【正文】 a1布置在緊靠換熱器的進口截面處，用3對熱電偶并聯(lián)進行測量；空氣出口溫度測點ta2布置在換熱器出口截面后的均溫段出口處，用9對熱電偶并聯(lián)進行測量。換熱器內(nèi)水流量用渦輪流量計測量，空氣流量用風(fēng)機進風(fēng)口內(nèi)的畢托管及微差壓傳感器進行測量。實驗設(shè)計中，傳感器的選型與設(shè)計安裝是十分重要的，它們是實驗結(jié)果的精度與實驗系統(tǒng)設(shè)計成功與否的關(guān)鍵。根據(jù)國家標準規(guī)定，流量計、溫度計與壓力計都有最低限度的要求，但不限制使用其他同等或更高精度的測量儀表，具體要求如下：◆ 流量計：渦輪流量計應(yīng)安裝在水平直管段上，其渦輪上游直管段長度應(yīng)不小于20倍管徑，下游直管段長度應(yīng)不小于15倍管徑。在儀表的上游直管段起始端應(yīng)安裝過濾器；測量廢氣流量的板孔式流量計可以安裝在水平或垂直管道上，安裝時必須注意流體流向與流量計箭頭標示方向一致。測量管段內(nèi)所有密封墊片，夾緊后不得突入管道內(nèi)，否則會使流速紊亂，影響測量精度。流量計前后要有足夠長的直管段。在新鋪設(shè)的管路上安裝流量計時，應(yīng)在清掃管線之后再安裝?！? 溫度測量：測溫元件的感溫點應(yīng)位于管道中心，其保護管的插入深度L應(yīng)按溫度計使用說明書的規(guī)定；溫度保溫管的安裝應(yīng)符合規(guī)定。當管道公稱直徑大于Dg80mm時，垂直安裝法進行安裝；當管道公稱直徑小于或等于Dg80mm時，可以傾斜安裝、在管道彎頭處安裝或在擴大管處安裝；測溫點的上、下游各處300mm范圍內(nèi)，保溫層應(yīng)盡可能加厚，換熱器、混合器、測溫點之間的全部管線應(yīng)保溫良好?！? 壓力（差壓測量）：靜壓測孔應(yīng)設(shè)置在距離任何擾動區(qū)（彎管、閥門等）下游至少5倍管徑、上游至少2倍管徑處。靜壓測孔應(yīng)與測壁面垂直。水側(cè)和廢氣側(cè)進出口溫度用電熱阻溫度計測量，水側(cè)和廢氣側(cè)進出口壓力用擴散硅壓力傳感器測量。換熱器內(nèi)水流量用渦輪流量計測量，廢氣流量用板孔式流量計進行測量。所用傳感器都采用屏蔽線與控制柜及計算機進行連接，這是考慮到遠距離傳輸中防止傳輸信號受到干擾。為了方便校驗、觀測與控制，實驗系統(tǒng)采用了控制柜的儀表與計算機并行監(jiān)測現(xiàn)場信號的處理方法。在系統(tǒng)調(diào)試運行正常后，將控制柜放置在現(xiàn)場，而核心部件計算機則放置在計算機房，進行遠程控制，這樣也可以實現(xiàn)手動與自動兩種不同的控制方法。 測控系統(tǒng)測控系統(tǒng)由溫度、壓力及流量傳感器及變送器、控制柜內(nèi)的二次顯示儀表、I/V轉(zhuǎn)換板、AD板卡、DA板卡、變頻器、冷卻水泵、高溫燃燒器進氣控制閥及計算機組成完整的系統(tǒng)。系統(tǒng)中使用的電熱阻溫度計輸出電流信號，渦輪流量計輸出脈沖信號，擴散硅壓力計輸出電流信號，溫度與流量信號都送往控制柜中的二次顯示儀表與計算機并聯(lián)顯示，所有的可遠傳信號最后都變成電流信號送往I/V轉(zhuǎn)換板，經(jīng)AD板卡變成數(shù)字信號后被計算機接收?？刂品椒ú捎玫姆答伩刂疲饕獙χ评鋭此┝髁亢透邷厝細獍l(fā)生器的負荷進行控制，由計算機傳出的控制量經(jīng)DA板卡變成模擬信號后送變頻器來調(diào)節(jié)控制冷水泵的轉(zhuǎn)速，和高溫燃氣發(fā)生器的進氣閥門開度和燃油泵的轉(zhuǎn)速，從而達到控制流量的目的。圖五 換熱器性能試驗測控系統(tǒng)示意圖測試系統(tǒng)組成見下圖6所示圖六 原理接線圖第三章 試驗臺測控系統(tǒng)的硬件設(shè)計及數(shù)據(jù)處理 硬件選擇(包括風(fēng)源箱)(a)風(fēng)機：風(fēng)量：800 m3/h、風(fēng)壓：580 Pa；　　出風(fēng)口尺寸：233155 mm；進風(fēng)口測速段直徑：φ138 mm(b) 換熱器：換熱器為一緊湊的翅片管間壁式散熱器，由銅管束套皺折的整體鋁翅片構(gòu)成。結(jié)構(gòu)參數(shù)為 管束：紫銅管管外徑： do=8 mm； 管內(nèi)徑： di= mm管節(jié)距： 橫向： s1= mm； 縱向： s2=28 mm翅片：鋁質(zhì)、皺折、整片翅片厚 δ= mm；翅片距 t=1 mm； 翅片數(shù)：m=231水側(cè)結(jié)構(gòu)尺寸：橫向管數(shù)：n1=8； 縱向管排數(shù)：n2=2總管數(shù)：n=n1n2=16水側(cè)并聯(lián)管數(shù)：n3=n1=8管子總長度： =αn通道面積：FW = ?n3 ?di4氣側(cè)結(jié)構(gòu)尺寸：通道尺寸：a=233 mm，b=155 mm，h=42 mm迎風(fēng)面積：fa=ab換熱總面積：Aa=2bhm－2 d02. π/4nm (amδ)2πd0n 特征尺寸：Da=4V Aa =4abh Aa 高溫燃氣發(fā)生器燃氣溫度范圍：150~550゜Ｃ。燃氣流量范圍：0～40000L/h；可調(diào)節(jié)燃油和空氣的比值。具體型號、結(jié)構(gòu)參數(shù)待定。因為柴油機和汽油機一樣，每個工作循環(huán)也經(jīng)歷進氣、壓縮、作功和排氣四個過程。但由于柴油粘度比汽油大，不易蒸發(fā)，但自燃溫度卻低于汽油，故柴油機可燃混合氣的形成和燃燒方式與汽油機不同。所以選擇柴油機。圖14為四行程柴油機示意圖。（圖七） 柴油機在進氣沖程吸人的是純空氣，在壓縮沖程接近終了時，柴油經(jīng)噴油泵將油壓提高到10MPa以上，通過噴油器以霧狀噴人氣缸，在很短時間內(nèi)與壓縮后的高溫空氣混合，形成可燃混合氣。因此，柴油機的可燃混合氣是在氣缸內(nèi)部形成的。由于柴油機的壓縮比高，～，溫度高達750～1000K，大大超過柴油的自燃溫度，故柴油噴人氣缸后，在很短的時間內(nèi)即自行著火燃燒，燃氣壓力急劇上升到6～9MPa，溫度升高到2000～2500Ko在高壓氣體推動下，活塞向下運動并帶動曲軸旋轉(zhuǎn)作功。廢氣同樣經(jīng)排氣門、排氣管等處排人大氣。 換熱器圖八為冷卻效率對比實驗用冷卻器的結(jié)構(gòu)圖，兩種冷卻器的外形尺寸相同，均由19根直徑相同的冷卻管組成，管外徑為12mm，光管內(nèi)徑為10mm，翅片管內(nèi)翅片高度為1mm,內(nèi)徑為8mm，兩種冷卻器的散熱面積相同，，翅片管冷卻器的氣流通路面積為955mm2。實驗時，兩種冷卻器所用冷卻劑流量保持相同，兩種冷卻器的冷卻管均為新管。圖八 兩種冷卻器基本尺寸參數(shù)換熱器（冷卻器）是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，又稱熱交換器。在一個大的密閉容器內(nèi)裝上水或其他介質(zhì)，而在容器內(nèi)有管道穿過。讓熱水從管道內(nèi)流過。由于管道內(nèi)熱水和容器內(nèi)冷熱水的溫度差，會形成熱交換，也就是初中物理的熱平衡，高溫物體的熱量總是向低溫物體傳遞，這樣就把管道里水的熱量交換給了容器內(nèi)的冷水。以平板和翅片作為傳熱元件的換熱器。它主要由板束和封頭等構(gòu)成。板束中有若干通道。在每層通道的兩平板間放置翅片，并在兩側(cè)用封條密封。根據(jù)流體流動方式不同，冷、熱流體通道間隔迭置、排列并釬焊成整體，即制成板束。兩流體流動方式有逆流、錯流和錯逆流等。A、B流體分別由入口封頭經(jīng)一分配段的導(dǎo)流片導(dǎo)入各自的板束通道，再經(jīng)另一分配段的導(dǎo)流片導(dǎo)至出口封頭而引出，兩流體呈逆流間壁換熱。常用的翅片有平直、多孔、鋸齒和波紋等形式。板翅式換熱器的主要優(yōu)點是：①效能高。因翅片對流體的擾動，使構(gòu)成熱阻的邊界層不斷更新，傳熱系數(shù)一般為管殼式換熱器的3倍。而且在小溫差(～2℃)下,熱(冷)量回收效果好。用于氣氣換熱時效果最好。②緊湊。因大部分熱量是經(jīng)翅片通過平板傳遞，設(shè)備單位體積的傳熱面積可達1500米 /米 。③重量輕 傳熱面積相同時，重量近于管殼式換熱器的 1/5。④堅固。因板束為一整體件而且翅片在兩平板間起支承作用，故可承受較高的工作壓力。此外，還可在同一設(shè)備中實現(xiàn)多種流體同時換熱。但板翅式換熱器通道狹小、易堵塞，清洗維修較困難，制造工藝較復(fù)雜。它大多用鋁合金制造，也可用銅、不銹鋼和鈦等。由于鋁具有良好的低溫性能、重量又輕，故鋁制板翅式換熱器特別適用于制氧、乙烯和氦液化等深低溫設(shè)備，也可用于動力裝置中。鋁制板翅式換熱器一般用于設(shè)計壓力小于 、設(shè)計溫度為+200～270℃的場合。中國、美國、英國和日本等都已生產(chǎn)板翅式換熱器。板翅式換熱器的發(fā)展趨勢是：提高翅片精度和釬焊質(zhì)量，增加品種和規(guī)格，加強對翅片性能、多股流和有相變工況下的傳熱機理研究等。圖九 冷卻器解剖圖 熱水源水箱尺寸：440250550mm水泵：流量：/h；壓力：MPa1