文档介绍:第一章绪论
试验台研究的现状及意义
近年来,由于人们对于环保问题日益重视,排放法规也越来越严格。在我国,北京已于2021年3月1日已经率先使用国四排放标准,全国其他地区也将于2021年迈入国四标准。这些对于EG成术提出了更高的要求,冷却和板翅式换热器。管壳式换热器是最传统的通过壁面进行换热的装置,它的研究与开展也最健全,而且得益丁管壳式换热器易丁制造,
生产本钱低,选材范围广,传热外表活洗较方便,适应性强,处理量大,具有高度工作可靠性,能承受高温、高压等优点,很好的满足了EGF^却器的根本工作要求,成为了EG龄却器最常见的方式,目前可见的管壳式EG龄却器有以下四种形式:光管式EGFe却器、螺纹管式EGF^却器、翅片式EGR冷却器、螺旋折流板式EGR^却器。另外,板翅式换热器作为高效换热器的一种形式,以其结构紧密,轻巧,传热面积大,传热效率高的特点,亦被许多的EG龄却器所采用。
高效EG龄却器如下列图:
改良结构,提高废气一金届一水的总传热效率。将管壳式改为平■板式或叠层式或板翅式,有最大的气一金届接触面积。
选用导热系数更高的金届如铝合金等并解决焊接等工艺问题等。
导黔系敷ky=■».u上不通司常见EG龄却器的结构及实物图〔见附录〕、主要任务及目标任务:。
深入了解所需实验设备的性能指标及个元器件的市场价格等,并为购置实验台设备提供参考信息及方案。
学习应用LabVIEW编程软件及试验数据处理所需的局部算法,并完成实验台的控制程序的编写。
了解掌握实验台的设计流程图,工作原理、工作过程及要求。
目标:。
完成对EG龄却器实验台控制模式的改良,即由手动仪表控制到计算机的自动化控制。
在完成实验台的根底上,使设备的测量精度提高,且设备本钱相对降低。
第二章总体设计方案
根据国家有关标准及换热器性能实验的实验原理,首先对实验系统的硬件进行了总体的设计,在此设计根底上搭建实验台并在建立过程中作出相应的改良和调整。通过实验能够确定废气再循环〔EGR冷却器的传热性能,给出不同定性温度下传热系数与流速之间的关系,建立努谢尔准那么数与雷诺数之间的准那么方程式;确定EGR^却器的流体阻力性能,给出压力降与流速之间的关系。
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有燃气发生器作为气源,-,温度为200-600C,流量为35-150KG/Hr可调。
有温度流量可调的水源。
同时记录进出气与进出水的温度和压力。
自动计算和打印出各试验点的热流和总传热系数。
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Fuel冷却器试验台流体流动示意图
实验台系统由实验台本体、高温燃气发生器、空气冷却器、热水源及可控硅温度控制器五大件组成。五大件各自独立,有较大灵活性。系统简图示丁图4。
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,可径性眦姓利麝q、水痈;土即恭藩;%水泉;土醪花淀量计;4高0却发生籍\盼u衍星计归骨砌酸器9、:11、水履同节而以已旦气裨即摭图4换热器性能实验示意图
实验台本体结构紧凑,实验用的换热器置丁高温燃气发生器废气出口上。水箱、管路、水泵、涡轮流量计、调节阀、加热器及电阻温度计组合成一个独立的冷却C。为了防止水中有杂质与颗粒堵塞流量计并造成温度计与压力计的测量误差,管路中设计加装过滤器,过滤器可以定期取出冲洗除污。冷却水的散热系统除了水箱本身具有散热能力外,冷却水系统的管路中安装空气冷却器,空气冷却器主要利用空气来将热水传递给冷水的热量带走,冷却介质采用空气,一是尽管考虑到如果采用水冷,效果比空气冷却好,但是水资源的消耗较大;二是空气资源十分丰富,且实验过程中没污染。
换热器中流体流动形式可认作为二次义流,水-气流向为逆流。需测参数共计11个:换热器进、出水温度和压力〔4个〕,进、出废气温度和压力〔4个〕,大气温度,水流量及废气流量。水侧和气侧进出口温度用铜-康铜热电偶测量。
水侧进出口温度测点tw1,tw2布置在换热器进出口水管内;进口空气温度测点tai布置在紧靠换热器的进口截面处,用3对热电偶并联进行测量;空气出口温度测点ta2布置在换热器出口截面后的均温段出口处,用9对热电偶并联进行测量。换热器内水流量用涡轮流量计测量,空气流量用风机进风口内的毕托管及微差压传感器进行测量
实验设计中,传感器的选型与设计安装是十分重要的,它们是实验结果的精度与实验系统设计成功与否的关键。根据国家标准规定,流量计、温度计与压力计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测量仪表,具体要求如下