[發明專利]換熱器性能與壽命測試裝置及應用該裝置的測試方法

有效

• 申請號: 202110940823.2
• 申請日: 2021-08-17
• 公開（公告）號: CN113899569B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發明（設計）人: 張秋雙;陳永東;崔云龍;張雨晨;董丹丹;閆永超;張中清;彭小敏;倪利剛
• 申請（專利權）人: 合肥通用機械研究院有限公司
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺;柯凱敏

本發明涉及換熱器性能測試技術領域，具體涉及一種換熱器性能與壽命測試裝置及應用該裝置的測試方法。本發明包括高壓介質I系統、高壓介質II系統、低壓介質I系統及低壓介質II系統，四組系統均包括壓力調節閥、冷卻模組、介質儲罐、介質泵、穩壓罐、流量計以及加熱模組；壓力調節閥的進口構成系統進口，加熱模組的出口構成系統出口，各系統出口及系統進口處均布置有溫度傳感器及壓力傳感器；該裝置還包括第一測試件和第二測試件，第一測試件和第二測試件并聯布置系統進口及系統出口之間管路上。本發明能對進入換熱器兩種介質的溫度、壓力和流量進行適應性調節，從而實現不同工況的快速切換。本發明的測試方法可確保測試流程的高效性。

技術領域

本發明涉及換熱器性能測試技術領域，具體涉及一種換熱器性能與壽命測試裝置及應用該裝置的測試方法。

背景技術

換熱器作為熱量交換的場所，在石油化工、汽車、電力、航空航天等領域扮演了熱量傳遞的重要角色。在航空航天領域，換熱器實際工作時，面臨的環境遠比地面換熱器的工作環境復雜和惡劣，經常處于交變負荷和冷熱交替溫度下工作，換熱器內部產生的熱應力也反復變化，經過幾百次上千次的工作周期會產生疲勞失效，進而造成換熱器泄露。因此，換熱器投入使用前，不僅要考慮傳熱性能和流動阻力特性，還要測試換熱器的疲勞壽命，從而保證換熱器安全可靠運行。傳統的換熱器壽命測試方法，通常僅測試溫度和壓力，并將之分別作為單一的變量在單個系統中獨立進行測試，這顯然不能反映實際工作工況，而且工況變化時間過長可能導致試驗中斷，耗費時間并且檢測結果不可靠。后面雖提出一些將溫度和壓力耦合的測試裝置，但是仍需要一定時間來響應系統的工況變化，完成幾百上千次循環需要占用大量的時間，同時也無法模擬最真實的工作工況，從而給實際測試操作帶來諸多困擾，亟待解決。

發明內容

本發明的其中一個目的是克服上述現有技術的不足，提供一種換熱器性能與壽命測試裝置，該裝置不僅可以進行常規的換熱器傳熱性能及流動阻力的測試，還能對進入換熱器兩種介質的溫度、壓力和流量進行適應性調節，從而實現不同工況的快速切換，通過縮短工況改變后到達穩定的時間，來大大減少測試時間，進而可有效模擬真實的工作環境，并可靠的實現對極限工況下換熱器壽命的準確評估目的。本發明的另一個目的在于提供基于上述測試裝置的測試方法，從而進一步確保測試流程的高效性。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：

一種換熱器性能與壽命測試裝置，其特征在于：該裝置包括彼此獨立的高壓介質I系統、高壓介質II系統、低壓介質I系統及低壓介質II系統，四組系統均包括沿介質流向依序布置的壓力調節閥、冷卻模組、介質儲罐、介質泵、穩壓罐、流量計F以及加熱模組；壓力調節閥的進口構成系統進口，加熱模組的出口構成系統出口，各系統出口及系統進口處均布置有溫度傳感器T及壓力傳感器P；該裝置還包括第一測試件和第二測試件，第一測試件和第二測試件并聯布置系統進口及系統出口之間管路上，以使得：

高壓介質I系統和低壓介質I系統的系統出口處介質可經由第一進液開關閥、第一測試件的一號進液口、第一測試件的一號出液口、第一出液開關閥進入對應系統的系統進口；高壓介質I系統和低壓介質I系統的系統出口處介質同時可經由第二進液開關閥、第二測試件的一號進液口、第二測試件的一號出液口、第二出液開關閥進入對應系統的系統進口；

高壓介質II系統和低壓介質II系統的系統出口處介質可經由第三進液開關閥、第一測試件的二號進液口、第一測試件的二號出液口、第三出液開關閥進入對應系統的系統進口；高壓介質II系統和低壓介質II系統的系統出口處介質同時可經由第四進液開關閥、第二測試件的二號進液口、第二測試件的二號出液口、第四出液開關閥進入對應系統的系統進口。

優選的，該裝置還包括橋接管路，橋接管路上串接旁路流量調節閥；橋接管路的一端連通至流量計F與穩壓罐之間的一段管路上，橋接管路的另一端連通至壓力調節閥的進口端。

優選的，介質儲罐與介質泵之間的一段管路上串接有主開關閥和過濾器；介質泵與穩壓罐之間的一段管路上串接有單向止回閥。