• <center id="z5net"><em id="z5net"></em></center>
    1. <strike id="z5net"><video id="z5net"></video></strike>
    2. <tr id="z5net"><sup id="z5net"></sup></tr>

      哈雷釬焊板式換熱器
      專業生產:換熱器;分水器;過水熱;冷卻器
      新聞動態

      板翅式換熱器翅片表面流動特性測試系統

      點擊:1708 日期:[ 2014-04-26 21:14:29 ]
      p;                  板翅式換熱器翅片表面流動特性測試系統                      徐 丁,王 劍,姜周曙,黃國輝,江愛朋                (杭州電子科技大學自動化研究所,浙江杭州310018)     摘要:該文為更好地分析研究翅片表面流動特性,設計開發了翅片表面流動特性測試試驗臺,基于.NET平臺,開發配套的上位機測控軟件。根據測試方法的要求,提出了軟件的架構,采用C#語言開發了測控軟件。對翅片進行了重復性測試,分析了測試結果。運行結果表明,系統性能穩定、運行可靠、各項測試精度基本達到要求,能夠滿足研制、開發和生產過程中對翅片表面流動特性的檢驗要求。     關鍵詞:翅片;重復性;流動特性     中圖分類號:TP311     文獻標識碼:A     文章編號:1001-9146(2010)04-0136-06     0 引 言   板翅換熱器是一種傳熱效率高、結構緊湊、輕巧而堅固的換熱設備,已在石油化工、航空航天、能源動力等領域得到廣泛應用,并在利用熱能、回收余熱以及一些特殊用途上取得了顯著的經濟效益[1]。翅片是板翅式換熱器中的核心部分,翅片加工質量的好壞直接影響板翅式換熱器的換熱和流動性能。文獻2、3對132種緊湊式翅片表面的傳熱和阻力特性進行了較系統的實驗研究。文獻4搭建了板翅式換熱器表面性能測試實驗臺,測試了翅片的表面傳熱特性和流動特性,得出j~Re和f~Re的關系曲線。雖然國內外對翅片各種特性做了大量研究,但目前國內仍缺乏一套能準確檢測翅片表面流動特性的完備系統。本研究擬設計一套檢測翅片表面流動特性的試驗系統,通過測量翅片的f~Re關系曲線來判定翅片質量,對翅片性能做出更精確的評價。     1·檢測原理     檢測翅片表面流動特性的原理為:測量空氣流過翅片的壓降、流量和翅片前后溫度,計算出空氣雷諾數Re和摩擦因子f,利用計算機繪制f~Re的關系曲線。對于同一型號的各個翅片測量得出f與Re的關系曲線,在相同的Re下,比較f的大小,f越大表明翅片的加工質量就越差。為了檢測翅片的質量,重點是要得到每個翅片的阻力特性曲線,即摩擦因子f與雷諾數Re的關系圖??諝饫字Z數Re[5]:                (1)     式中,Q為空氣體積流量(m3/s);De為通道的當量直徑(m);A為流通面積(m2);為運動粘度(m2/s)。     運動粘度和翅片進、出口的平均溫度有關,運動粘度由傳熱學書[6]中查得。摩擦因子f:                 (2)     式中,△P為流經板翅的空氣壓差(Pa);L為板翅式換熱器翅片的長度(m);ρ為空氣的密度(kg/m3)。     密度和進出口的平均溫度有關,密度由傳熱學書[6]中查得。     2·硬件系統設計     翅片性能測試試驗臺以一鼓風式風洞系統為基礎。風洞系統為翅片流動特性檢測提供流體(空氣)動力,在翅片兩端建立起測試所需的壓差。風洞的風量調節由變頻風機實現,風量的測量由渦街流量計完成,壓差的測量由差壓傳感器完成,出口溫度和出口溫度由溫度傳感器PT100測量,風洞系統結構圖如圖1所示。通過風機提高進入風洞系統的空氣壓力后,依次測量空氣流過翅片時的進口溫度、壓降、出口溫度、流量,利用所測參數計算流過翅片的空氣雷諾數Re和空氣流經翅片時的摩擦因子f。     系統以計算機為核心,通過RS485總線與多功能數據采集控制板和變頻器進行數據通信,完成對整個測試臺的數據采集和控制。變頻器的頻率控制信號直接由PC機通過RS485口發向變頻器,實現對羅茨風機的風量控制,其余5路信號的采集和控制全部由多功能數據采集控制板完成。為了減少變頻器輸出以及變頻電機高次諧波對電源的干擾,所有進出電源線全部外套有帶有良好接地的金屬軟管,同時將電源進出線分開布線,以盡可能降低干擾。在調試過程中發現,變頻器頻率控制信號在工業現場受擾動較嚴重,需要將連接變頻器的信號線兩端分別接地以保證信號傳輸的穩定性。計算機可對實驗數據進行自動控制、檢測、分析、計算與顯示;并可對各項數據進行自動存儲、管理、繪圖,并生成數據報表。計算機測控系統結構圖如圖2所示。     系統的數據采集部分通過六路傳感器完成,為提高系統相對精度,降低測量誤差,特選用高精度傳感器。各傳感器選型及其技術參數如表1所示。                         3·軟件系統設計     3.1·軟件的總體設計     系統操作人員通過人機交互界面選擇試驗類型、設置工況、實時監控采集的數據情況和系統運行的情況、根據數據曲線和數據報表來分析試驗情況等,測控系統提供測試功能,可以通訊狀況以及實時數據進行檢測并提示故障信息??傮w上,本測控系統采用高性能計算機與高精度數據采集儀、符合測試要求的高精度傳感器與接口電路,基于Windows開發環境,以工業實時數據采集和處理軟件為基礎。本研究針對需求分析為軟件構建了如圖3所示的3層軟件架構圖,分別是用戶界面表示層、業務邏輯層和數據訪問層。          用戶界面表示層主要是對用戶的請求接受,以及數據的返回,為用戶提供應用程序的訪問,在本研究中表現為WINFORM的方式。業務邏輯層主要負責對數據訪問層的操作、數據采集及儀表控制,在表示層和數據訪問層之間起到了橋梁的作用。數據訪問層主要負責對原始數據的操作,這里的原始數據包括保存于數據庫中的采集數據和以XML形式存儲的系統配置文件,該層為業務邏輯層提供了數據服務。三層體系的應用程序將業務規則、數據訪問、合法性校驗等工作都放到了中間層進行處理。該架構將界面、業務邏輯、數據訪問分離,各層之間僅提供相應的接口供各層交互使用,各層對自己負責,對外表現為高內聚、低耦合,增強了代碼的可讀性,方便了系統的擴展,這意味著如果需要修改應用程序代碼只需要專注于應用系統核心業務邏輯的分析、設計和開發,簡化了應用系統的開發、更新和升級工作。     3.2 類模型的建立     根據需求分析與軟件架構圖,識別出問題域中主要對象,由對象抽象出類。采用UML建立系統類圖模型,揭示了系統的結構與組成,系統類圖模型如圖4所示。     系統類圖分3個主要部分:     (1)數據庫部分。主要功能是數據的儲存查詢,包含數據工廠,數據管理者,SQL管理,Access管理4個類,該部分提供了對SQL Server數據庫和Access數據庫的操作接口,可根據客戶選用的數據庫管理軟件自動調用對應的接口。本設計采用一個單獨的類來完成這個創建實例的過程,這一類就是工廠類數據工廠,工廠根據傳入的參數,判斷需要創建的實例,創建并返回該實例。這一設計增加了系統的靈活性,體現了代碼的可復用性;     (2)采集控制部分。主要功能是控制變頻器、風機、油泵、模具的開和關,包括變頻器的變頻,以及采集五路傳感器數據和變頻器頻率信號。該部分包括建造者工廠,建造者,控制建造者,通信建造者,變頻器操作,控制臺操作,數據采集7個類。由于系統啟動和停止、數據采集的流程穩定,在此采用建造者類對對象內部的復雜變化進行封裝,客戶只需要指定需要建造的類型(這里包括系統啟動,系統停止、變頻器變頻和數據采集)就能保證系統執行正確的操作,而無需知道建造的過程和細節;     (3)其他功能模塊。該部分主要完成數據曲線繪制,歷史數據查詢,和數據報表打印等3大功能。主要包括圖形顯示,數據查詢,報表打印等3個主要的類,其中圖形顯示類采用了第3方畫圖控件(NI公司的CWGraph控件)來輔助完成數據曲線的繪制,不但減輕了開發者的開發任務,而且達到了很好的繪制效果。報表打印類實現打印接口,這樣的設計有助于未來打印功能變更時對系統的擴展或者修改。     3.3 數據庫模塊設計     數據庫在系統中處于一個中樞環節。數據采集、計算、顯示、存儲都需要數據庫的支持。通過I/O采集模塊獲取的現場數據經過程序解析處理后,在寫入數據庫的時候會根據量程變換、參數補償等信息進行計算和各種報警處理,然后將采集到的數據寫入到數據庫中的對應點。本系統數據庫功能結構圖如圖5所示。          由于系統需要頻繁的訪問鏈接數據庫,造成資源的浪費,為提高程序的伸縮性和健壯性,本設計采用了數據庫連接池技術。連接池技術的核心思想是:連接復用,通過建立一個數據庫連接池以及一套連接使用、分配、管理策略,使得該連接池中的連接可以得到高效、安全的復用,避免了數據庫連接頻繁建立、關閉的開銷。當外部應用程序訪問數據庫時,不是直接向數據庫新建一個連接,而是向連接池申請一個連接,若有空閑連接,則分配一個連接,否則,將創建一個新連接。     4·運行測試結果     采用本系統對同一翅片連續進行4組重復性試驗,第一組數據的誤差分析如表2所示。       用同樣的方法,對另外的3組實驗數據進行分析,其阻力特性曲線如圖6所示。     測控系統重復性分析:                       上限誤差為2.78%,下限誤差為2.71%,都在±3%以內,設備的重復性能夠滿足要求。由實驗臺的重復性實驗和誤差分析,可知本系統所測試的數據是可靠的。                      5 結束語     本研究設計了測試板翅式換熱器翅片表面流動特性的試驗臺。提出了軟件的架構,詳細介紹了主要模塊的設計,并在.NET平臺上基于C#語言開發了板翅式換熱器翅片性能測試實驗臺測控軟件。該系統經過了較長時間的運行測試和使用,結果顯示其性能穩定、運行可靠、各項檢測精度皆符合設計要求,并具有操作簡單、方便、直觀等特點,對翅片性能的測試具有較好的實用價值。 參考文獻 [1] 王松漢.板翅式換熱器[M].北京:化學工業出版社,1984:14-16. [2] Shah RK,London AL.Effects of nonuniform passages on compact heat  exchanger performance[J].Eng Power,1980,(10):653-659. [3] Kays WM,London AL.Compact heat exchanger,3rd ed[M].NewYork: McGraw-Hill Book Company,1984:47-80. [4] 葛政寧.板翅式換熱器應用于火電空冷機組上的性能研究[D].杭州:浙江大學,2007:34-38. [5] 余建祖.換熱器原理與設計[M].北京:北京航空航天大學出版社,2006:43-44. [6] 楊世銘,陶文銓.傳熱學(第三版)[M].北京:高等教育出版社,1998:424.
      上一篇:彈性管束纏繞結構換熱器在化工流程中應用分析 下一篇:不同封頭結構對板翅式換熱器換熱性能的影響

      相關資訊

      Copyright ?2008 哈雷換熱設備有限公司 All Rights Reserved. 地址:奉化外向科技園西塢金水路 電話:0086-574-88661201 傳真:0086-574-88916955
      換熱器 | 板式換熱器 | 釬焊板式換熱器 | 冷卻器 | 分水器 | 地暖分水器 | B3-14B板式換熱器 | 網站地圖 | XML 浙ICP備09009252號 技術支持:眾網千尋
      无码绝顶敏感痉挛抽搐潮喷