CN218782224U - 波纹带状传热器件性能评价的测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种波纹带状传热器件性能评价的测试装置，包括固定单元，用于固定待测的波纹带状传热器件；加热单元，加热单元和波纹带状传热器件的吸热端相贴，用于加热吸热端；冷却单元，冷却单元和波纹带状传热器件的放热端相贴，用于冷却放热端；检测单元，检测单元分别位于吸热端和放热端的一侧，用于测量吸热端和放热端的温度；显示单元，显示单元和检测单元电性连接，用于显示吸热端和放热端的温度。该实用新型能够获得波纹带状传热器件的传热性能参数，为传热器件的优化与更新提供数据支持。

Description

波纹带状传热器件性能评价的测试装置

技术领域

本实用新型涉及传热器件性能测试技术领域，具体为一种波纹带状传热器件性能评价的测试装置。

背景技术

电机悬伸部分绕组发热严重是限制电机功率进一步提升的主要原因，采用波纹带状的相变传热器件配合导热胶包裹悬伸部分绕组的散热方案，是实现电机高效散热的有效途径。然而，由于波纹带状的传热器件当前缺乏合适的性能评价的测试装置和测试方法，无法为传热器件优化与更新提供数据支持，因此导致器件的更新迭代迟缓。

实用新型内容

为了克服现有技术的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题在于提出一种波纹带状传热器件性能评价的测试装置，能够获得波纹带状传热器件的传热性能参数，为传热器件的优化与更新提供数据支持。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供的一种波纹带相变传热器件性能评价的测试装置，包括固定单元，用于固定待测的波纹带状传热器件；加热单元，加热单元和波纹带状传热器件的吸热端相贴，用于加热吸热端；冷却单元，冷却单元和波纹带状传热器件的放热端相贴，用于冷却放热端；检测单元，检测单元分别位于吸热端和放热端的一侧，用于测量吸热端和放热端的温度；显示单元，显示单元和检测单元电性连接，用于显示吸热端和放热端的温度。

本实用新型优选地技术方案在于，还包括测试台，测试台开设有容纳加热单元、冷却单元、检测单元的容纳区，加热单元、冷却单元、检测单元位于测试台内。

本实用新型优选地技术方案在于，加热单元包括有加热块和用于通电加热的加热棒，加热块中设有用于插入加热棒的加热孔，加热孔中设置有导热胶层，加热块的一表面相贴于吸热端。

本实用新型优选地技术方案在于，冷却单元包括液冷板和恒温水箱，液冷板和恒温水箱通过管道相连接，液冷板的一表面相贴于放热端。

本实用新型优选地技术方案在于，检测单元为K型热电偶，显示单元为电脑。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提出一种波纹带状传热器件性能评价的测试装置，测试装置通过设置有和波纹带状传热器件的吸热端和放热端紧密相贴的加热单元和冷却单元，在通过分别位于吸热端和放热端的一侧检测温度的检测单元，把检测出的温度数据输出到显示单元，通过公式计算即可得到波纹带状传热器件的传热系数以及极限传热功率等参数，实现波纹带状传热器件传热性能的精准测试，为传热器件的优化与更新提供数据支持。除此之外，本实用新型还具有如下优点：1、装置简单易于加工，各类元器件价格低廉，便于实现；2、操作简便，方便实用；3结构简单，对装配要求不高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例一的波纹带状传热器件的立体图；

图2为实施例一的波纹带状传热器件性能评价的测试装置的结构示意图；

图3为实施例一的测试台的立体图；

图4为实施例一的测试台的主视图；

图5为实施例一的传热系数K的测试方法的示意图；

图6为实施例一的极限传热功率的测试方法的示意图；

图7为实施例一的极限传热功率的测试方法的温度变化示意图。

图中：

1-固定单元；11-上石板；12-下石板；2-加热单元；21-加热块；22-加热棒；3-冷却单元；31-液冷板；32-恒温水箱；4-检测单元；5-显示单元；61-吸热端；62-放热端。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例一

如图1所示，波纹带状传热器件作为一种新型的传热器件，其用途之一是用于电机散热，波纹带状传热器件的一端为吸热端61，紧贴电机内的悬伸绕组，另一端为放热端62，紧贴于电机的外壳，根据电机的大小和需求设置若干个波纹带状传热器件以使之包围悬伸绕组。该技术方案通过增设额外传热路径把悬伸绕组所产生的集中热量快速引导到电机的外壳中，使之热量的散热效率更高，以防止热量堆积于悬伸绕组，从而使得电机的功率能进一步提升。本实施例中的波纹带状传热器件为相变传热器件，能够具有更高的传热效率。

如图2-4所示，本实施例中提供的一种波纹带状传热器件性能评价的测试装置，关于测试装置中的管道和电连接线路均图4通过线连接表示，为了更好地整合装置的各个单元，测试装置中设置有测试台，测试台开设有容纳加热单元2、冷却单元3、检测单元4的容纳区，固定单元1、加热单元2、冷却单元3、检测单元4位于测试台内。通过整合各个单元，有利于装置的一体化，方便使用测量。

测试台采用合成石板加工而成，固定单元1由上石板11和下石板12夹紧构成，由于合成石板的热导率仅0.25W/m·K，因此可以近似认为加热单元所产生的所有热量全都传递至波纹带状传热器件。

其中固定单元1，用于固定待测的波纹带状传热器件，其夹持的结构和待测的波纹带状传热器件相匹配；加热单元2，加热单元2紧贴于波纹带状传热器件的吸热端，用于加热吸热端；冷却单元3，冷却单元3紧贴于波纹带状传热器件的放热端相贴，用于冷却放热端；检测单元4，检测单元4分别位于吸热端和放热端的一侧，用于测量吸热端和放热端的温度，显示单元5，显示单元5和检测单元4电性连接，用于显示吸热端和放热端的温度。本实施例中，测量的吸热端为三个，测量的放热端为两个。因此，相应设有三个加热单元、两个冷却单元和五个检测单元。

具体地，加热单元2包括有加热块21和用于通电加热的加热棒22，加热块21嵌入在测试台的容纳区中，加热块21中设有用于插入加热棒22的加热孔，加热孔中设置有导热胶层，加热块21的一表面相贴于吸热端。上述的结构设置有利于把加热棒所产生的热能够快速传递到吸热端上，以确保数据测量的准确。

具体地，冷却单元3包括液冷板31和恒温水箱32，液冷板31嵌入在测试台的容纳区中，液冷板31和恒温水箱32通过管道相连接，液冷板31的一表面相贴于放热端。液冷板的进水口与水泵通过软管连接，水泵和恒温水箱通过软管连接，水泵为液冷工质回路提供动力，液冷板的出水口连接软管，并延伸至恒温水箱。液冷板、水泵和恒温水箱共同构成液冷工质回路。上述的结构设置有利于液冷板把放热端的热能够快速带走，以确保数据测量的准确。

具体地，检测单元4为K型热电偶，显示单元5为电脑。K型热电偶具有线性度好，热电动势较大，灵敏度高，稳定性和均匀性较好，抗氧化性能强，价格便宜等优点，十分适用于快速检测吸热端和放热端的温度变化情况。K型热电偶与数据采集卡连接，数据采集卡与电脑连接，K型热电偶实时检测传热器件上的各点温度并且把数据传输到电脑上，也可以通过电脑运算得出要求的参数。

如图5所示，其具体的测试方法如下：

S00：使用游标卡尺测量波纹带状传热器件的等效传热长度L和有效横截面积A，其中，等效传热长度L为吸热端到放热端经由传热器件通过的最短距离，所测出的数值分别为：等效传热长度L＝120mm；有效横截面积A为25mm*0.98mm＝24.5mm²，测量后将固定波纹带状传热器件于固定单元上，

S10：采用恒定功率P的加热单元加热波纹带状传热器件的吸热端，采用冷却温度T的冷却单元冷却波纹带状传热器件的放热端，在S10中，恒定功率P为25-60W，冷却温度T为30-50℃，本实施例中，P取45W，T为50℃，采用该数值是为了可以模拟实际的电机应用环境。

S20：测量吸热端和放热端的温度；

S30：吸热端和放热端的温度变化在装置运行8min后逐渐稳定，记录稳定后的吸热端和放热端的温度，取其平均值，其数值分别为吸热端温度为59.35℃，放热端的温度为54.12℃，计算出温差ΔT＝5.23℃；

S40：根据公式(恒定功率P*等效传热长度L)/(有效横截面积A*温差ΔT)，将上述的数值代入，得出波纹带状传热器件在恒定功率P下的传热系数K为(45W*120mm*1000)/(24.5mm²*5.23℃)＝42143W/m·℃。

上述的测试方法是为了可以模拟波纹带状传热器件实际的应用环境，能够根据实际应用需要进行研究开发试验，能够为传热器件的优化与更新提供数据支持。

优选地，为了使得热量的在S10中，加热单元2和吸热端之间、冷却单元3和放热端之间涂抹导热胶。该导热胶可以提高传热效果，以进一步模拟实际的使用过程，并且起到固定的作用。

除了上述测量波纹带状传热器件在恒定功率下的传热系数K，还进一步测量极限传热功率。如图6-7所示，具体方法如下：

固定冷却单元的冷却温度为50℃，刚开始加热单元的加热功率为15W，当在该功率下吸热端和放热端的温度变化达到稳定后，逐渐提高加热单元的加热功率，按照15W、25W、35W的间隔10℃的幅度逐渐提高，直到所述吸热端和放热端的温度最终随着时间不能达到稳定为止，此时的功率数值为85W，可以得出波纹带状传热器件在冷却温度在50℃下的极限传热功率P_max约为75-85W之间，可以认为：该波纹带状传热器件在用于外界冷却温度50℃下，悬伸绕组对传热组件传递不超过75W时，悬伸绕组能够稳定散热，不会由于发生热量的累积导致电机发生失控意外。此外，也可以通过逐渐缩小范围75-85W以确定P_max的准确值。

补充说明的是，上述技术方案的装置，除了通过加热单元进行恒定功率加热，还可以根据实际应用情况通过加热单元进行恒温加热，反之同理，冷却单元也是可以根据实际应用情况通过冷却单元进行恒定功率冷却。通过不同的调节，可以根据用户的需求获得不同的传热参数以用于开发，而不仅仅限于上面的传热系数以及极限传热功率。上述的使用，均在测量装置的使用范围中。

本实用新型是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本实用新型保护的范围。

Claims (5)

1.一种波纹带状传热器件性能评价的测试装置，其特征在于，包括：

固定单元，用于固定待测的波纹带状传热器件；

加热单元，所述加热单元和所述波纹带状传热器件的吸热端相贴，用于加热所述吸热端；

冷却单元，所述冷却单元和所述波纹带状传热器件的放热端相贴，用于冷却所述放热端；

检测单元，所述检测单元分别位于所述吸热端和所述放热端的一侧，用于测量所述吸热端和所述放热端的温度；

显示单元，所述显示单元和所述检测单元电性连接，用于显示所述吸热端和所述放热端的温度。

2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于：

还包括测试台；

所述测试台开设有容纳所述加热单元、冷却单元、检测单元的容纳区；

所述加热单元、冷却单元、检测单元位于所述测试台内。

3.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于：

所述加热单元包括有加热块和用于通电加热的加热棒；

所述加热块中设有用于插入所述加热棒的加热孔，所述加热孔中设置有导热胶层；

所述加热块的一表面相贴于所述吸热端。

4.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于：

所述冷却单元包括液冷板和恒温水箱；

所述液冷板和所述恒温水箱通过管道相连接，所述液冷板的一表面相贴于所述放热端。

5.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于：

所述检测单元为K型热电偶，所述显示单元为电脑。

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