CN106908264A - 一种滑油冷却器效率的测试系统及其测试方法 - Google Patents
一种滑油冷却器效率的测试系统及其测试方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种滑油冷却器效率的测试系统及其测试方法，包括润滑油回路和空气回路，所述润滑油回路包括油箱、电加热器、油泵、冷油器、输入连接管道和输出连接管道，所述空气回路包括冷却风机、整流分配段、输入连接风道和输出连接风道，本发明设有多个温度计、压力表和流量计，可充分监测各环节的数据并记录，而且利用空气温升冷却，节约宝贵的水资源；空气可随意取得，选址不受限制；空气腐蚀性小，设备使用寿命长；结构紧凑，测试方法准确，适合应用于对空间限制比较严格的场合，比如海上平台等。
Description
技术领域
本发明涉及一种油冷却器设备领域，特别是涉及一种滑油冷却器效率的测试系统及其测试方法。
背景技术
液压系统和润滑系统是各种机械设备上的重要组成部分。液压系统在工作的时候需要持续的保持较高压力状态，会产生大量的热量，在长时间工作后机械中的油温会快速升高，如果不能及时的将其热量散发出来，会导致机械中油的粘度会随着油温升高而变低，油压也会达不到机器正常的工作状态，甚至会造成机械系统内的主要密封元件破损，构成机械的安全隐患，为保证机组能够在安全稳定的状态下运行，必须把油温控制在规定的范围内，润滑系统的油温升高主要原因虽然和液压系统不完全相同，但是，同样需要把油温控制在规定的范围内，滑油冷却器是液压系统和润滑系统中普遍使用的一种滑油冷却设备，利用该设备可使具有一定温差的两种流体介质实现热交换，从而达到降低油温、保证系统正常运行的目的，所以滑油冷却器的工作效率至关重要。
现有技术中，滑油冷却器多采用理论计算数值，特别是滑油冷却器的关键部件—换热管的生产制造多采用铜管外缠绕铜翅片加内部扰流片，由于传热系数不高，多是通过增加换热面积、增加流程和增大空气流量达到换热要求，增加流程导致流动阻力会造成产品偏大，无法满足滑油系统对阻力的要求。如果保证滑油冷却器的阻力和换热效果满足滑油系统的要求，则需要增加换热管数量和管内径，降低管内介质流速，带来的问题是滑油冷却器外形尺寸庞大，无法满足现场要求。
发明内容
本发明的目的是一种滑油冷却器效率的测试系统及测试方法，采用计算机仿真计算，对不同形式的换热管内部翅片结构进行计算，找出了换热效果最好的翅片结构形式，根据仿真计算结果确定设计方案，并搭建试验平台制造样机进行试验验证，最终完成产品设计，保证了产品换热管内翅片与换热管内壁面的有效合理的接触面积同时，提高了产品换热效果，而且加工成本低，消除理论值与实际值的差距，使滑油冷却器能够完全满足实际使用数值。
本发明的目的通过以下技术方案实现的：
一种滑油冷却器效率的测试系统，包括润滑油回路和空气回路，其中，所述的润滑油回路包括油箱、电加热器、油泵、冷油器、输入连接管道和输出连接管道，所述的空气回路包括冷却风机、整流分配段、输入连接风道和输出连接风道，所述的油箱内部设有电加热器，所述的油箱顶部设有排油烟机，所述的油箱侧面顶端设有再循环油管，所述的再循环油管与油箱相连通，所述的油箱右侧设有油泵，所述的油泵左右两端设有油泵进口管和油泵出口管，所述的油泵通过左端设置的油泵进口管与油箱相连通，所述的油泵与冷油器之间设有输入连接管道，所述的输入连接管道一端与冷油器入口相连接，另一端与再循环油管和油泵出口管通过三通相连接；所述的输入连接管道上设有过滤器，所述的冷油器出口通过输出连接管道与油箱相连通，所述的冷油器下方设有整流分配段，所述的整流分配段通过输入连接风道与冷油器相连接，所述的整流分配段下方设有冷却风机，所述的冷却风机通过输入连接风道与整流分配段相连接，所述的冷油器顶部设有输出连接风道，所述的输入连接管道与冷油器之间依次设有过滤器、油侧入口温度计、油侧入口压力表和油侧入口流量计，所述的输出连接管道依次设有油侧出口温度计和油侧出口压力表，所述的输入连接风道位于整流分配段与冷油器之间，其上依次设有空气侧入口温度计和空气侧入口压力表，所述的输出连接风道上依次设有气体流量计、空气侧出口压力表和空气侧出口温度计。
所述的一种滑油冷却器效率的测试系统，所述的再循环油管、油泵进口管、输入连接管道位于油侧入口压力表与油侧入口流量计之间，输入连接管道位于油侧入口流量计与冷油器之间，输出连接管道位于冷油器和油侧出口温度计之间均设有截止阀。
所述的一种滑油冷却器效率的测试系统，所述油箱1内部设有液位计。
所述的一种滑油冷却器效率的测试系统，所述输入连接管道位于过滤器与三通之间和冷却风机底部入口端均设有流量调节阀。
所述的一种滑油冷却器效率的测试方法，其测试方法的具体实施步骤为：
步骤1：试验台的搭建：
实验平台主要分为两部分：
1．1润滑油回路（高温）
润滑油回路为闭式回路，润滑油首先在油箱中通过电加热器加热到实验需要的温度，然后在油泵的作用下，流入冷油器中，在冷油器换热管中和管外的空气进行热交换后，温度下降，再经管道流回油箱中，从而完成一个流动循环。
1.2，空气回路（低温）
空气回路为开式系统，环境中的空气在风机的作用下，流经冷油器换热管的外端，经过换热后，由风道引出排入大气中。
步骤2：测点
2.1压力测点
冷油器润滑油进口的压力以及空气侧进口的压力
2．2温度测点
油箱中润滑油的温度、冷油器处润滑油侧进口和出口的温度，冷油器处空气侧进口和出口的温度
2.3压差测点
冷油器处润滑油进出口的压差；冷油器处空气侧进出口的压差
2.4流量测点
润滑油回路中油的流量；空气侧空气的流量
试验参数
滑油牌号为：ISO VG46
滑油流量：240lpm；
滑油进口最高温度：80℃；
滑油出口最高温度：55℃；
空气最高进口温度：35℃；
滑油冷却器设计压力为：0.7MPa；
压力损失：＜0.2bar
风机噪声等级：与气流方向成90°处不超过85dB(A)
步骤3：油箱系统
3.1油箱
油箱初步设计容积为3立方米。主要考虑为后续其他研究可能需要大的储油箱而设计（但就本次冷油器实验而言，油箱的容积1立方米即可。）
初步设计油箱尺寸为长2米，宽1米，高1.5米。
3.2 油泵
实验润滑油最大流量为240lpm，留一定余量，按照300lpm设计（润滑油密度为876 m3/kg）。
油回路总的压损：可以推测回路的最大压损为0.7MP，留一定余量（包括考虑以后油泵作为其他实验等用途），油泵压头设计为1MPa。
因而油泵最终选型：流量压头
配套电机的功率：
K为电动机容量安全系统，一般为1.15~1.5，本次计算取值1.3
电机功率取值为：11 kW
3．3 截止阀
油箱出口设一个截止阀，当油泵需要检修时，可以关闭截止阀，切断油箱和油泵的连通。
3.4 管道
步骤4：润滑油回路系统
4.1 管道基本尺寸参数
管道规格：DN50*3
4.2 管道长度设计
4.3 流量计选型
设计工况的流量为，选择量程为的流量计。
4.4 润滑油回路主要管道尺寸初步设计
步骤5：冷油器设计
5.1冷油器结构
先做23根换热管的实验，可以近似认为是整机的1/5，通过试验件验证换热管的换热效果，实验表明换热管满足换热要求的前提下再做整机进行换热器性能测试。
5.2基本尺寸
换热器长度：约1700mm
换热器宽度：约310mm
换热器高度：约300mm
步骤6：空气侧回路
6.1基本结构
整机试验时，油温从80度降为55度，空气温度从35度升至55度。
整机模型，换热管一共为120根，本次实验系统模拟24根，为五分之一。
油放出的热量为：
因而空气吸收的热量与油放出的热量相等，可以得到：
计算得到风量为：
6.2风机选型
由上述计算可知，风机的最大风量为7200m3/h。
风机压头的计算如下：
采用CFD模型，建立了一个管翅式结构的换热器，翅片尺寸如图，翅片厚度为0.2mm，翅片间距为2mm。
在额定风速下，流过换热器的空气阻力损失为100Pa。
其次考虑到实验系统中连接的管路等配套管道的压力损失，初步估算为100Pa。
其次再留有20%的余量，可以计算得到需要的总的压头为240Pa。
因而风机最终选型：流量压头
配套电机的功率：
K为电动机容量安全系统，一般为1.15~1.5，本次计算取值1.3
因而，电机功率取值为：0.8 kW。
考虑到可能会做一些超额定工况的实验，因此选择风机的时候可以选择一个大一点的风机。
可以选择轴流式风机，风机风量9336m3/h，压头483Pa，功率1.5kW。（配一个变频器，调节转速和风量）
6.3 空气侧管道尺寸
待风机型号确定后,根据风机出口尺寸和试验段石村，加工相应的方形的通风管道。
步骤7：主要测量仪表
7.1 主要测量参数
实验过程中，需要测量油箱中油的温度，油回路油的流量，冷油器中油侧进出口温度以及压损。
空气侧：需要测量空气的流量，冷却器空气侧进出口的温度和压损。
步骤8，换热计算分析
测试发现，内部翅片采用铜结构，紫铜换热性能最好。
三种翅片结构的计算结果比较接近，采用打断的肋片，流动扰动可以增加，但是换热面积会变小，采用通肋，流动扰动不会增强，但是可以增大换热面积。因此，可以在加工允许的条件下，选择几种结构中的一种即可。
在综合考虑三种翅片的换热效果及优缺点后，通过进一步的优化，内翅片的结构最终定型为如下结构：
由于管内为层流换热，一般地，对于光滑圆管层流，管内换热对于的Nu数为3.66 （等壁温）或者4.36（等热流），因而可以得到管内换热系数在层流状态下基本为常数，通过采用强化换热的措施，管内换热系数将增大，由于流体仍然处于层流状态，认为管内的换热系数为某一个定值。管外为空气外流管束换热，在维持风速不变的前提下，其换热系数也近似不变。因此，确定不同功率产品时，可以近似认为本发明中冷油器的传热系数K近似相等，不同功率的产品可以通过改变换热管的换热面积来确定。
本发明的有益效果：本发明通过管路中设置的多个温度计、压力表和流量计，可充分监测各环节的数据并记录，通过分析计算数据得出滑油冷却器的实际工作效率，避免了因实际效率和理论效率存在差值而导致其他设备运行存在安全隐患和效率降低的问题，利用空气温升冷却，节约宝贵的水资源；空气可随意取得，选址不受限制；空气腐蚀性小，设备使用寿命长，结构紧凑，测试方法准，适合应用于对空间限制比较严格的场合，比如海上平台等。
附图说明：
图1是本发明一种用于滑油冷却器效率的测试系统。
图中，1-油箱、2-电加热器、3-油泵、4-冷油器、5-输入连接管道、6-输出连接管道、7-冷却风机、8-整流分配段、9-输入连接风道、10-输出连接风道、11-排油烟机、12-再循环油管、13-油泵进口管、14-油泵出口管、15-三通、16-过滤器、17-油侧入口温度计、18-油侧入口压力表、19-油侧入口流量计、20-油侧出口温度计、21-油侧出口压力表、22-空气侧入口温度计、23-空气侧入口压力表、24-气体流量计、25-空气侧出口压力表、26-空气侧出口温度计、27-截止阀、28-液位计、29-流量调节阀。
具体实施方式
下面结合附图通过具体实施例对本发明作进一步详细说明：
实施例1
一种滑油冷却器效率的测试系统，包括润滑油回路和空气回路，其中，所述的润滑油回路包括油箱1、电加热器2、油泵3、冷油器4、输入连接管道5和输出连接管道6，所述的空气回路包括冷却风机7、整流分配段8、输入连接风道9和输出连接风道10，所述的油箱1内部设有电加热器2，所述的油箱1顶部设有排油烟机11，所述的油箱1侧面顶端设有再循环油管12，所述的再循环油管12与油箱1相连通，所述的油箱1右侧设有油泵3，所述的油泵3左右两端设有油泵进口管13和油泵出口管14，所述的油泵3通过左端设置的油泵进口管13与油箱1相连通，所述的油泵3与冷油器4之间设有输入连接管道5，所述的输入连接管道5一端与冷油器4入口相连接，另一端与再循环油管12和油泵出口管14通过三通15相连接；所述的输入连接管道5上设有过滤器16，所述的冷油器4出口通过输出连接管道6与油箱1相连通，所述的冷油器4下方设有整流分配段8，所述的整流分配段8通过输入连接风道9与冷油器4相连接，所述的整流分配段8下方设有冷却风机7，所述的冷却风机7通过输入连接风道9与整流分配段8相连接，所述的冷油器4顶部设有输出连接风道10，所述的输入连接管道5与冷油器4之间依次设有过滤器16、油侧入口温度计17、油侧入口压力表18和油侧入口流量计19，所述的输出连接管道6依次设有油侧出口温度计20和油侧出口压力表21，所述的输入连接风道9位于整流分配段8与冷油器4之间，其上依次设有空气侧入口温度计22和空气侧入口压力表23，所述的输出连接风道10上依次设有气体流量计24、空气侧出口压力表25和空气侧出口温度计26。
实施例2
所述的再循环油管12、油泵进口管13、输入连接管道5位于油侧入口压力表18与油侧入口流量计19之间，输入连接管道5位于油侧入口流量计19与冷油器4之间，输出连接管道5位于冷油器4和油侧出口温度计20之间均设有截止阀27。
实施例3
所述油箱1内部设有液位计28。
实施例4
所述输入连接管道5位于过滤器16与三通15之间和冷却风机7底部入口端均设有流量调节阀29。
实施例5
油箱1最佳方案的规格为容积3000L
实施例6
油泵3最佳方案的规格为：流量300L/min，压力1.0Mpa，对应驱动油泵的电机规格为功率为11KW，变频范围5Hz-50Hz，驱动电压AC380V。
实施例7
冷油器4最佳方案的规格为：最大功率210KW，入口油温为85°C、出口油温为55°C，入口空气温度为35°C，出口温度55°C。
实施例8
电加热器2最佳方案的规格为：功率为0.16KW、接入电压AC220V。
实施例9
排油烟机11最佳方案的规格为：功率0.37KW、接入电压AC380V、转送2800r/min。
实施例10
工作介质即润滑油最佳方案的型号为：ISO VG46号汽轮机油。
实施例11
冷却风机7最佳方案的规格为：功率30KW、流量600m³/min、压升2.6KPa。
实施例12
各测量仪表的最佳方案推荐测量范围：油侧入口温度计17、油侧出口温度计20、空气侧入口温度计22和空气侧出口温度计26：0-100°C，油侧入口压力表18和油侧出口压力表21：0-1MPa，空气侧入口压力表23和空气侧出口压力表25：0-0.16MPa，油侧入口流量计19：0-20m³/h，气体流量计24：0-600m³/min，液位计28：0-1M。
实施例13
所述的一种滑油冷却器效率及其测试方法，其测试方法的具体实施步骤为：
步骤1：试验台的搭建：
实验平台主要分为两部分：
1．1润滑油回路（高温）
润滑油回路为闭式回路，润滑油首先在油箱中通过电加热器加热到实验需要的温度，然后在油泵的作用下，流入冷油器中，在冷油器换热管中和管外的空气进行热交换后，温度下降，再经管道流回油箱中，从而完成一个流动循环。
1.2空气回路（低温）
空气回路为开式系统，环境中的空气在风机的作用下，流经冷油器换热管的外端，经过换热后，由风道引出排入大气中。
步骤2：测点
2.1压力测点
冷油器润滑油进口的压力以及空气侧进口的压力
2．2温度测点
油箱中润滑油的温度、冷油器处润滑油侧进口和出口的温度，冷油器处空气侧进口和出口的温度
2.3压差测点
冷油器处润滑油进出口的压差；冷油器处空气侧进出口的压差
2.4流量测点
润滑油回路中油的流量；空气侧空气的流量
2.5试验参数
滑油牌号为：ISO VG46；
滑油流量：240lpm；
滑油进口最高温度：80℃；
滑油出口最高温度：55℃；
空气最高进口温度：35℃；
滑油冷却器设计压力为：0.7MPa；
压力损失：＜0.2bar
风机噪声等级：与气流方向成90°处不超过85dB(A)。
步骤3：油箱系统
3.1油箱
油箱初步设计容积为3立方米。主要考虑为后续其他研究可能需要大的储油箱而设计；
初步设计油箱尺寸为长2米，宽1米，高1.5米。
3.2 油泵
实验润滑油最大流量为240lpm，留一定余量，按照300lpm设计。（润滑油密度为876m3/kg）；
油回路总的压损：可以推测回路的最大压损为0.7MP，留一定余量（包括考虑以后油泵作为其他实验等用途），油泵压头设计为1MPa。
因而油泵最终选型：流量压头
配套电机的功率：
K为电动机容量安全系统，一般为1.15~1.5，本次计算取值1.3
电机功率取值为：11 kW
3．3 截止阀
油箱出口设一个截止阀，当油泵需要检修时，可以关闭截止阀，切断油箱和油泵的连通。
3.4 管道
步骤4：润滑油回路系统
4.1 管道基本尺寸参数
管道规格：DN50*3。
4.2 管道长度设计
4.3 流量计选型
设计工况的流量为，选择量程为的流量计。
4.4 润滑油回路主要管道尺寸初步设计
步骤5， 冷油器设计
5.1冷油器结构
先做23根换热管的实验，可以近似认为是整机的1/5，通过试验件验证换热管的换热效果，实验表明换热管满足换热要求的前提下再做整机进行换热器性能测试。
5.2基本尺寸
换热器长度：约1700mm；
换热器宽度：约310mm；
换热器高度：约300mm；
步骤6：空气侧回路
6.1基本结构
整机试验时，油温从80度降为55度，空气温度从35度升至55度。
整机模型，换热管一共为120根，本次实验系统模拟24根，为五分之一。
油放出的热量为：
因而空气吸收的热量与油放出的热量相等，可以得到：
计算得到风量为：
6.2风机选型
由上述计算可知，风机的最大风量为7200m3/h。
风机压头的计算如下：
采用CFD模型，建立了一个管翅式结构的换热器，翅片尺寸如图，翅片厚度为0.2mm，翅片间距为2mm；
在额定风速下，流过换热器的空气阻力损失为100P；
其次考虑到实验系统中连接的管路等配套管道的压力损失，初步估算为100Pa；
其次再留有20%的余量，可以计算得到需要的总的压头为240Pa。
因而风机最终选型：流量压头
配套电机的功率：
K为电动机容量安全系统，一般为1.15~1.5，本次计算取值1.3
因而，电机功率取值为：0.8 kW。
考虑到可能会做一些超额定工况的实验，因此选择风机的时候可以选择一个大一点的风机。
可以选择轴流式风机，风机风量9336m3/h，压头483Pa，功率1.5kW（配一个变频器，调节转速和风量）。
6.3 空气侧管道尺寸
待风机型号确定后,根据风机出口尺寸和试验段石村，加工相应的方形的通风管道。
步骤7：主要测量仪表
7.1 主要测量参数
实验过程中，需要测量油箱中油的温度，油回路油的流量，冷油器中油侧进出口温度以及压损；
空气侧：需要测量空气的流量，冷却器空气侧进出口的温度和压损。
7.2 测量仪表选型
| 序号 | 名称 | 规格 | 数目 |
| 1 | 流量计（油） | 1 | |
| 2 | 流量计（空气） | 1 | |
| 3 | 温度计（油） | 带数据显示和模数转换单元的气体温度计，范围0-100℃ | 2 |
| 4 | 温度计（空气） | 带数据显示和模数转换单元的气体温度计，范围0-100℃ | 2 |
| 5 | 压力表（油） | 带数据显示和模数转换单元的气体压力表，表压范围1MPa | 1 |
| 6 | 压力表（空气） | 带数据显示和模数转换单元的气体压力表，表压范围0-6000Pa | 1 |
| 7 | 压差计（油） | 带数据显示和模数转换单元的气体压力表，表压范围0-50kPa | 1 |
| 8 | 压差计（空气） | 带数据显示和模数转换单元的气体压力表，表压范围0-5kPa | 1 |
步骤8：冷油器产品分析
8.1换热计算分析
（1）内部翅片长、短翅片（八针）结构计算结果
1）翅片结构图
长翅片：截面尺寸1mm*5mm；中心棒直径：7mm；翅片间距：5mm；
长翅片：截面尺寸1mm*2mm；中心棒直径：7mm；翅片间距：1mm。
2）计算结果
长翅片结构：
材质为紫铜：
| 进口速度 | 流量 | 平均换热量 |
| m/s | LPM | kW |
| 0.02 | 51.12 | 91.27 |
| 0.05 | 127.80 | 133.01 |
| 0.1 | 255.60 | 161.14 |
| 额定参数 | 240 | 157.70 |
材质为黄铜：
| 进口速度 | 流量 | 平均换热量 |
| m/s | LPM | kW |
| 0.02 | 51.12 | 86.03 |
| 0.05 | 127.80 | 123.37 |
| 0.1 | 255.60 | 148.32 |
| 额定参数 | 240 | 145.27 |
材质为碳钢：
| 进口速度 | 流量 | 平均换热量 |
| m/s | LPM | kW |
| 0.02 | 51.12 | 79.04 |
| 0.05 | 127.80 | 113.74 |
| 0.1 | 255.60 | 134.13 |
| 额定参数 | 240 | 131.64 |
短翅片结构：
材质为紫铜：
| 进口速度 | 流量 | 平均换热量 |
| m/s | LPM | kW |
| 0.02 | 51.12 | 92.15 |
| 0.05 | 127.80 | 133.92 |
| 0.1 | 255.60 | 163.43 |
| 额定参数 | 240 | 159.82 |
材质为黄铜：
| 进口速度 | 流量 | 平均换热量 |
| m/s | LPM | kW |
| 0.02 | 51.12 | 86.91 |
| 0.05 | 127.80 | 130.25 |
| 0.1 | 255.60 | 158.39 |
| 额定参数 | 240 | 154.96 |
材质为碳钢：
| 进口速度 | 流量 | 平均换热量 |
| m/s | LPM | kW |
| 0.02 | 51.12 | 80.35 |
| 0.05 | 127.80 | 115.58 |
| 0.1 | 255.60 | 137.79 |
| 额定参数 | 240 | 135.08 |
（2）内部翅片通肋结构计算结果
3）翅片结构图
4）计算结果
材质为紫铜：
| 进口速度 | 流量 | 平均换热量 |
| m/s | LPM | kW |
| 0.02 | 51.12 | 93.46 |
| 0.05 | 127.80 | 136.22 |
| 0.1 | 255.60 | 166.63 |
| 额定参数 | 240 | 162.92 |
材质为黄铜：
| 进口速度 | 流量 | 平均换热量 |
| m/s | LPM | kW |
| 0.02 | 51.12 | 90.40 |
| 0.05 | 127.80 | 130.25 |
| 0.1 | 255.60 | 158.39 |
| 额定参数 | 240 | 154.96 |
材质为碳钢：
| 进口速度 | 流量 | 平均换热量 |
| m/s | LPM | kW |
| 0.02 | 51.12 | 85.60 |
| 0.05 | 127.80 | 122.00 |
| 0.1 | 255.60 | 146.95 |
| 额定参数 | 240 | 143.90 |
（3）国外产品换热性能参数
SHE公司产品的型号如下：
| 名称 | 换热功率 | 额定流量 | 电机功率 | 长 | 宽 | 换热管根数 |
| SHE | 140kW | 240 | 3kW | 1780 | 1480 | 120 |
（4）对比分析确定参数
对于几种结构的计算汇总如下：
（5）换热计算分析
测试发现：内部翅片采用铜结构，紫铜换热性能最好。三种翅片结构的计算结果比较接近，采用打断的肋片，流动扰动可以增加，但是换热面积会变小，采用通肋，流动扰动不会增强，但是可以增大换热面积，因此，可以在加工允许的条件下，选择几种结构中的一种即可。在综合考虑三种翅片的换热效果及优缺点后，通过进一步的优化，内翅片的结构最终定型为如下结构：
由于管内为层流换热，一般地，对于光滑圆管层流，管内换热对于的Nu数为3.66 （等壁温）或者4.36（等热流），因而可以得到管内换热系数在层流状态下基本为常数，通过采用强化换热的措施，管内换热系数将增大，由于流体仍然处于层流状态，认为管内的换热系数为某一个定值。管外为空气外流管束换热，在维持风速不变的前提下，其换热系数也近似不变。因此，确定不同功率产品时，可以近似认为本发明中冷油器的传热系数K近似相等，不同功率的产品可以通过改变换热管的换热面积来确定。
以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干改进和位置变换，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种滑油冷却器效率的测试系统，包括润滑油回路和空气回路，其中，所述的润滑油回路包括油箱、电加热器、油泵、冷油器、输入连接管道和输出连接管道；所述的空气回路包括冷却风机、整流分配段、输入连接风道和输出连接风道，所述的油箱内部设有电加热器；所述的油箱顶部设有排油烟机；所述的油箱侧面顶端设有再循环油管；所述的再循环油管与油箱相连通；所述的油箱右侧设有油泵，所述的油泵左右两端设有油泵进口管和油泵出口管；所述的油泵通过左端设置的油泵进口管与油箱相连通，所述的油泵与冷油器之间设有输入连接管道；所述的输入连接管道一端与冷油器入口相连接，另一端与再循环油管和油泵出口管通过三通相连接；所述的输入连接管道上设有过滤器；所述的冷油器出口通过输出连接管道与油箱相连通，所述的冷油器下方设有整流分配段，所述的整流分配段通过输入连接风道与冷油器相连接；所述的整流分配段下方设有冷却风机；所述的冷却风机通过输入连接风道与整流分配段相连接；所述的冷油器顶部设有输出连接风道；所述的输入连接管道与冷油器之间依次设有过滤器、油侧入口温度计、油侧入口压力表和油侧入口流量计，所述的输出连接管道依次设有油侧出口温度计和油侧出口压力表，所述的输入连接风道位于整流分配段与冷油器之间，其上依次设有空气侧入口温度计和空气侧入口压力表；所述的输出连接风道上依次设有气体流量计、空气侧出口压力表和空气侧出口温度计；所述的再循环油管、油泵进口管、输入连接管道位于油侧入口压力表与油侧入口流量计之间，输入连接管道位于油侧入口流量计与冷油器之间，输出连接管道位于冷油器和油侧出口温度计之间均设有截止阀；所述油箱1内部设有液位计；所述输入连接管道位于过滤器与三通之间和冷却风机底部入口端均设有流量调节阀。
2.根据权利要求1所述的一种滑油冷却器效率及其测试方法，其特征在于：其测试方法的具体实施步骤为：
步骤1：试验平台的搭建：
润滑油回路（高温）
润滑油回路为闭式回路，润滑油首先在油箱中通过电加热器加热到实验需要的温度，然后在油泵的作用下，流入冷油器中，在冷油器换热管中和管外的空气进行热交换后，温度下降，再经管道流回油箱中，从而完成一个流动循环。
3.步骤2：测点
压力测点
冷油器润滑油进口的压力以及空气侧进口的压力
温度测点
油箱中润滑油的温度、冷油器处润滑油侧进口和出口的温度，冷油器处空气侧进口和出口的温度
压差测点
冷油器处润滑油进出口的压差；冷油器处空气侧进出口的压差
流量测点
润滑油回路中油的流量；空气侧空气的流量
试验参数
滑油牌号为：ISO VG46
滑油流量：240lpm；
滑油进口最高温度：80℃；
滑油出口最高温度：55℃；
空气最高进口温度：35℃；
滑油冷却器设计压力为：0.7MPa；
压力损失：＜0.2bar
风机噪声等级：与气流方向成90°处不超过85dB(A)
油箱系统
油箱
油箱初步设计容积为3立方米。
4.步骤3：油泵最终选型：流量压头
配套电机的功率：
K为电动机容量安全系统，一般为1.15~1.5，本次计算取值1.3
电机功率取值为：11 kW
截止阀
油箱出口设一个截止阀，当油泵需要检修时，可以关闭截止阀，切断油箱和油泵的连通。
5.步骤4：管道
润滑油回路系统
管道基本尺寸参数
管道规格：DN50*3
管道长度设计
流量计选型
设计工况的流量为，选择量程为的流量计。
6.步骤5：润滑油回路主要管道尺寸初步设计
冷油器设计
冷油器结构
先做23根换热管的实验，可以近似认为是整机的1/5，通过试验件验证换热管的换热效果，实验表明换热管满足换热要求的前提下再做整机进行换热器性能测试。
7.步骤6：油放出的热量为：
因而空气吸收的热量与油放出的热量相等，可以得到：
计算得到风量为：
步骤7：风机选型
风机最终选型： 流量 压头
配套电机的功率：
K为电动机容量安全系统，一般为1.15~1.5，本次计算取值1.3
因而，电机功率取值为：0.8 kW。
8.步骤8：主要测量仪表
主要测量参数
实验过程中，需要测量油箱中油的温度，油回路油的流量，冷油器中油侧进出口温度以及压损。
9.步骤9：
在综合考虑三种翅片的换热效果及优缺点后，通过进一步的优化，内翅片的结构最终定型为如下结构：
由于管内为层流换热，一般地，对于光滑圆管层流，管内换热对于的Nu数为3.66 （等壁温）或者4.36（等热流），因而可以得到管内换热系数在层流状态下基本为常数，通过采用强化换热的措施，管内换热系数将增大，由于流体仍然处于层流状态，认为管内的换热系数为某一个定值。
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