[發明專利]換熱器多場同步測量系統及方法

有效

• 申請號: 202010212892.7
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111397932B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 王海濤;趙偉;劉紀元;黃伯陽;鄭瑋琛
• 申請（專利權）人: 深圳職業技術學院
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 胡吉科

1.一種換熱器多場同步測量系統，其特征在于，包括循環水洞實驗平臺、溫度變化圖像測速子系統、壓力測量子系統；

其中，所述循環水洞實驗平臺包括換熱器、水箱、潛水泵、電磁流量計、以及變頻器，所述溫度變化圖像測速子系統包括熱電偶、熱源、PLC控制器，所述壓力測量子系統包括壓力傳感器；

所述換熱器包括換熱器本體和與所述換熱器本體可拆卸連接的底座，所述換熱器本體與所述底座密封圍繞成換熱腔，所述底座上設置有微結構，所述熱電偶和所述熱源固定于所述底座上；

所述潛水泵位于所述水箱內，所述潛水泵與所述換熱器本體的一端連接，所述換熱器本體的另一端與所述水箱連接，所述電磁流量計、依次連接于所述換熱器本體的另一端與所述水箱之間，所述熱電偶、電磁流量計、變頻器分別與所述PLC控制器連接，所述變頻器還與所述潛水泵連接；

所述PLC控制器用于當所述熱電偶檢測到的溫度不再下降，達到穩定狀態時，對所述熱電偶溫度數據進行分析，得到所述底座的熱傳遞系數，對所述壓力傳感器同步采集到的壓力數據、所述電磁流量計檢測到的水的流速進行分析，得到所述底座的減阻系數；

所述PLC控制器還用于根據所述熱電偶溫度數據得到溫度下降的曲線斜率，根據溫度下降的曲線斜率得到所述底座的熱傳遞系數；

所述PLC控制器還用于獲取所述潛水泵的電流和電壓變化值，根據電流和電壓變化值計算得到所述潛水泵的功率值，根據所述壓力傳感器同步采集到的壓力數據、所述電磁流量計檢測到的水的流速、以及所述潛水泵的功率值得到所述底座的減阻系數。

2.根據權利要求1所述的換熱器多場同步測量系統，其特征在于，還包括散熱扇，所述散熱扇連接于所述潛水泵與所述換熱器本體之間。

3.根據權利要求1所述的換熱器多場同步測量系統，其特征在于，還包括連接于所述電磁流量計與所述換熱器本體的另一端之間的溫度傳感器，所述溫度傳感器還與所述PLC控制器連接。

4.根據權利要求1所述的換熱器多場同步測量系統，其特征在于，還包括與所述PLC控制器連接的顯示屏。

5.根據權利要求1所述的換熱器多場同步測量系統，其特征在于，所述換熱器本體的一端和另一端為漸擴口或漸縮口形狀。

6.一種換熱器多場同步測量方法，其特征在于，所述方法應用于如權利要求1-5中任意一項所述的換熱器多場同步測量系統，所述方法包括以下步驟：

通過所述熱源給所述換熱器的底座加熱，當所述熱電偶檢測到所述底座的溫度上升到一個穩定值時，開啟所述變頻器和潛水泵，使得水在所述換熱腔內平穩流動，并通過所述電磁流量計檢測水的流速；

通過所述熱電偶在預設時長內按預設采集頻率采集所述底座的溫度數據，所述壓力傳感器在所述預設時長內按預設采集頻率同步采集所述換熱器的一端和另一端之間的壓力數據；

當所述熱電偶檢測到的溫度不再下降，達到穩定狀態時，通過所述PLC控制器對所述熱電偶溫度數據進行分析，得到所述底座的熱傳遞系數，對所述壓力傳感器同步采集到的壓力數據、所述電磁流量計檢測到的水的流速進行分析，得到所述底座的減阻系數；

所述PLC控制器對所述熱電偶溫度數據進行分析，得到所述底座的熱傳遞系數的步驟包括：

所述PLC控制器根據所述熱電偶溫度數據得到溫度下降的曲線斜率；

所述PLC控制器根據所述溫度下降的曲線斜率得到所述底座的熱傳遞系數；

所述PLC控制器對所述壓力傳感器同步采集到的壓力數據、所述電磁流量計檢測到的水的流速進行分析，得到所述底座的減阻系數的步驟包括：

所述PLC控制器獲取所述潛水泵的電流和電壓變化值，根據所述電流和電壓變化值計算得到所述潛水泵的功率值；

所述PLC控制器根據所述壓力傳感器同步采集到的壓力數據、所述電磁流量計檢測到的水的流速、以及所述潛水泵的功率值得到所述底座的減阻系數。

7.根據權利要求6所述的換熱器多場同步測量方法，其特征在于，所述通過所述熱源給所述換熱器的底座加熱的步驟之前還包括：

搭建所述換熱器多場同步測量系統。