CN106442613A - 一种egr冷却器换热管导热系数测试台架及测试方法 - Google Patents

一种egr冷却器换热管导热系数测试台架及测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种EGR冷却器换热管导热系数测试台架及其测试方法，包括基体、储水室、活塞和弹簧固定螺栓；基体为外部密封结构，内部左侧设置有储水室，右侧设置有依次连接的活塞室和弹簧固定螺栓；活塞室内设置有活塞和弹簧，弹簧设置在活塞右侧；弹簧连接其右侧的弹簧固定螺栓；换热管设置在基体储水室内，进气端外部连接基体，出气端外部连接活塞；换热管出气端连接热空气源出气管；气体温度传感器探头设置在换热管内，换热管外壁上设置有贴片式温度传感器；储水室进水口和出水口处均设置有温度传感器；本发明可以在不破坏换热管的情况下测量换热管的导热系数，并且被污染的情况下也可以进行测量，结构简单、使用方便、实用性强。

Description

一种EGR冷却器换热管导热系数测试台架及测试方法
技术领域
本发明涉及内燃机废气再循环(EGR)领域，具体涉及一种EGR冷却器换热管导热系数测试台架及测试方法。
背景技术
EGR(Exhaust Gas Recirculation废气再循环)技术具有汽油机节能、柴油机减排的潜力而被广泛应用；冷却器具有较高的EGR率，控制精度和更高的进气量而被广泛应用，EGR气体流经冷却器时，EGR气体中的颗粒物会不断沉积到换热表面上降低冷却器的换热效率；目前EGR冷却器换热管导热系数的测量通常会破坏换热器管，而且被污染之后的换热器管的导热系数不容易进行测量。
发明内容
本发明提供一种不破坏换热管，并且能够测量污染后的换热管的EGR冷却器换热管导热系数测试台架及测试方法。
本发明采用的技术方案是：一种EGR冷却器换热管导热系数测试台架，包括基体、储水室、活塞和弹簧固定螺栓；基体为外部密封结构，内部左侧设置有储水室，右侧设置有依次连接的活塞室和弹簧固定螺栓；活塞室内设置有活塞和弹簧，弹簧设置在活塞右侧；弹簧连接其右侧的弹簧固定螺栓；换热管设置在基体储水室内，进气端外部连接基体，出气端外部连接活塞；换热管出气端连接热空气源出气管，热空气源出气管依次穿过活塞室和弹簧固定螺栓延伸到基体外侧；还设置有气体温度传感器，气体温度传感器探头设置在换热管内，换热管外壁上设置有贴片式温度传感器；储水室进水口和出水口处均设置有温度传感器。
进一步的，所述基体上方设置有基体盖。
进一步的，所述基体及基体盖外设置有保温层。
进一步的，所述基体盖和基体之间设置有盖板密封。
进一步的，所述换热管进气端与基体之间设置有换热管密封垫，出气端与活塞之间设置有换热管密封垫。
进一步的，所述活塞与活塞室之间设置有O型圈。
进一步的，所述贴片式温度传感器的导线通过储水室进水口或出水口引出。
一种EGR冷却器换热管侧测试台架的测试方法，包括以下步骤：
根据水温传感器测得的温度和实验时间内通过基体储水室的水量计算实验时间内的换热量：
Q＝Cm(T出水-T进水)
式中：C为水的比热容，m为流经储水室的水的质量，T出水为储水室出水口温度，T进水为储水室进水口温度；
根据气体温度传感器测得的换热管内气体温度、贴片式温度传感器测得的换热管外温度和实验时间计算换热管的导热系数λ：
式中：Δt为实验时间，r2为换热管的外径，r1为换热管的内径，l为换热管的长度，T管内为换热管内气体温度，T管外为换热管外壁面的温度。
本发明的有益效果是：
(1)本发明可以在不破坏换热管的情况下测量换热管的导热系数；
(2)本发明在换热管被污染的情况下也可以测量其导热系数；
(3)本发明结构简单、使用方便，实用性强。
附图说明
图1为本发明测试台架的结构示意图。
图中：1-气体温度传感器，2-保温层，3-基体盖，4-水温传感器，5-盖板密封，6-基体，7-热空气源出气管，8-弹簧固定螺栓，9-弹簧，10-活塞，11-O型圈，12-贴片式温度传感器，13-换热管，14-换热管密封垫，15-储水室。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
如图1所示，一种EGR冷却器换热管导热系数测试台架，包括基体6、储水室15、活塞10和弹簧固定螺栓8；基体6为外部密封结构，内部左侧设置有储水室15，右侧设置有依次连接的活塞室和弹簧固定螺栓8；活塞室内设置有活塞10和弹簧9，弹簧9设置在活塞10右侧；弹簧9连接其右侧的弹簧固定螺栓8；换热管13设置在基体6储水室15内，进气端外部连接基体6，出气端外部连接活塞10；换热管13出气端连接热空气源出气管7，热空气源出气管7依次穿过活塞室和弹簧固定螺栓8延伸到基体6外侧；还设置有气体温度传感器1，气体温度传感器1探头设置在换热管13内，换热管13外壁上设置有贴片式温度传感器12；储水室15进水口和出水口处均设置有温度传感器4。
使用时，换热管13内的气体温度通过气体温度传感器1进行测量，换热管13外的温度由设置在换热管13外壁上的贴片式温度传感器12进行测量；储水室15进水口和出水口处的温度传感器4测量进出储水室15内水的温度；活塞室右侧通过螺纹连接弹簧固定螺栓8，弹簧9设置在活塞10和活塞弹簧固定螺栓8之间，通过拧动弹簧固定螺栓8调节弹簧9弹力，控制活塞移动。
进一步的，所述基体6上方设置有基体盖3，设置基体盖3可以对基体3进一步进行密封。
进一步的，所述基体6及基体盖3外设置有保温层2，设置保温层2对储水室内的水进行保温。
进一步的，所述基体盖3和基体6之间设置有盖板密封5，进一步密封基体6。
进一步的，所述换热管13进气端与基体6之间设置有换热管密封垫14，出气端与活塞10之间设置有换热管密封垫14；保证换热管13和基体6之间进行密封。
进一步的，所述活塞10与活塞室之间设置有O型圈11；可以将活塞10与活塞室之间进行密封。
进一步的，所述贴片式温度传感器12的导线通过储水室进水口或出水口引出。
一种EGR冷却器换热管导热系数测试台架的测试方法，包括以下步骤：
根据水温传感器4测得的温度和实验时间内通过基体6储水室的水量计算实验时间内的换热量：
Q＝Cm(T出水-T进水)
式中：C为水的比热容，m为流经储水室的水的质量，T出水为储水室出水口温度，T进水为储水室进水口温度；
根据气体温度传感器1测得的换热管13内气体温度、贴片式温度传感器12测得的换热管13外温度和实验时间计算换热管13的导热系数λ：
式中：Δt为实验时间，r2为换热管的外径，r1为换热管的内径，l为换热管的长度，T管内为换热管内气体温度，T管外为换热管外壁面的温度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种EGR冷却器换热管导热系数测试台架，其特征在于：包括基体(6)、储水室(15)、活塞(10)和弹簧固定螺栓(8)；基体(6)为外部密封结构，内部左侧设置有储水室(15)，右侧设置有依次连接的活塞室和弹簧固定螺栓(8)；活塞室内设置有活塞(10)和弹簧(9)，弹簧(9)设置在活塞(10)右侧；弹簧(9)连接其右侧的弹簧固定螺栓(8)；换热管(13)设置在基体(6)储水室(15)内，进气端外部连接基体(6)，出气端外部连接活塞(10)；换热管(13)出气端连接热空气源出气管(7)，热空气源出气管(7)依次穿过活塞室和弹簧固定螺栓(8)延伸到基体(6)外侧；还设置有气体温度传感器(1)，气体温度传感器(1)探头设置在换热管(13)内，换热管(13)外壁上设置有贴片式温度传感器(12)；储水室(15)进水口和出水口处均设置有温度传感器(4)。
2.根据权利要求1所述的一种EGR冷却器换热管导热系数测试台架，其特征在于：所述基体(6)上方设置有基体盖(3)。
3.根据权利要求2所述的一种EGR冷却器换热管导热系数测试台架，其特征在于：所述基体(6)及基体盖(3)外设置有保温层(2)。
4.根据权利要求2所述的一种EGR冷却器换热管导热系数测试台架，其特征在于：所述基体盖(3)和基体(6)之间设置有盖板密封(5)。
5.根据权利要求1所述的一种EGR冷却器换热管导热系数测试台架，其特征在于：所述换热管(13)进气端与基体(6)之间设置有换热管密封垫(14)，出气端与活塞(10)之间设置有换热管密封垫(14)。
6.根据权利要求1所述的一种EGR冷却器换热管导热系数测试台架，其特征在于：所述活塞(10)与活塞室之间设置有O型圈(11)。
7.根据权利要求1所述的一种EGR冷却器换热管导热系数测试台架，其特征在于：所述贴片式温度传感器(12)的导线通过储水室进水口或出水口引出。
8.一种如权利要求1所述的EGR冷却器换热管导热系数测试台架的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据水温传感器(4)测得的温度和实验时间内通过基体(6)储水室的水量计算实验时间内的换热量：
Q＝Cm(T出水-T进水)
式中：C为水的比热容，m为流经储水室的水的质量，T出水为储水室出水口温度，T进水为储水室进水口温度；
根据气体温度传感器(1)测得的换热管(13)内气体温度、贴片式温度传感器(12)测得的换热管(13)外温度和实验时间计算换热管(13)的导热系数λ：
式中：Δt为实验时间，r2为换热管的外径，r1为换热管的内径，l为换热管的长度，T管内为换热管内气体温度，T管外为换热管外壁面的温度。
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