(cè)翅片。
本發(fā)明的所述的傳感器用途是 1、進(jìn)、出口溫度傳感器，主要用于測(cè)量翅片進(jìn)、出口空氣的溫度；溫度信號(hào)進(jìn)入自制的采集與控制板卡，由軟件進(jìn)行處理。
2、差壓變送器，主要用于測(cè)量翅片空氣進(jìn)、出口兩端的壓差ΔP。壓差信號(hào)進(jìn)入自制的采集與控制板卡，由軟件進(jìn)行處理。
3、空氣流量計(jì)，用于測(cè)量翅片出口空氣流量Q。流量信號(hào)進(jìn)入自制的采集與控制板卡，由軟件進(jìn)行處理。
測(cè)試裝置中空氣流動(dòng)的流程為空氣從進(jìn)口消音器2進(jìn)入，通過(guò)風(fēng)機(jī)3提高壓力，由出口消音器4、膨脹節(jié)5、閘閥6進(jìn)入風(fēng)管；由空氣進(jìn)口溫度傳感器8測(cè)量空氣進(jìn)口溫度，然后通過(guò)進(jìn)口軟接頭10進(jìn)入被測(cè)翅片；在翅片模具的風(fēng)道端部安裝兩個(gè)壓力接頭11、13測(cè)量翅片兩端的壓差，空氣流過(guò)被測(cè)翅片后壓力降低，再經(jīng)過(guò)出口軟接頭14，空氣流量計(jì)16，壓力傳感器18和空氣出口溫度傳感器19，最終流出風(fēng)管。
本發(fā)明上述測(cè)試裝置的功能是為了檢驗(yàn)翅片的性能和質(zhì)量，從而評(píng)價(jià)用于翅片制造的刀具制造與安裝質(zhì)量、磨損狀況和生產(chǎn)翅片所用的薄金屬板材的質(zhì)量。即通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得可以表征f與Re關(guān)系的翅片流動(dòng)特性曲線，并與標(biāo)準(zhǔn)流動(dòng)特性曲線進(jìn)行對(duì)比，從而評(píng)價(jià)翅片的性能和質(zhì)量。板翅式換熱器翅片流動(dòng)特性的測(cè)試是一種高精度、全自動(dòng)的風(fēng)洞系統(tǒng)，該裝置由翅片模具總成、變頻器、高壓風(fēng)機(jī)、溫度傳感器、差壓變送器、空氣流量計(jì)、壓力傳感器、高精度數(shù)據(jù)采集與控制板卡、計(jì)算機(jī)測(cè)控軟件等組成。翅片模具總成由油泵液壓裝置、翅片夾具和風(fēng)道組成。
所述的翅片模具總成在液壓裝置的驅(qū)動(dòng)下，完成夾具和風(fēng)道的閉合與開啟；夾具和風(fēng)道閉合后，能夠確保翅片模具總成中空氣進(jìn)、出口的密封性。所述高壓風(fēng)機(jī)在變頻器的控制下，能夠?qū)崿F(xiàn)風(fēng)量的按比例調(diào)節(jié)。
能夠?qū)崿F(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)兩種操作模式的切換，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集以及對(duì)風(fēng)機(jī)、液壓裝置進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)顯示與報(bào)警保護(hù)的電氣系統(tǒng)；它能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、分析、顯示、存儲(chǔ)、輸出和打印功能的計(jì)算機(jī)測(cè)試與控制軟件。它可以獲得可以表征f與Re關(guān)系的翅片標(biāo)準(zhǔn)流動(dòng)特性曲線，據(jù)此可以準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)翅片的性能與質(zhì)量。
權(quán)利要求
1、一種板翅式換熱器翅片流動(dòng)特性測(cè)試方法，它是利用具有計(jì)算機(jī)控制和計(jì)算功能的翅片流動(dòng)特性測(cè)試裝置，實(shí)時(shí)測(cè)量空氣流過(guò)翅片的壓降、流量和翅片前后的溫度，通過(guò)如下技術(shù)公式(1)
其中Q——空氣流量，m3/s；
De——通道的當(dāng)量直徑，m；
A——流通面積，m2；
γ——運(yùn)動(dòng)粘度，m2/s。
通道的當(dāng)量直徑De為
其中P——節(jié)距，mm；
T——翅厚，mm；
H——翅高，mm。
流通面積A為
其中N——表示翅片的層數(shù)。
求得流過(guò)翅片的空氣雷諾數(shù)Re；
利用如下公式(2)
其中ΔP——流經(jīng)翅片的空氣壓差，通過(guò)差壓變送器得到；
l——換熱器的長(zhǎng)度，m，l＝0.3m；
ρ——空氣的密度，kg/m3；
De——通道當(dāng)量直徑，m，和上面給出的公式是一樣的；
u——通道中空氣的流速，m/s；
求得空氣流經(jīng)翅片時(shí)的阻力系數(shù)f；
然后得出摩擦因子f隨雷諾數(shù)Re變化關(guān)系的翅片流動(dòng)特性曲線，將此曲線與標(biāo)準(zhǔn)的翅片流動(dòng)特性曲線進(jìn)行對(duì)比，從而檢驗(yàn)出翅片的性能和質(zhì)量。
2、一種用于如權(quán)利要求1所述的板翅式換熱器翅片流動(dòng)特性測(cè)試方法的測(cè)試裝置，其特征在于該裝置由翅片模具總成、高壓風(fēng)機(jī)、溫度傳感器、差壓變送器、空氣流量計(jì)、壓力傳感器、高精度數(shù)據(jù)采集與控制板、計(jì)算機(jī)測(cè)控軟件組成，所述的翅片模具總成由油泵液壓裝置、夾置翅片的夾具與風(fēng)道組成，該翅片模具總成的兩端分別通過(guò)壓力接頭、軟接頭固定在左右兩支架上，在空氣進(jìn)口的連接管路上設(shè)置有溫度傳感器，并最終與高壓風(fēng)機(jī)相連，在空氣出口側(cè)安裝有空氣流量計(jì)、壓力傳感器以及出口溫度傳感器。
3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的板翅式換熱器翅片流動(dòng)特性測(cè)試方法的測(cè)試裝置，其特征在于所述的高壓風(fēng)機(jī)為一羅茨風(fēng)機(jī)，它的前后分別安裝有進(jìn)氣消音器和出口消音器，并經(jīng)過(guò)一膨脹節(jié)和閘閥用管路與翅片模具總成一側(cè)的進(jìn)口軟接頭相連接。
全文摘要
一種板翅式換熱器翅片流動(dòng)特性測(cè)試方法及裝置，所述的測(cè)試方法是利用具有計(jì)算機(jī)控制和計(jì)算功能的翅片流動(dòng)特性測(cè)試裝置，實(shí)時(shí)測(cè)量空氣流過(guò)翅片的壓降、流量和翅片前后的溫度，得出摩擦因子f隨雷諾數(shù)Re變化關(guān)系的翅片流動(dòng)特性曲線，將此曲線與標(biāo)準(zhǔn)的翅片流動(dòng)特性曲線進(jìn)行對(duì)比，從而檢驗(yàn)出翅片的性能和質(zhì)量；所述的測(cè)試裝置由翅片模具總成、高壓風(fēng)機(jī)、溫度傳感器、差壓變送器、空氣流量計(jì)、壓力傳感器、高精度數(shù)據(jù)采集與控制板、計(jì)算機(jī)測(cè)控軟件組成，所述的翅片模具總成由油泵液壓裝置、夾置翅片的夾具與風(fēng)道組成，該翅片模具總成的兩端分別通過(guò)壓力接頭、軟接頭固定在左右兩支架上，在空氣進(jìn)口的連接管路上設(shè)置有溫度傳感器，并最終與高壓風(fēng)機(jī)相連，在空氣出口側(cè)安裝有空氣流量計(jì)、壓力傳感器以及出口溫度傳感器；它具有測(cè)試方法和裝置簡(jiǎn)單，精度高，能夠較為方便地檢驗(yàn)翅片的質(zhì)量和性能等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01M9/00GK101526419SQ200910097309
公開日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2009年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月9日
發(fā)明者王金宏, 胡亞才, 毛央平, 姜周曙, 強(qiáng)載炎, 黃國(guó)輝 申請(qǐng)人:杭州杭氧股份有限公司