散熱器風(fēng)筒試驗(yàn)計(jì)算

1、.wd.wd.wd.散熱器風(fēng)筒試驗(yàn)計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)山東科技大學(xué)第一局部 系統(tǒng)介紹本風(fēng)筒試驗(yàn)系統(tǒng)適應(yīng)于汽車(chē)、拖拉機(jī)、工程機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱器、熱風(fēng)機(jī)的風(fēng)機(jī)盤(pán)管的散熱性能試驗(yàn)。試驗(yàn)工程：1、散熱性能試驗(yàn)2、空氣阻力試驗(yàn)3、水流阻力試驗(yàn)散熱器風(fēng)筒試驗(yàn)計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)組成：1、風(fēng)筒試驗(yàn)的筒體2、風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)3、循環(huán)水溫度控制4、工業(yè)計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)5、電氣及配電主要性能指標(biāo)討論參考：1、風(fēng)機(jī)風(fēng)速：3.030.0米/秒變頻調(diào)速,PID控制2、循環(huán)水流量：0.215米3/小時(shí)變頻調(diào)速,PID控制3、循環(huán)水溫度：5095PID控制4、溫度測(cè)量精度：0.055、壓力測(cè)量精度：0.1Pa6、熱平衡誤差：5.0% 水

2、側(cè)散熱量Qw-風(fēng)側(cè)吸熱量Qa100%5.0%水側(cè)散熱量Qw7、重復(fù)誤差：3.0% 標(biāo)準(zhǔn)散熱量1次-標(biāo)準(zhǔn)散熱量2次3.0%標(biāo)準(zhǔn)散熱量1次8、試驗(yàn)散熱器最大正面尺寸：10001000 9、試驗(yàn)散熱器最大正面尺寸：150150 10、環(huán)境溫度：53511、計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)環(huán)境溫度：1530四、功能及特點(diǎn)：1、選用普通風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)，無(wú)機(jī)調(diào)速，節(jié)能顯著；2、循環(huán)水泵變頻驅(qū)動(dòng)，適應(yīng)不同規(guī)格型號(hào)的試件；3、氣、水測(cè)量采用模塊化構(gòu)造，同步測(cè)量，無(wú)時(shí)間滯后；4、進(jìn)、出風(fēng)溫度采集方式：建設(shè)溫度場(chǎng)；5、同步測(cè)量的一次數(shù)據(jù)有：進(jìn)水溫度出水溫度循環(huán)水的流量進(jìn)風(fēng)溫度出風(fēng)溫度風(fēng)量風(fēng)速水阻風(fēng)阻6、計(jì)算整理描繪散熱器散熱性

3、能的特征數(shù)據(jù)，存庫(kù)和試驗(yàn)報(bào)告；五、術(shù)語(yǔ)定義1、水溫差tw ：進(jìn)入散熱器的水的進(jìn)水溫度(tw1)和出水溫度的差(tw2)。tw =tw1-tw2，用度表示。2、氣溫差ta：進(jìn)入風(fēng)筒的風(fēng)的進(jìn)口溫度(ta1)和出口平均溫度的差(ta2m)。ta=ta1-ta2m，用度表示。3、水側(cè)散熱量Qw ：在試驗(yàn)狀態(tài)下散熱器水側(cè)放出的熱量。Qw=GWCPW(tw1-tw2) 。用千瓦Kcal/h表示。4、風(fēng)側(cè)吸熱量Qa: 在試驗(yàn)狀態(tài)下風(fēng)側(cè)帶出的熱量。 Qa=GaCpa(ta2m-ta1)。用千瓦Kcal/h表示。5、空氣重度a：進(jìn)入風(fēng)筒的空氣的單位重量。a =(0.464B)/(273+ta1)。用單位體積的重

4、量kg/m3表示。6、重量風(fēng)速aVa:散熱器前面的風(fēng)速和空氣單位體積的重量的乘積。用每秒鐘的單位的重量kg/m2S表示。7、水流量Gw：?jiǎn)挝粫r(shí)間通過(guò)散熱器的水流量，用每小時(shí)的重量kg/h表示。8、液氣總溫差twa ：進(jìn)入散熱器的水的進(jìn)水溫度(tw1)和進(jìn)風(fēng)溫度的差(ta1)。twa =tw1-ta1，用度表示。9、液氣平均溫差/t：進(jìn)入散熱器的水的進(jìn)水、出水溫度平均值與進(jìn)入風(fēng)筒的風(fēng)的進(jìn)口、出口平均溫度的差。/t= tw1+tw2-ta1-ta2m/2。用度表示。10、熱平衡誤差：是衡量風(fēng)筒試驗(yàn)系統(tǒng)、試驗(yàn)方法、試件安裝連接、試件性能的綜合性能指標(biāo)。用度%表示。11、標(biāo)準(zhǔn)散熱量Qn：換算成液氣總溫

5、差twa =60的水側(cè)散熱量。 Qn=(Qw60)/(tw1-ta1 )。用千瓦Kcal/h表示。六、風(fēng)筒試驗(yàn)的筒體設(shè)計(jì)及材料選擇風(fēng)筒按照J(rèn)B2293-78汽車(chē)、拖拉機(jī)風(fēng)筒試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)，參考國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。風(fēng)筒筒體總長(zhǎng)度 毫米;風(fēng)筒平直段直徑 510毫米；風(fēng)筒軸線(xiàn)距地面 1200毫米；風(fēng)筒進(jìn)風(fēng)口形狀按JB2293-78標(biāo)準(zhǔn)要求，r2=4082cos2的雙紐軌跡；風(fēng)筒筒體由2.5毫米的鋼板焊接加工而成；風(fēng)筒筒體分移動(dòng)段、固定段兩局部：移動(dòng)段包括：進(jìn)風(fēng)口、平直段、擴(kuò)散段；進(jìn)風(fēng)口長(zhǎng)度： 52毫米;平直段長(zhǎng)度： 125毫米;平直段長(zhǎng)度： 毫米;擴(kuò)散段長(zhǎng)度：最長(zhǎng)1200毫米，最短 350 毫米;移動(dòng)段總長(zhǎng)

6、度： 3379 4229 毫米;進(jìn)風(fēng)口平直段擴(kuò)展段固定段包括：收縮段、平直段、過(guò)渡段、撓性段；收縮段長(zhǎng)度：最長(zhǎng)1200毫米，最短350毫米;平直段長(zhǎng)度： 1250毫米;平直段長(zhǎng)度： 500毫米;過(guò)渡段長(zhǎng)度： 10毫米;撓性段長(zhǎng)度： 500毫米;收縮段平直段 過(guò)渡段撓性段風(fēng)機(jī)出風(fēng)口固定段總長(zhǎng)度：40 40 毫米;移動(dòng)段設(shè)有24目整流網(wǎng)2層，以提高氣流在筒體的不穩(wěn)定性和不均勻性；固定段設(shè)有44共16格的整流格柵：出風(fēng)口的高度7500毫米，內(nèi)徑1000毫米。七、風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)及設(shè)備1、組成：選用離心鍋爐風(fēng)機(jī)Y4-73-14D，額定轉(zhuǎn)速960轉(zhuǎn)/分，送風(fēng)量.911萬(wàn)米3/小時(shí)，配套電機(jī)Y315L

7、2-4，75KW；選用ABB公司ACS607-0100-3變頻器；在移動(dòng)段的平直局部的截面上安裝8個(gè)內(nèi)徑5毫米的測(cè)壓孔，測(cè)壓孔高度15毫米，圓形銅管將測(cè)壓孔連接，一側(cè)封閉，另一側(cè)接風(fēng)阻變送器；在固定段的平直局部的截面上安裝8個(gè)內(nèi)徑5毫米的測(cè)壓孔，測(cè)壓孔高度15毫米，圓形銅管將測(cè)壓孔連接，一側(cè)封閉，另一側(cè)接風(fēng)阻變送器；在移動(dòng)段的平直局部的截面上安裝17只溫度傳感器；在固定段的平直局部的截面上安裝17只溫度傳感器；在移動(dòng)段的平直局部安裝1只風(fēng)速變送器；2、性能特點(diǎn)：變頻器直接拖動(dòng)風(fēng)機(jī)，調(diào)節(jié)變頻器的頻率，改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，風(fēng)量跟隨變化，到達(dá)風(fēng)速調(diào)節(jié)的目的；變頻器做動(dòng)力源，啟動(dòng)平穩(wěn)，提高了功率因數(shù)，有效地

8、改善了風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，節(jié)能效果顯著；風(fēng)速調(diào)節(jié)控制有二種工作方式： 自動(dòng)方式：按給定風(fēng)速風(fēng)量自動(dòng)調(diào)節(jié)； 手動(dòng)方式：直接調(diào)整風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速；風(fēng)阻變送器測(cè)量出空氣阻力Pa風(fēng)阻；風(fēng)速變送器測(cè)量風(fēng)筒中心風(fēng)速Vc，計(jì)算平均風(fēng)速Va，設(shè)給定風(fēng)速Vg，風(fēng)差V= Va-Vg，作用于風(fēng)機(jī)變頻器控制單元，自動(dòng)跟蹤調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)；VgPID控制器變頻器風(fēng)機(jī)風(fēng)速變送器Va風(fēng)速調(diào)節(jié)流程框圖17只溫度傳感器組成移動(dòng)段風(fēng)溫測(cè)量場(chǎng)，17只溫度傳感器組成固定段風(fēng)溫測(cè)量場(chǎng)，高精細(xì)溫度采集器能準(zhǔn)確測(cè)出筒內(nèi)進(jìn)風(fēng)溫度ta1、平均出風(fēng)溫度ta2m，風(fēng)溫差ta= ta2m- ta1的采集、數(shù)字濾波、線(xiàn)性化處理；溫度場(chǎng)傳感器筒內(nèi)布置直徑為475毫米的圓環(huán)

9、，焊接5條等間距的水平安裝支架，按圖示安裝溫度傳感器；焊接2條垂直支架；圓環(huán)安裝在固定架上筒體內(nèi)部。3、測(cè)控思想：風(fēng)速調(diào)節(jié)自動(dòng)調(diào)節(jié)操作者由鍵盤(pán)錄入試驗(yàn)風(fēng)速值給定風(fēng)速，計(jì)算機(jī)通過(guò)D/A卡輸出電流信號(hào)420mA送給變頻器給定信號(hào)輸入端；計(jì)算機(jī)采集風(fēng)速變送器的信號(hào)，存庫(kù)并通過(guò)D/A卡輸出電流信號(hào)420mA送給變頻器反響信號(hào)輸入端；合理設(shè)置變頻器PID參數(shù)，使風(fēng)機(jī)快速跟蹤響應(yīng)，穩(wěn)定風(fēng)筒風(fēng)速風(fēng)量。手動(dòng)調(diào)節(jié)操作者由鍵盤(pán)錄入試驗(yàn)風(fēng)速值給定風(fēng)速，計(jì)算機(jī)通過(guò)D/A卡輸出電流信號(hào)420mA送給變頻器；風(fēng)阻測(cè)量風(fēng)阻測(cè)量采用微壓高精度差壓變送器，經(jīng)乳膠管分別聯(lián)接筒體移動(dòng)段、固定段引出的測(cè)壓孔；風(fēng)溫測(cè)量采用高精細(xì)溫度采

10、集器。PT1000鉑電阻組成風(fēng)溫測(cè)量場(chǎng)；風(fēng)速測(cè)量(待定)八、循環(huán)水溫度控制設(shè)計(jì)及設(shè)備1、組成：保溫水箱兩個(gè)，大水箱容積1米3 ，小水箱容積0.25米3 ;循環(huán)水泵選用一體化不銹鋼離心泵，額定轉(zhuǎn)速1450轉(zhuǎn)/分，送水量15米3/小時(shí)；選用ABB公司ACS401-0011-3變頻器；大水箱電加熱總功率180KW4組15KW3加熱管；小水箱電加熱總功率30KW5KW6加熱管；大功率無(wú)觸點(diǎn)三相晶閘管智能控制模塊；電磁流量計(jì)；在試件的進(jìn)水口處，安裝1只溫度傳感器，測(cè)量進(jìn)水溫度；在試件的出水口處，安裝1只溫度傳感器，測(cè)量出水溫度；在試件進(jìn)水口、出水口分別安裝測(cè)壓管，安裝水阻變送器；自動(dòng)給水裝置；保溫管道；

11、過(guò)濾器；排氣法門(mén)；高溫法門(mén)；2、性能特點(diǎn)：變頻器直接拖動(dòng)循環(huán)水泵，流量計(jì)測(cè)出循環(huán)水的流量Gw，設(shè)給定流量Gg，流差G= Gw-Gg，作用于水泵變頻器控制單元，自動(dòng)跟蹤調(diào)節(jié)水泵，到達(dá)流量調(diào)節(jié)的目的；變頻器做動(dòng)力源，啟動(dòng)平穩(wěn)，提高了功率因數(shù)，有效地改善了水泵的運(yùn)行狀態(tài)；流量調(diào)節(jié)控制有二種工作方式： 自動(dòng)方式：按給定流量自動(dòng)調(diào)節(jié)； 手動(dòng)方式：直接調(diào)整水泵轉(zhuǎn)速；GgPID控制器變頻器水泵流量變送器Gw流量調(diào)節(jié)流程框圖加熱管的控制分五組：大水箱四組，小水箱一組；其中大水箱兩組、小水箱一組使用晶閘管智能控制模塊，大水箱另外兩組手動(dòng)控制；水箱自動(dòng)給水控制；高精細(xì)溫度采集器完成進(jìn)水溫度tw1、出水溫度tw2、

12、和水溫差tw= tw1- tw2的采集、數(shù)字濾波、線(xiàn)性化處理；液氣總溫差twa= tw1- ta1，按標(biāo)準(zhǔn)要求twa控制在605；循環(huán)水溫度PID控制器的給定量60，反響量是twa，自動(dòng)調(diào)節(jié)晶閘管導(dǎo)通角，使循環(huán)水溫度保持定植；水阻變送器測(cè)量水流阻力Pw水阻；60PID控制器晶閘管控制模塊加熱組管循環(huán)水、風(fēng)溫度采集器液氣溫差twa溫度調(diào)節(jié)流程框圖水箱流量計(jì) 水泵 小加熱箱大加熱箱自來(lái)水循環(huán)水系統(tǒng)框圖3、測(cè)控思想：流量調(diào)節(jié)自動(dòng)調(diào)節(jié)操作者由鍵盤(pán)錄入試驗(yàn)流量值給定流量，計(jì)算機(jī)通過(guò)D/A卡輸出電流信號(hào)420mA送給變頻器給定信號(hào)輸入端；計(jì)算機(jī)采集流量變送器的信號(hào)，存庫(kù)并通過(guò)D/A卡輸出電流信號(hào)420mA

13、送給變頻器反響信號(hào)輸入端；合理設(shè)置變頻器PID參數(shù)，使水泵快速跟蹤響應(yīng)，穩(wěn)定循環(huán)水的流量。手動(dòng)調(diào)節(jié)操作者由鍵盤(pán)錄入試驗(yàn)流量值給定流量，計(jì)算機(jī)通過(guò)D/A卡輸出電流信號(hào)420mA送給變頻器；水阻測(cè)量水阻測(cè)量采用微壓高精度差壓變送器，經(jīng)乳膠管銅管分別聯(lián)接試件進(jìn)水口、出水口引出的測(cè)壓孔；水溫測(cè)量采用高精細(xì)溫度采集器，PT1000鉑電阻；水溫控制大加熱水箱安裝4組加熱管，每組45KW；小加熱水箱安裝1組30 KW加熱管；其中2組45KW加熱管手動(dòng)控制，主要在試驗(yàn)前快速預(yù)加熱，試驗(yàn)時(shí)停頓。2組45KW加熱管，1組30 KW加熱管使用晶閘管智能控制模塊。試件容積較小時(shí)，調(diào)節(jié)循環(huán)管路的閥門(mén)，可只接入小加熱水箱

14、。 測(cè)控系統(tǒng)根據(jù)進(jìn)風(fēng)溫度，自動(dòng)控制循環(huán)水溫度，使液-氣溫差twa = 605。九、工業(yè)計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)1、組成：研華工業(yè)級(jí)PC610標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱，PCA-6006LP (2.0G/Kingston256M內(nèi)存/40G硬盤(pán)/ PCI8M顯卡/USB口/鼠標(biāo)/鍵盤(pán))；菲力浦107P顯示器；HP1200噴墨打印機(jī)；摩莎 RS485接口卡；西門(mén)子PLC；研華模擬量A/D卡；研華模擬量D/A卡；北京亞控組態(tài)王軟件平臺(tái)Kingview6.5；系統(tǒng)平臺(tái)Windows 2000；數(shù)據(jù)庫(kù)；采集軟件；控制軟件；高精細(xì)水溫度采集器；高精細(xì)風(fēng)溫度采集器；風(fēng)速二次儀表；高穩(wěn)定線(xiàn)性電源；精細(xì)恒流源；水泵控制器自動(dòng)/手動(dòng)切換、手

15、動(dòng)流量調(diào)節(jié)器；風(fēng)機(jī)控制器自動(dòng)/手動(dòng)切換、手動(dòng)流量調(diào)節(jié)器；加熱控制器自動(dòng)/手動(dòng)切換、手動(dòng)加熱調(diào)節(jié)器；操作臺(tái)。2、性能特點(diǎn)：A/D卡采集風(fēng)阻、水阻、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、環(huán)境溫度、大氣壓力；D/A卡標(biāo)準(zhǔn)輸出420mA電流信號(hào)，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)、水泵的轉(zhuǎn)速，控制晶閘管智能模塊；RS485接口卡連接高精細(xì)水溫度采集器、高精細(xì)風(fēng)溫度采集器、風(fēng)速二次儀表； 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)PID晶閘管智能模塊RS485進(jìn)水溫度出水溫度RS485風(fēng)速I(mǎi)/O卡D/A卡風(fēng)機(jī)變頻器I/O卡D/A卡水泵變頻器RS485通信機(jī)RS485RS485循環(huán)水流量進(jìn)風(fēng)溫度出風(fēng)溫度十、電氣及配電1、組成：配電柜主要包括三相電源進(jìn)線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)、Uab電壓表、三相電流表

16、、各分柜的出線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)、電源指示等。風(fēng)機(jī)變頻器柜ACS607-0075-3整機(jī)變頻器柜。循環(huán)水加熱、水泵變頻器柜。主要包括晶閘管智能控制模塊、散熱板、散熱風(fēng)機(jī)、熔斷器、ACS401-011-3變頻器。2、性能特點(diǎn)：分布式構(gòu)造，就近安裝；采集模塊多主設(shè)計(jì)，同步響應(yīng)，一致性好，故障率低；水泵、風(fēng)機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)，啟動(dòng)平穩(wěn)，控制靈活，節(jié)能顯著；十一、高精細(xì)溫度采集器1、組成：以Philps 89C52為測(cè)量核心，Crystal CS5532為A/D；高精度恒流源；高穩(wěn)定線(xiàn)性電源；串行RS485；特殊構(gòu)造的測(cè)溫橋路；PT1000 1/3B級(jí)。2、性能特點(diǎn)：89C52 8K FALSH，256B RAM；CS

17、5532 24位- A/D，內(nèi)置可編程增益放大器，數(shù)字濾波器，輸出字速率7.53840H,三線(xiàn)串行輸出FIFO；連接2路溫度傳感器。第二局部 圖紙和技術(shù)要求筒體設(shè)計(jì)圖紙及要求1、進(jìn)風(fēng)口2、平直段3、平直段測(cè)壓孔4、擴(kuò)張段5、收縮段6、平直段測(cè)壓孔7、平直段8、過(guò)渡段9、撓性段10、出風(fēng)道11、風(fēng)帽12、整流網(wǎng)13、整流格柵14、溫度傳感器安裝支架15、循環(huán)水設(shè)備設(shè)計(jì)圖紙第三局部 材料及報(bào)價(jià)一、風(fēng)筒局部名稱(chēng)規(guī)格型號(hào)生產(chǎn)廠(chǎng)家數(shù)量單價(jià)萬(wàn)元離心風(fēng)機(jī)Y4-73-14D960轉(zhuǎn)/分79944110000米3/小時(shí)Y315L2-4，75KW；臨沂風(fēng)機(jī)廠(chǎng)143變頻器柜ACS607-0100-3ABB公司185

18、進(jìn)風(fēng)口自制1平直段1250毫米自制1平直段1250毫米自制1擴(kuò)散段自制收縮段自制平直段1250毫米自制1平直段500毫米自制1過(guò)渡段1500毫米自制1撓性段500毫米自制1出風(fēng)道1000毫米自制1風(fēng)帽自制1固定段支架自制1移動(dòng)段支架自制1移動(dòng)段軌道自制1輔助材料1、風(fēng)機(jī)安裝費(fèi)：2、筒體安裝費(fèi)：3、運(yùn)費(fèi)：4、設(shè)計(jì)費(fèi)：二、循環(huán)水局部名稱(chēng)規(guī)格型號(hào)生產(chǎn)廠(chǎng)家數(shù)量單價(jià)萬(wàn)元小計(jì)萬(wàn)元大加熱水箱1立方自制1加熱管15KW120.020.24自動(dòng)給水1大水箱托架自制1小加熱水箱0.25立方自制1加熱管5KW60.010.06不銹鋼泵站10.180.18過(guò)濾器1變頻器ACS401-0011-3ABB公司11.91.

19、9閘管智能控制模塊NLJYS-ZL-350淄博銀河20.551.1閘管智能控制模塊NLJYS-ZL-200淄博銀河10.40.4交流接觸器西門(mén)子20.360.72開(kāi)關(guān)電源20.160.32閥門(mén)100.010.1管道自制柜體GGD標(biāo)準(zhǔn)柜10.240.24保溫材料銅排、電纜、控制線(xiàn)、接線(xiàn)端子等等輔助材料1、循環(huán)水設(shè)備安裝費(fèi)：2、運(yùn)費(fèi)：3、設(shè)計(jì)費(fèi)：三、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)局部名稱(chēng)規(guī)格型號(hào)生產(chǎn)廠(chǎng)家數(shù)量單價(jià)萬(wàn)元小計(jì)萬(wàn)元工控機(jī)PCA-6006LP (2.0G/Kingston256M內(nèi)存/40G硬盤(pán)/ PCI8M顯卡/USB口/鼠標(biāo)/鍵盤(pán))研華11.15 SUM() # 0.00 1.15顯示器107P菲力浦10.280.28RS485卡摩莎10.160.16模擬量A/D卡研華10.580.58模擬量D/A卡研華10.560.56PLC西門(mén)子10.50.5組態(tài)王Kingview6.5北京亞控11.11.1系統(tǒng)平臺(tái)Windows 2000微軟1噴墨打印機(jī)HP1200惠普10.380.38采集軟件山東科大15.05.0控制軟件山東科大15.05.0數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)北京11.51.5線(xiàn)性直流電源40.160.64操作臺(tái)北京10.650.65輔助材料0.50.5小計(jì) =SU