CN109724774A - 一种通用板式翅片流体流动测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种通用板式翅片流体流动测试装置及测试方法，该测量装置由基座、压力表、实验水洞、流量表、水泵、恒温水箱、高清相机、片激光发生器、固定支架和电脑组成。压力表分别布置在实验水洞出入口处，流量表布置在实验水洞入口管道上。片激光发生器安装在实验水洞一侧，高清相机与激光面垂直并和计算机信号连接。调节流量控制阀可以调整实验水洞内流量，调节恒温水箱温度可以调整工作液体温度，通过高清相机采集不同流量和不同工作液体温度的板式翅片流场图像。本发明实现了不同结构和类型板式翅片流场采集的通用性，降低了流场测量的实验成本。

Description

一种通用板式翅片流体流动测试装置及测试方法

技术领域

本发明属于流体力学实验技术领域，具体涉及一种通用板式翅片流体流动测试装置及测试方法。

背景技术

目前，板式翅片的测量大都局限于翅片出入口速度及压强，现有的实验装置很少关注翅片结构对流场流动的影响。仅有的实验装置由于其通用性差，致使实验所需成本居高不下。通用板式翅片流体流动测试装置及测试方法，提供了一种装置和方法可重复测量不同结构和类型的板式翅片流场，对于深入研究板式翅片流场结构演化规律,完善散热器器内部流动机理,推动板式散热器现代设计理论与方法具有重要意义和作用。

发明内容

本发明针对在板式翅片流场测试过程中，不同结构和类型翅片流场测试通用性差的问题，设计了一种通用板式翅片流体流动测试装置，并阐述其测试方法。通过实验水洞、恒温水箱、泵、流量调节阀、计算机、高清相机、片激光发生器、压力表和流量表实现流量和温度的控制以及流场的采集。为板式翅片系列化设计提供重要的实验方法与参考经验。

结合说明书附图，本发明采用的技术方案如下：

(1)本专利中一种通用板式翅片流体流动测试装置，由基座、压力表、实验水洞、流量表、水泵、恒温水箱、高清相机、片激光发生器、固定支架和计算机组成，所述的实验水洞、恒温水箱和水泵通过管路串联，两个所述压力表分别布置在实验水洞出入口处，所述流量表布置在实验水洞入口管道上，所述片激光发生器安装在实验水洞一侧，使激光面与待测板式翅片平面平行，所述高清摄像机通过固定支架固定在实验水洞上方，高清相机与激光面相互垂直；所述计算机与高清相机连接，实时存储相机拍摄图片。

(2)通用板式翅片流体流动测试装置，其中，所述的实验水洞，包括盖板、实验腔室和垫板，盖板、实验腔室和垫板均由透明有机玻璃板制成，通过垫板可将不同结构和类型的待测板式翅片固定在实验腔室中间位置，盖板与实验腔室通过螺栓连接并使用硅酮玻璃胶密封。

(3)通用板式翅片流体流动测试装置，其中，所述恒温水箱，控制流入实验水洞的示踪粒子混合流体温度达到指定值；所述流量控制阀，控制流入实验水洞的混合流体流量。

(4)通用板式翅片流体流动测试方法，其中，所述测量方法在如前所述的通用板式翅片流体流动测试装置上进行，具体过程如下：

第一步、根据权利要求1所述将测量装置各部分进行安装连接，调节基座使实验水洞水平，通过垫片将测试翅片位置确定在腔室中间，通过螺栓和硅酮玻璃胶将盖板和实验腔室密封连接，开启恒温水箱使示踪粒子混合流体温度达到指定值，调节片激光发生器固定支架使激光面与待测板式翅片平面平行，打开片激光发生器使激光将待测流场照亮；

第二步、打开水泵，通过流量控制阀使流量达到指定流量，待混合流体充满整个循环管路且液体流动稳定后，调节高清相机固定支架使相机与激光面垂直，利用高清相机采集实验水洞内的流场图像，计算机存储采集的图像；

第三步、通过压力表读取待测试板式翅片出口和入口的压强值。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1.本发明所述一种通用板式翅片流体流动测试装置及测试方法解决了不同结构和类型板式翅片流场采集的通用性，使翅片流场测量成本大大降低。

2.本发明所述一种通用板式翅片流体流动测试装置及测试方法，通过流量控制阀和恒温水箱实现了在不同流量和不同温度下，板式翅片流场的采集，对于深入研究板式翅片流场结构演化规律，完善散热器器内部流动机理，推动板式散热器现代设计理论与方法具有重要意义和作用。

附图说明

图1为本发明一种通用板式翅片流体流动测试装置及测试方法的整体结构图；

其中，1、实验水洞，2、第一压力表，3、流量表，4、管路，5、流量控制阀，6、水泵，7、基座，8、恒温水箱，9、计算机，10、第二压力表，11、相机固定支架，12、高清相机，13、片激光发生器，14、激光发生器固定支架。

图2为实验水洞的分解图；

其中，16、垫板，17、待测板式翅片，18、实验腔室，19、盖板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，本发明专利一种通用板式翅片流体流动测试装置，由基座、压力表、实验水洞、流量表、水泵、恒温水箱、高清相机、片激光发生器、固定支架和计算机组成；实验水洞、恒温水箱和水泵通过管路串联放置在基座上，调节基座使实验水洞水平；两个压力表分别布置在实验水洞出入口处，流量表布置在实验水洞入口管道上，片激光发生器布置在实验水洞一侧，调节固定支架使激光面与待测板式翅片平面平行，所述高清相机通过固定支架固定在实验水洞上方，高清相机与激光面相互垂直；所述计算机与高清相机连接，实时存储相机拍摄图像。

如图2所示，实验水洞由盖板、实验腔室和垫板组成，盖板、实验腔室和垫板均由透明玻璃板制成，通过垫板可将不同结构和类型的待测板式翅片固定在实验腔室中间位置，盖板与实验腔室通过螺栓连接并使用硅酮玻璃胶密封。

第一步、将各部分测量装置按上述方式进行安装连接，调节基座使实验水洞水平，通过垫片将测试翅片位置确定在腔室中间，通过螺栓和硅酮玻璃胶将盖板和实验腔室密封连接，开启恒温水箱使示踪粒子混合流体温度达到指定值，调节片激光发生器固定支架使激光面与测试板式翅片平面平行，打开片激光发生器使激光将待测流场照亮；

第二步、打开水泵，通过流量控制阀使流量调至指定流量，使混合流体充满整个循环管路，待液体流动稳定后，调节高清相机固定支架使相机与激光片垂直，利用高清相机采集实验水洞内的流场图像；

第三步、通过压力表读取待测试板式翅片出口和入口的压强值。

以上所述仅为本发明的实时例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种通用板式翅片流体流动测试装置，由基座、压力表、实验水洞、流量表、恒温水箱、高清相机、片激光发生器、固定支架和计算机组成，其特征在于：

水泵、实验水洞和恒温水箱通过管路串联形成回路；压力表分别布置在实验水洞出入口处，流量表布置在实验水洞入口管道上；片激光发生器安装在实验水洞一侧，使激光面与待测板式翅片平面平行；高清相机通过固定支架固定在实验水洞上方，高清相机与激光面相互垂直；计算机与高清相机连接，实时采集存储相机拍摄图片。

2.根据权利要求1所述的一种通用板式翅片流体流动测试装置，其特征在于：

所述的实验水洞，包括盖板、实验腔室和垫板；盖板、实验腔室和垫板均由透明有机玻璃板制成；通过垫板可将不同结构和不同类型的待测板式翅片固定在实验腔室中间位置，盖板与实验腔室通过螺栓连接并使用硅酮玻璃胶密封。

3.根据权利要求1所述的一种通用板式翅片流体流动测试装置，其特征在于：

所述恒温水箱，控制流入实验水洞的示踪粒子混合流体温度在指定值；所述流量控制阀，控制流入实验水洞的流量。

4.根据权利要求1所述的一种通用板式翅片流体流动测试装置，其特征在于：

所述的测试装置，在控制流经待测翅片的示踪粒子混合流体温度和流量时，实时采集待测翅片出口和入口处的压强值，并拍摄存储流体流动高清照片。

5.一种通用板式翅片流体流动测试方法在权利要求1所述的一种通用板式翅片流体流动测试装置上进行，具体过程如下：

第一步、根据权利要求1所述将测量装置各部分进行安装连接，调节基座使实验水洞水平，通过垫片将测试翅片位置确定在腔室中间，通过螺栓和硅酮玻璃胶将盖板和实验腔室密封连接，开启恒温水箱使示踪粒子混合流体温度达到指定值，调节片激光发生器固定支架使激光片与测试板式翅片平面平行，打开片激光发生器使激光将待测流场照亮；

第二步、打开水泵，通过流量控制阀使流量调至指定流量，待混合流体充满整个循环管路且流动稳定后，调节高清相机固定支架使相机与激光面垂直，利用高清相机拍摄实验水洞内的流场图像，同时计算机存储图像；

第三步、通过压力表读取待测试板式翅片出口和入口的压强值。