[發明專利]一種用于測量顆粒物沉積路徑的冷卻器及其測量方法

有效

• 申請號: 201910037246.9
• 申請日: 2019-01-15
• 公開（公告）號: CN109682728B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 田維;李錦會;張洪川;李均同;杜德峰;王玉鑫;韓志強;吳學舜
• 申請（專利權）人: 西華大學
• 主分類號: G01N15/04
• 分類號: G01N15/04
• 代理公司: 成都禾創知家知識產權代理有限公司 51284
• 代理人: 裴娟

本發明公開了一種用于測量顆粒物沉積路徑的冷卻器及其測量方法，所述冷卻器包括進氣端安裝座和出氣端安裝座，所述進氣端安裝座和出氣端安裝座之間固定一條中心桿，在中心桿外部套有換熱管，所述換熱管由若干換熱管段通過換熱管段法蘭盤進行連接；在換熱管外部套有冷卻水套，所述冷卻水套一側設置有冷卻水進水卡盤，另一側設置有冷卻水出水卡盤。本發明能夠測試顆粒物沉積路徑，且能測量沿氣流方向各位置段沉積層結構、重量和換熱管換熱效率。

技術領域

本發明涉及內燃機廢氣再循環冷卻器研究技術領域，具體為一種用于測量顆粒物沉積路徑的冷卻器及其測量方法。

背景技術

廢氣再循環是降低柴油機氮氧化物的主要措施之一。廢氣再循環冷卻技術能冷卻高溫廢氣，彌補傳統的廢氣再循環技術的不足之處，進一步提升發動機性能，已被廣大汽車廠商推廣使用。發動機排氣中的顆粒物、碳氫化合物等有害物質經過冷卻器時在熱泳力等外力作用下會沉積在冷卻器換熱管的內壁面形成多空的沉積層。該多空的沉積層降低冷卻器換熱效率，降低氣體通過的最大流量，產生較大的壓力損失。冷卻器的換熱管內積碳的主要成分是soot、碳氫化合物等物質，因此研究顆粒物在換熱管內的沉積行為是很有必要的。

目前，還沒有專門地用來測試冷卻器內顆粒物沉積路徑的冷卻器，由于測試顆粒物在冷卻器內沉積行為的管殼式冷卻器換熱管存在一個最小長度，因此不能測試沿氣流方向各個位置段換熱管內顆粒物的沉積結構及換熱效率。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種用于測量顆粒物沉積路徑的冷卻器及其測量方法，能夠測試顆粒物沉積路徑，且能測量沿氣流方向各位置段沉積層結構、重量和換熱管換熱效率。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種用于測量顆粒物沉積路徑的冷卻器，包括進氣端安裝座和出氣端安裝座，所述進氣端安裝座和出氣端安裝座之間固定一條中心桿，在中心桿外部套有換熱管，所述換熱管由若干換熱管段通過換熱管段法蘭盤進行連接；在換熱管外部套有冷卻水套，所述冷卻水套一側設置有冷卻水進水卡盤，另一側設置有冷卻水出水卡盤。

進一步的，在每節所述換熱管段之間設置有換熱管段安裝墊片。

進一步的，所述中心桿一端置于出氣端安裝座中心的安裝孔，并通過第一定位銷固定；所述中心桿另一端置于進氣端安裝座中心的安裝孔，并通過第二定位銷固定。

進一步的，所述進氣端安裝座上和出氣端安裝座上都裝有冷卻水套密封膠圈。

進一步的，所述換熱管段法蘭盤外套有法蘭盤套筒。

一種采用上述測量顆粒物沉積路徑的冷卻器的測量方法，包括以下步驟：

步驟1：運行所述測試系統，將廢氣通入上述冷卻器中；每間隔相同時間采集一次并標記儲存前端冷卻器顆粒分析儀、后端顆粒分析儀所測得的顆粒物排放信息；

步驟2：通過對比相同換熱管段條件下前端顆粒分析儀和后端顆粒分析儀的排放差別得知顆粒物在整個冷卻器內沉積的數量和粒徑分布，通過對比不同數量換熱管段條件沉積在冷卻器內的顆粒物數量分布和粒徑分布，獲得顆粒物在冷卻器內的沉積路徑；

步驟3：通過對比分析上述冷卻器顆粒物沉積路徑與不同位置冷卻器換熱管段換熱效率的變化，得到顆粒物沉積路徑對換熱效率的影響規律。

進一步的，還包括步驟4：通過對比分析不同位置各換熱管段重量差Δm的變化和換熱效率η的變化得知換熱管段顆粒物沉積質量對換熱管換熱效率的影響規律。

進一步的，還包括步驟5：通過對比分析不同位置換熱管段內沉積物的表面形態以及微觀結構的變化與換熱管段換熱效率的變化，得到顆粒物微觀結構對換熱管段換熱效率的影響規律。