[发明专利]一种板翅式换热器翅片表面传热性能的测试方法及装置

权利要求书

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。

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*C_p*(t₂-t₁)，Q₂＝m*C_p*(T₁-T₂)，

当时，进入步骤2)；当时，结束测量；

其中：

Q₁为低温侧的换热量，Q₂为高温侧的换热量，

m为液体介质的体积流量，单位为kg/s，

C_p为液体介质的比热，

T1为高温侧液体介质的进口温度，

T2为高温侧液体介质的出口温度，

t1为低温侧液体介质的出口温度，

t2为低温侧液体介质的进口温度；

2)计算实验样件散热效率ε

ϵ=t1-t2T1-t2]]>或ϵ=T1-T2T1-t2]]>

3)计算实验样件的传热单元数NTU

NTU=ϵ1-ϵ]]>

4)计算翅片表面总传热系数KA

KA＝m*cp*NTU

5)计算翅片表面传热系数h

h=2(1KA-δ)*A]]>式中：

A为翅片表面传热面积

δ为中间金属壁面的导热热阻

6)计算翅片流动状态参数Re和传热无量纲参数Nu

Re=u*Dev,]]>Nu=h*Deλ,]]>式中：

u为液体介质在翅片间的流动速度

De为翅片的水力直径

v为液体介质的粘度

λ为液体介质的导热系数

7)拟合翅片怒赛尔数Nu和雷诺数Re的函数关系

通过改变实验样件的液体介质的流量，获得其不同流量下的传热系数，进而获得不同Re和Nu的对应关系，通过最小二乘法拟合Re和Nu的函数关系。

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。