CN112556472A - 一种环境风洞试验段用高温度均匀性冷热底板流道结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种环境风洞试验段用高温度均匀性冷热底板流道结构，所述一级进液管道、二级进液管道、三级进液管道和四级进液管道叠层分配组成一分八的进液管路，所述一级出液管道、二级出液管道、三级出液管道、四级出液管道和五级出液管道叠层分配组成十六合一的出液管路，所述出液管路的五级出液管道和进液管路的四级进液管道分别与U型流道中“U”的两个上端口和底部中间端口焊接方式连接；在涉及模拟温度层结的环境试验时，采用进出液管道叠层分配、相邻U型流道交错布置方式在保证流量均匀分配的基础上确保热量输送均匀，为试验段温度边界层形成和发展创造了条件，底板的温度分布均匀性已控制在1℃内。

Description

一种环境风洞试验段用高温度均匀性冷热底板流道结构
技术领域
本发明涉及试验设备板式换热器技术领域，具体涉及一种环境风洞试验段用高温度均匀性冷热底板流道结构。
背景技术
在涉及模拟温度层结的环境试验时，为了模拟各种稳定和不稳定条件下的环境气流，同时为了保证一定的雷诺数范围，温度剖面需要形成较大的温差，这就要求洞体回路上设置的换热器与试验段底板相互作用产生自然对流换热，其温度边界层逐渐形成并发展。温度边界层高的控制条件要求进出试验段底板的温差尽可能小，试验段底板应有较高的换热效率，这与试验段底板的流道结构形式有关。通常采用以下措施：
蛇形排管或蛇形盘管。通过在试验段底板的背面焊接蛇形排管或蛇形盘管，内通载冷剂形式对底板进行加热和冷却，但受结构布局的限制，底板的温度分布均匀性很难控制在1℃内。
一字型排管。通过在试验段金属底板的两端分别焊接一字型排管，排管分成多通道并分别与金属底板的流道相连，集中从一字型排管一端进出载冷剂形式对底板进行加热和冷却，载冷剂的流向可以是并流或逆流，但一字型排管自身结构布局即单进多出的特点，导致底板各流道的流量不稳定，有可能分配较均匀有可能分配极不均匀，底板的温度分布均匀性很难控制在1℃内。
发明内容
(1)要解决的技术问题
本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种环境风洞试验段用高温度均匀性冷热底板流道结构，以解决背景技术中提出的问题。
(2)技术方案
为了实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案为：
一种环境风洞试验段用高温度均匀性冷热底板流道结构，包括一级进液管道、二级进液管道、三级进液管道、四级进液管道、一级出液管道、二级出液管道、三级出液管道、四级出液管道、五级出液管道、U型流道和底板，所述底板背面焊接多个U型流道，所述U型流道中“U”的底部中间端口设有进液口，所述U型流道中“U”的两个上端口设有出液口，所述一级进液管道、二级进液管道、三级进液管道和四级进液管道叠层分配组成一分八的进液管路，所述一级出液管道、二级出液管道、三级出液管道、四级出液管道和五级出液管道叠层分配组成十六合一的出液管路，所述出液管路的五级出液管道和进液管路的四级进液管道分别与U型流道中“U”的两个上端口和底部中间端口焊接方式连接。
进一步地，相邻所述U型流道交错布置。
进一步地，所述二级进液管道、三级进液管道和四级进液管道分列在底板左右两侧。
进一步地，所述二级出液管道、三级出液管道、四级出液管道和五级出液管道分列在底板左右两侧。
进一步地，所述一级出液管道位于底板中间位置。
进一步地，所述一级进液管道位于底板中间位置。
(3)有益效果：
本发明中，在涉及模拟温度层结的环境试验时，采用进出液管道叠层分配、相邻U型流道交错布置方式在保证流量均匀分配的基础上确保热量输送均匀，为试验段温度边界层形成和发展创造了条件，底板的温度分布均匀性已控制在1℃内。该发明可扩展到相关的换热领域。
附图说明
图1为本发明环境风洞试验段用高温度均匀性冷热底板流道结构的结构示意图；
图2为本发明环境风洞试验段用高温度均匀性冷热底板流道结构的U型流道结构示意图。
附图标记如下：
一级进液管道1、二级进液管道2、三级进液管道3、四级进液管道4、一级出液管道5、二级出液管道6、三级出液管道7、四级出液管道8、五级出液管道9、U型流道10、底板11。
具体实施方式
下面结合附图1-2和实施例对本发明进一步说明：
在涉及模拟温度层结的环境风洞中，试验段底板由多块冷热底板组成，每块冷热底板3m长×3.6m宽，液体流向分别分为从左至右16流道，从右至左16流道，设置了一种环境风洞试验段用高温度均匀性冷热底板流道结构，包括一级进液管道1、二级进液管道2、三级进液管道3、四级进液管道4、一级出液管道5、二级出液管道6、三级出液管道7、四级出液管道8、五级出液管道9、U型流道10和底板11，所述底板11背面焊接多个U型流道10，相邻所述U型流道10交错布置，所述U型流道10中“U”的底部中间端口设有进液口，所述U型流道10中“U”的两个上端口设有出液口，可充分利用板面增加换热面积，所述一级进液管道1、二级进液管道2、三级进液管道3和四级进液管道4叠层分配组成一分八的进液管路，所述一级出液管道5、二级出液管道6、三级出液管道7、四级出液管道8和五级出液管道9叠层分配组成十六合一的出液管路，所述出液管路的五级出液管道9和进液管路的四级进液管道4分别与U型流道10中“U”的两个上端口和底部中间端口焊接方式连接。
本实施例中，所述底板11背面焊接U型流道10的数量由流量、换热面热流密度、压损等因素决定，相邻所述U型流道10交错布置，即
Figure BDA0002821952830000041
形式。
本实施例中，所述二级进液管道2、三级进液管道3和四级进液管道4分列在底板11左右两侧，每级间的管路采用等长等间距布置，确保流量的均匀分配，管路间采用焊接方式连接，确保密封的可靠。
本实施例中，所述二级出液管道6、三级出液管道7、四级出液管道8和五级出液管道9分列在底板11左右两侧，每级间的管路采用等长等间距布置，确保流量的均匀分配，管路间采用焊接方式连接，确保密封的可靠。
本实施例中，所述一级出液管道5位于底板11中间位置，提高液体流动稳定性。
本实施例中，所述一级进液管道1位于底板11中间位置，提高液体流动稳定性。
载冷剂首先通过一级进液管道1分二路进入位于底板11左右两侧叠层区域的二级进液管道2，再通过每侧叠层区域分二路进入三级进液管道3，最终经过四级进液管道4进入多个U型流道10中“U”的底部中间端口，分两路流经底板11后从U型流道10中“U”的两个上端口流出并进入五级出液管道9，最终通过出液管道流出，形成一次循环；左右两侧级间的管路采用等长等间距布置，确保流量的均匀分配。
进液管路的四级进液管道4和出液管路的五级出液管道9分别与U型流道10中“U”的底部中间端口和两个上端口焊接方式连接，确保载冷剂同时均匀进出位于试验段底板11上的U型流道10。
通过采用叠层排管方式。对一字型排管进行优化，采用排管叠层分配、相邻U型流道交错布置方式保证了流量的均匀分配，底板的温度分布均匀性已控制在1℃内。
本发明有益效果：
本发明中，在涉及模拟温度层结的环境试验时，采用进出液管道叠层分配、相邻U型流道交错布置方式在保证流量均匀分配的基础上确保热量输送均匀，为试验段温度边界层形成和发展创造了条件。该发明可扩展到相关的换热领域。
本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种环境风洞试验段用高温度均匀性冷热底板流道结构，包括一级进液管道、二级进液管道、三级进液管道、四级进液管道、一级出液管道、二级出液管道、三级出液管道、四级出液管道、五级出液管道、U型流道和底板，其特征在于，所述底板背面焊接多个U型流道，所述U型流道中“U”的底部中间端口设有进液口，所述U型流道中“U”的两个上端口设有出液口，所述一级进液管道、二级进液管道、三级进液管道和四级进液管道叠层分配组成一分八的进液管路，所述一级出液管道、二级出液管道、三级出液管道、四级出液管道和五级出液管道叠层分配组成十六合一的出液管路，所述出液管路的五级出液管道和进液管路的四级进液管道分别与U型流道中“U”的两个上端口和底部中间端口焊接方式连接。
2.如权利要求1所述的环境风洞试验段用高温度均匀性冷热底板流道结构，其特征在于：相邻所述U型流道交错布置。
3.如权利要求1所述的环境风洞试验段用高温度均匀性冷热底板流道结构，其特征在于：所述二级进液管道、三级进液管道和四级进液管道分列在底板左右两侧。
4.如权利要求1所述的环境风洞试验段用高温度均匀性冷热底板流道结构，其特征在于：所述二级出液管道、三级出液管道、四级出液管道和五级出液管道分列在底板左右两侧。
5.如权利要求1所述的环境风洞试验段用高温度均匀性冷热底板流道结构，其特征在于：所述一级出液管道位于底板中间位置。
6.如权利要求1所述的环境风洞试验段用高温度均匀性冷热底板流道结构，其特征在于：所述一级进液管道位于底板中间位置。
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