综合性换热器热动力特性试验台的研制

　　换热器热动力特性试验台是检验换热器性能的重要手段。现有的试验台大多结构简单，而且测试手段和控制方法也都比较落后，导致试验人员任务繁重，试验数据精度有限，难以准确检验换热器的性能。本文研制了一个能够测量多种换热器性能的综合性换热器热动力特性试验台，可以根据实际需要，方便地选择所需的系统进行换热器性能试验。试验台实现了计算机的全自动化控制，大大减轻了试验人员的工作量，以VC+ +6.0为工具，在Windows平台上开发出检测精度高、可视化友好界面且功能强大的测控软件。

　　2试验台硬件系统21系统原理及构成试验台要求能进行空气-空气、空气-冷却液、空气-机油、冷却液-机油等多种类型换热器的热动护报警系统、电气系统、测量控制系统，其原理图如图力特性试验。主要包括7个系统：高温空气系统、常1所示。可以根据实际需要来进行系统组合，完成相温负压空气系统、机油循环系统、冷却液循环系统、保应的换热器性能试验。

　　开释压。油加热箱和冷却液加热箱均配有液位报警器，当液位超过警戒线时，液位报警器自动报警。

　　电气系统：电气系统为各回路系统提供电源，主要由4个大控制柜（内含变频器）组成，如所示。

　　计算机测控系统主要由计算机和测控对象两部分组成。被测参数经过传感器、变送器，转换成统一的标准信号，在经过多路开关分时送到A/D转换器进行模拟激字转换，转换后的数字量通过接口送入计算机，这是模拟量输入通道。在计算机内部，通过软件对采集来的数据进行分析处理和计算，输出的数字量在通过D/A转换器转换成模拟量，然后由模拟量输出通道输出，经反多路开关与相应的执行机构相连，从而实现对被测对象进行自动控制，其原理如图电源，1当压力超过设定值时旁路上的安全阀自动fiblishi12345所示。e.Allrightsreserved，http://www.cnki.net传感器变送器多路开关I―Ia/d转换器|~H接口H软件受控对象计算机外部设备开关量输人| H接口H~ <1开关量输出h―1接~~测控系统框图控制变频调速器的输出频率，调节大、小风机、罗茨鼓风机、高温液泵和高温油泵的转速，实现对大、小风筒路、高温空气路、液路和油路的流量控制。

　　通过输出开关量，控制电加热炉、油加热器、液加热器的加热棒的根数，实现对高温空气路、油路和水路的温度控制。

　　完成整个换热器热动力特性试验并自动生成试验报告并打印出来。

　　3试验台软件系统++6.0，在whdows2000/XP平台上进行开发。该测控软件采用窗口界面，友好清晰，便于对试验进行监视和操作，该软件可以实现如下功能要求：数据采集：可以巡回采集试验中温度、压力和流量的即时数值。

　　数据显示：不仅可以通过文本和曲线的形式在界面上直观地显示出当前的温度、压力和流量值，并且可以通过一个安放在墙壁上的LED大显示屏向整个试验间的工作人员即时显示当前的温度、压力和考监控功能：随时监控试验中温度、压力和流量等值的变化，如果数值超过规定要求，则发出报警信号并同时断开相应加热设备，以保证试验设备和试验人员的安全。

　　稳态判断根据采集的温度和流量值，自动判断试验是否达到稳定状态。如果判断检测量已达到稳态条件，界面上显示出稳态标志，此时才可以保存试验数据。

　　数据处理：根据从试验中所取得的数据，进行分析处理，得到所需的换热器性能参数，并对试验台的总体性能进行分析评价。

　　结果打印：可以将所取得的试验数据进行保存，也可以通过打印机打印出来，作为试验报告供相关人员使用。

　　综上所述，该试验台能够提供试验类型的选择、试验过程的观察、试验数据的存取以及试验报告打印等功能，试验过程中数据的测控及计算整理完全实现自动化，无需人的干预，试验人员只需进行极少量操作就可顺利完成整个试验；该软件还具有在试验过程中出现故障或错误的报警功能，并列出故障类型和错误原因，以便于试验台的管理及维修。

　　4提高系统精度的措施整个试验台系统是一个非常庞大的体系，为了提高精度，除了选用精度高的试验测量器外7还在软件系统中，采取了以下措施：整个系统采用PID控制，是按偏差的比例（P）、积分（I）和微分（D）组合而成的控制规律。比例控制简单易行，积分的加入能消除净差，微分项则能提高快速性，改善系统的动态性能。合理地调节PD控制的参数就能获得满意的系统性能。

　　温度值测量每隔8s进行一次检测，流量值每隔a 5s进行一次测量，均采用数字滤波方法进行处理，加权平均值作为该点的温度值。

　　5试验结果及结论该综合性试验台建成后，通过试验验收，证明完全符合国家标准和使用单位的要求，经过数个换热器产品的实际检测，获得成功，现以其中1组为例，如表表1负压空气-冷却液板翅式换热器试验数据负压空气口温出口温~密度丨~流量/换热量/流阻/度广c度/°ckg/m3kg/hmkPa冷却液密度丨~流量/换热量/流阻/传热系数/热平衡Wm2 /K误差％工况点入口温出口温结果表明：该综合性换热器热动力特性试验台的统误差在0.艰2.，秘之间，都控制在5的要求内，该试验台具有较大的流量和温度调节能力，很高的采集和调节精度，能够满足各种型号的换热器性能试验，具有很大的实用价值。