[發(fā)明專利]低型面率漸擴通道冷卻空氣滯止區(qū)的定量檢測系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110242526.0
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN113029504B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發(fā)明（設計）人: 吳波
• 申請（專利權）人: 中國航空工業(yè)集團公司西安航空計算技術研究所
• 主分類號: G06T7/62
• 分類號: G06T7/62;G01B11/28;G01M9/06
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 張明

為了實現(xiàn)機載電子設備強迫風冷機箱側(cè)壁通道內(nèi)冷卻空氣滯止區(qū)面積的定量檢測，本發(fā)明提供了一種低型面率漸擴通道內(nèi)冷卻空氣滯止區(qū)的定量檢測方法。該方法創(chuàng)造性地將滯止區(qū)面積的測量轉(zhuǎn)化為通道投影灰度的測量，簡便易行，可操作性強，且無需侵入通道流場內(nèi)部，不會在測量過程中因測量儀器的使用而影響檢測結果。通過采用該檢測方法，可以準確的得到低型面率漸擴通道內(nèi)冷卻空氣滯止區(qū)域的面積，從而科學地評估通道內(nèi)各類導流結構的優(yōu)劣。

技術領域

本發(fā)明屬于機載電子設備熱管理技術領域，涉及一種低型面率漸擴通道內(nèi)冷卻空氣滯止區(qū)的定量檢測方法。

背景技術

強迫風冷是機載電子設備中應用極為廣泛的熱管理方式。電子設備機箱采用外部供風的強迫風冷形式進行散熱時，外部風管中的冷卻空氣需要流經(jīng)機箱的側(cè)壁通道。機箱側(cè)壁中從風管的入口處到核心換熱區(qū)域形成低型面率的漸擴通道。即該通道在入口處逐漸擴張，且通道高度相對于長度、寬度較低，可視為二維流動。冷卻空氣流入這樣的通道極容易形成流動滯止區(qū)，無法在側(cè)壁風道中均勻分配，導致?lián)Q熱效率下降。在通道中設計各種導流結構可減少流動滯止區(qū)，提高流動均勻性。滯止區(qū)定義為上述通道中流速小于某一限定值的區(qū)域。

為了準確評估各類導流結構的性能，需要定量檢測流動滯止區(qū)面積的大小。現(xiàn)有的測量儀器設備無法方便且準確測量這一指標。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種低型面率漸擴通道內(nèi)冷卻空氣滯止區(qū)的定量檢測方法，以實現(xiàn)機載電子設備強迫風冷機箱側(cè)壁通道內(nèi)冷卻空氣滯止區(qū)面積的定量檢測。

為了實現(xiàn)上述任務，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種低型面率漸擴通道冷卻空氣滯止區(qū)的定量檢測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)設置于低型面率漸擴通道模型前端，所述系統(tǒng)包括：冷卻空氣驅(qū)動泵；煙霧驅(qū)動泵、煙霧發(fā)生器、攪拌器、流量計以及灰度儀，其中：

所述冷卻空氣驅(qū)動泵、攪拌器、流量計和標準通道/低型面率漸擴通道模型依次通過管路串聯(lián)起來，其中標準通道為橫截面一致的通道，

在冷卻空氣驅(qū)動泵和攪拌器之間增加一支旁路，其中旁路頂端連接所述煙霧驅(qū)動泵，旁路側(cè)面通過支路連接所述煙霧發(fā)生器；所述灰度儀設置于標準通道/低型面率漸擴通道模型的上方；

所述標準通道和低型面率漸擴通道模型均為可透光通道，在標準通道和低型面率漸擴通道底部均粘貼有純黑底膜；

當采用所述標準通道時，在標準通道的末端出口截面中心位置放置有風速計。

進一步地，所述煙霧發(fā)生器產(chǎn)生的白色煙霧灰度值為255，所述純黑底膜的灰度值為0。

進一步地，所述標準通道和低型面率漸擴通道模型的材質(zhì)為透明的有機玻璃。

進一步地，所述標準通道的入口截面積、通道長度與低型面率漸擴通道入口截面積、通道長度一致。

一種低型面率漸擴通道冷卻空氣滯止區(qū)的定量檢測方法，包括：

步驟1，對于實際待檢測的低型面率漸擴通道，其通道入口流量為a?m³/s，通道中流速小于b?m/s的區(qū)域為滯止區(qū)域；制作與低型面率漸擴通道結構相同的低型面率漸擴通道模型；

步驟2，首先將定量檢測系統(tǒng)與標準通道連接，進行滯止區(qū)上限流速標定，包括：

開啟冷卻空氣驅(qū)動泵、煙霧驅(qū)動泵和煙霧發(fā)生器，白色煙霧混合在冷卻空氣中向下游流動；流經(jīng)攪拌器后，白色煙霧進一步與空氣充分混合均勻；通過風速計監(jiān)控標準通道出口中心位置的流速，調(diào)節(jié)冷卻空氣驅(qū)動泵的功率，使得出口中心位置的流速為b?m/s；在此前提條件下采用灰度儀檢測到標準管路中心位置的灰度值為c；

步驟3，將步驟2中的標準通道替換為低型面率漸擴通道模型并去掉風速計，進行滯止區(qū)檢測；