散熱器風筒試驗計算

1、.wd.wd.wd.散熱器風筒試驗計算機測控系統(tǒng)山東科技大學第一局部 系統(tǒng)介紹本風筒試驗系統(tǒng)適應于汽車、拖拉機、工程機械發(fā)動機的散熱器、熱風機的風機盤管的散熱性能試驗。試驗工程：1、散熱性能試驗2、空氣阻力試驗3、水流阻力試驗散熱器風筒試驗計算機測控系統(tǒng)組成：1、風筒試驗的筒體2、風機變頻調速系統(tǒng)3、循環(huán)水溫度控制4、工業(yè)計算機測控系統(tǒng)5、電氣及配電主要性能指標討論參考：1、風機風速：3.030.0米/秒變頻調速,PID控制2、循環(huán)水流量：0.215米3/小時變頻調速,PID控制3、循環(huán)水溫度：5095PID控制4、溫度測量精度：0.055、壓力測量精度：0.1Pa6、熱平衡誤差：5.0% 水

2、側散熱量Qw-風側吸熱量Qa100%5.0%水側散熱量Qw7、重復誤差：3.0% 標準散熱量1次-標準散熱量2次3.0%標準散熱量1次8、試驗散熱器最大正面尺寸：10001000 9、試驗散熱器最大正面尺寸：150150 10、環(huán)境溫度：53511、計算機測控系統(tǒng)環(huán)境溫度：1530四、功能及特點：1、選用普通風機，風機變頻驅動，無機調速，節(jié)能顯著；2、循環(huán)水泵變頻驅動，適應不同規(guī)格型號的試件；3、氣、水測量采用模塊化構造，同步測量，無時間滯后；4、進、出風溫度采集方式：建設溫度場；5、同步測量的一次數(shù)據(jù)有：進水溫度出水溫度循環(huán)水的流量進風溫度出風溫度風量風速水阻風阻6、計算整理描繪散熱器散熱性

3、能的特征數(shù)據(jù)，存庫和試驗報告；五、術語定義1、水溫差tw ：進入散熱器的水的進水溫度(tw1)和出水溫度的差(tw2)。tw =tw1-tw2，用度表示。2、氣溫差ta：進入風筒的風的進口溫度(ta1)和出口平均溫度的差(ta2m)。ta=ta1-ta2m，用度表示。3、水側散熱量Qw ：在試驗狀態(tài)下散熱器水側放出的熱量。Qw=GWCPW(tw1-tw2) 。用千瓦Kcal/h表示。4、風側吸熱量Qa: 在試驗狀態(tài)下風側帶出的熱量。 Qa=GaCpa(ta2m-ta1)。用千瓦Kcal/h表示。5、空氣重度a：進入風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、重量風速aVa:散熱器前面的風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：單位時間通過散熱器的水流量，用每小時的重量kg/h表示。8、液氣總溫差twa ：進入散熱器的水的進水溫度(tw1)和進風溫度的差(ta1)。twa =tw1-ta1，用度表示。9、液氣平均溫差/t：進入散熱器的水的進水、出水溫度平均值與進入風筒的風的進口、出口平均溫度的差。/t= tw1+tw2-ta1-ta2m/2。用度表示。10、熱平衡誤差：是衡量風筒試驗系統(tǒng)、試驗方法、試件安裝連接、試件性能的綜合性能指標。用度%表示。11、標準散熱量Qn：換算成液氣總溫

5、差twa =60的水側散熱量。 Qn=(Qw60)/(tw1-ta1 )。用千瓦Kcal/h表示。六、風筒試驗的筒體設計及材料選擇風筒按照JB2293-78汽車、拖拉機風筒試驗方法標準，參考國外標準設計。風筒筒體總長度 毫米;風筒平直段直徑 510毫米；風筒軸線距地面 1200毫米；風筒進風口形狀按JB2293-78標準要求，r2=4082cos2的雙紐軌跡；風筒筒體由2.5毫米的鋼板焊接加工而成；風筒筒體分移動段、固定段兩局部：移動段包括：進風口、平直段、擴散段；進風口長度： 52毫米;平直段長度： 125毫米;平直段長度： 毫米;擴散段長度：最長1200毫米，最短 350 毫米;移動段總長

6、度： 3379 4229 毫米;進風口平直段擴展段固定段包括：收縮段、平直段、過渡段、撓性段；收縮段長度：最長1200毫米，最短350毫米;平直段長度： 1250毫米;平直段長度： 500毫米;過渡段長度： 10毫米;撓性段長度： 500毫米;收縮段平直段 過渡段撓性段風機出風口固定段總長度：40 40 毫米;移動段設有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；固定段設有44共16格的整流格柵：出風口的高度7500毫米，內徑1000毫米。七、風機變頻調速系統(tǒng)設計及設備1、組成：選用離心鍋爐風機Y4-73-14D，額定轉速960轉/分，送風量.911萬米3/小時，配套電機Y315L

7、2-4，75KW；選用ABB公司ACS607-0100-3變頻器；在移動段的平直局部的截面上安裝8個內徑5毫米的測壓孔，測壓孔高度15毫米，圓形銅管將測壓孔連接，一側封閉，另一側接風阻變送器；在固定段的平直局部的截面上安裝8個內徑5毫米的測壓孔，測壓孔高度15毫米，圓形銅管將測壓孔連接，一側封閉，另一側接風阻變送器；在移動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；在移動段的平直局部安裝1只風速變送器；2、性能特點：變頻器直接拖動風機，調節(jié)變頻器的頻率，改變風機轉速，風量跟隨變化，到達風速調節(jié)的目的；變頻器做動力源，啟動平穩(wěn)，提高了功率因數(shù)，有效地

8、改善了風機的運行狀態(tài)，節(jié)能效果顯著；風速調節(jié)控制有二種工作方式： 自動方式：按給定風速風量自動調節(jié)； 手動方式：直接調整風機轉速；風阻變送器測量出空氣阻力Pa風阻；風速變送器測量風筒中心風速Vc，計算平均風速Va，設給定風速Vg，風差V= Va-Vg，作用于風機變頻器控制單元，自動跟蹤調節(jié)風機；VgPID控制器變頻器風機風速變送器Va風速調節(jié)流程框圖17只溫度傳感器組成移動段風溫測量場，17只溫度傳感器組成固定段風溫測量場，高精細溫度采集器能準確測出筒內進風溫度ta1、平均出風溫度ta2m，風溫差ta= ta2m- ta1的采集、數(shù)字濾波、線性化處理；溫度場傳感器筒內布置直徑為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部。3、測控思想：風速調節(jié)自動調節(jié)操作者由鍵盤錄入試驗風速值給定風速，計算機通過D/A卡輸出電流信號420mA送給變頻器給定信號輸入端；計算機采集風速變送器的信號，存庫并通過D/A卡輸出電流信號420mA送給變頻器反響信號輸入端；合理設置變頻器PID參數(shù)，使風機快速跟蹤響應，穩(wěn)定風筒風速風量。手動調節(jié)操作者由鍵盤錄入試驗風速值給定風速，計算機通過D/A卡輸出電流信號420mA送給變頻器；風阻測量風阻測量采用微壓高精度差壓變送器，經(jīng)乳膠管分別聯(lián)接筒體移動段、固定段引出的測壓孔；風溫測量采用高精細溫度采

10、集器。PT1000鉑電阻組成風溫測量場；風速測量(待定)八、循環(huán)水溫度控制設計及設備1、組成：保溫水箱兩個，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，額定轉速1450轉/分，送水量15米3/小時；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；大功率無觸點三相晶閘管智能控制模塊；電磁流量計；在試件的進水口處，安裝1只溫度傳感器，測量進水溫度；在試件的出水口處，安裝1只溫度傳感器，測量出水溫度；在試件進水口、出水口分別安裝測壓管，安裝水阻變送器；自動給水裝置；保溫管道；

11、過濾器；排氣法門；高溫法門；2、性能特點：變頻器直接拖動循環(huán)水泵，流量計測出循環(huán)水的流量Gw，設給定流量Gg，流差G= Gw-Gg，作用于水泵變頻器控制單元，自動跟蹤調節(jié)水泵，到達流量調節(jié)的目的；變頻器做動力源，啟動平穩(wěn)，提高了功率因數(shù)，有效地改善了水泵的運行狀態(tài)；流量調節(jié)控制有二種工作方式： 自動方式：按給定流量自動調節(jié)； 手動方式：直接調整水泵轉速；GgPID控制器變頻器水泵流量變送器Gw流量調節(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控制；水箱自動給水控制；高精細溫度采集器完成進水溫度tw1、出水溫度tw2、

12、和水溫差tw= tw1- tw2的采集、數(shù)字濾波、線性化處理；液氣總溫差twa= tw1- ta1，按標準要求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，自動調節(jié)晶閘管導通角，使循環(huán)水溫度保持定植；水阻變送器測量水流阻力Pw水阻；60PID控制器晶閘管控制模塊加熱組管循環(huán)水、風溫度采集器液氣溫差twa溫度調節(jié)流程框圖水箱流量計 水泵 小加熱箱大加熱箱自來水循環(huán)水系統(tǒng)框圖3、測控思想：流量調節(jié)自動調節(jié)操作者由鍵盤錄入試驗流量值給定流量，計算機通過D/A卡輸出電流信號420mA送給變頻器給定信號輸入端；計算機采集流量變送器的信號，存庫并通過D/A卡輸出電流信號420mA

13、送給變頻器反響信號輸入端；合理設置變頻器PID參數(shù)，使水泵快速跟蹤響應，穩(wěn)定循環(huán)水的流量。手動調節(jié)操作者由鍵盤錄入試驗流量值給定流量，計算機通過D/A卡輸出電流信號420mA送給變頻器；水阻測量水阻測量采用微壓高精度差壓變送器，經(jīng)乳膠管銅管分別聯(lián)接試件進水口、出水口引出的測壓孔；水溫測量采用高精細溫度采集器，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加熱管手動控制，主要在試驗前快速預加熱，試驗時停頓。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，調節(jié)循環(huán)管路的閥門，可只接入小加熱水箱

14、。 測控系統(tǒng)根據(jù)進風溫度，自動控制循環(huán)水溫度，使液-氣溫差twa = 605。九、工業(yè)計算機測控系統(tǒng)1、組成：研華工業(yè)級PC610標準機箱，PCA-6006LP (2.0G/Kingston256M內存/40G硬盤/ PCI8M顯卡/USB口/鼠標/鍵盤)；菲力浦107P顯示器；HP1200噴墨打印機；摩莎 RS485接口卡；西門子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Kingview6.5；系統(tǒng)平臺Windows 2000；數(shù)據(jù)庫；采集軟件；控制軟件；高精細水溫度采集器；高精細風溫度采集器；風速二次儀表；高穩(wěn)定線性電源；精細恒流源；水泵控制器自動/手動切換、手

15、動流量調節(jié)器；風機控制器自動/手動切換、手動流量調節(jié)器；加熱控制器自動/手動切換、手動加熱調節(jié)器；操作臺。2、性能特點：A/D卡采集風阻、水阻、風機轉速、環(huán)境溫度、大氣壓力；D/A卡標準輸出420mA電流信號，調節(jié)風機、水泵的轉速，控制晶閘管智能模塊；RS485接口卡連接高精細水溫度采集器、高精細風溫度采集器、風速二次儀表； 工業(yè)控制計算機PID晶閘管智能模塊RS485進水溫度出水溫度RS485風速I/O卡D/A卡風機變頻器I/O卡D/A卡水泵變頻器RS485通信機RS485RS485循環(huán)水流量進風溫度出風溫度十、電氣及配電1、組成：配電柜主要包括三相電源進線隔離開關、Uab電壓表、三相電流表

16、、各分柜的出線隔離開關、電源指示等。風機變頻器柜ACS607-0075-3整機變頻器柜。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、散熱風機、熔斷器、ACS401-011-3變頻器。2、性能特點：分布式構造，就近安裝；采集模塊多主設計，同步響應，一致性好，故障率低；水泵、風機變頻驅動，啟動平穩(wěn)，控制靈活，節(jié)能顯著；十一、高精細溫度采集器1、組成：以Philps 89C52為測量核心，Crystal CS5532為A/D；高精度恒流源；高穩(wěn)定線性電源；串行RS485；特殊構造的測溫橋路；PT1000 1/3B級。2、性能特點：89C52 8K FALSH，256B RAM；CS

17、5532 24位- A/D，內置可編程增益放大器，數(shù)字濾波器，輸出字速率7.53840H,三線串行輸出FIFO；連接2路溫度傳感器。第二局部 圖紙和技術要求筒體設計圖紙及要求1、進風口2、平直段3、平直段測壓孔4、擴張段5、收縮段6、平直段測壓孔7、平直段8、過渡段9、撓性段10、出風道11、風帽12、整流網(wǎng)13、整流格柵14、溫度傳感器安裝支架15、循環(huán)水設備設計圖紙第三局部 材料及報價一、風筒局部名稱規(guī)格型號生產廠家數(shù)量單價萬元離心風機Y4-73-14D960轉/分79944110000米3/小時Y315L2-4，75KW；臨沂風機廠143變頻器柜ACS607-0100-3ABB公司185

18、進風口自制1平直段1250毫米自制1平直段1250毫米自制1擴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過渡段1500毫米自制1撓性段500毫米自制1出風道1000毫米自制1風帽自制1固定段支架自制1移動段支架自制1移動段軌道自制1輔助材料1、風機安裝費：2、筒體安裝費：3、運費：4、設計費：二、循環(huán)水局部名稱規(guī)格型號生產廠家數(shù)量單價萬元小計萬元大加熱水箱1立方自制1加熱管15KW120.020.24自動給水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交流接觸器西門子20.360.72開關電源20.160.32閥門100.010.1管道自制柜體GGD標準柜10.240.24保溫材料銅排、電纜、控制線、接線端子等等輔助材料1、循環(huán)水設備安裝費：2、運費：3、設計費：三、工業(yè)控制計算機局部名稱規(guī)格型號生產廠家數(shù)量單價萬元小計萬元工控機PCA-6006LP (2.0G/Kingston256M內存/40G硬盤/ PCI8M顯卡/USB口/鼠標/鍵盤)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西門子10.50.5組態(tài)王Kingview6.5北京亞控11.11.1系統(tǒng)平臺Windows 2000微軟1噴墨打印機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)庫開發(fā)北京11.51.5線性直流電源40.160.64操作臺北京10.650.65輔助材料0.50.5小計 =SU