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专利摘要

本发明涉及一种针对印刷电路板式换热器的超临界二氧化碳换热性能试验平台，包括超临界二氧化碳布雷顿循环测试回路，其中二氧化碳气瓶、压缩机、储气罐、气体增压泵、第一油浴加热器依次相连，第一油浴加热器通过管路Ⅰ与换热器连接，换热器通过管路Ⅱ与冷却器入口连接，冷却器出口与气体增压泵连接，从而形成循环回路；测试回路还包括：分别连接第二油浴加热器入口与出口的管路Ⅲ和管路Ⅳ；连接水冷机的进水管路和出水管路；进气管路和出气管路。本发明同时具备开展水‑超临界二氧化碳、空气‑超临界二氧化碳和超临界二氧化碳‑超临界二氧化碳的换热性能测试试验的能力；并可以通过六自由度摇摆试验台开展对换热器在摇摆工况下的换热特性分析。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202110480596.X
申请日期:
2021-04-30
专利申请人:
武汉理工大学
分类号:
G01M99/00 ; G01N25/20
发明/设计人:
孙玉伟，丁传茂，陈晨，秦天阳，王佳伟，卢明剑，袁成清，严新平
权利要求: 1.一种针对印刷电路板式换热器的超临界二氧化碳换热性能试验平台，包括超临界二氧化碳布雷顿循环测试回路，试验对象印刷电路板式换热器接入超临界二氧化碳布雷顿循环测试回路中，其特征在于，所述超临界二氧化碳布雷顿循环测试回路包括二氧化碳气瓶、压缩机、储气罐、气体增压泵、第一油浴加热器、第二油浴加热器、冷却器；二氧化碳气瓶、压缩机、储气罐、气体增压泵、第一油浴加热器依次相连，第一油浴加热器通过管路(Ⅰ)与换热器连接，换热器通过管路(Ⅱ)与冷却器的入口连接，冷却器的出口与所述气体增压泵的入口连接，从而形成超临界二氧化碳的循环回路；所述超临界二氧化碳布雷顿循环测试回路还包括：(1)连接所述第二油浴加热器入口的管路(Ⅲ)以及连接第二油浴加热器出口的管路(Ⅳ)；(2)连接水冷机的进水管路和出水管路；(3)进气管路和出气管路，所述进气管路上设有空压机和电加热器；所述试验平台可进行超临界二氧化碳-超临界二氧化碳换热试验，此时管路(Ⅰ)连接换热器的冷侧入口端，管路(Ⅲ)连接换热器的冷侧出口端，管路(Ⅳ)连接换热器的热侧入口端，管路(Ⅱ)连接换热器的热侧出口端；所述试验平台还可进行水-超临界二氧化碳换热试验，此时进水管路连接换热器的冷侧入口端，出水管路连接换热器的冷侧出口端，管路(Ⅰ)连接换热器的热侧入口端，管路(Ⅱ)连接换热器的热侧出口端；所述试验平台还可进行超临界二氧化碳-空气换热试验，此时进气管路连接换热器的热侧入口端，出气管路连接换热器的热侧出口端，管路(Ⅰ)连接换热器的冷侧入口端，管路(Ⅱ)连接换热器的冷侧出口端。2.根据权利要求1所述的针对印刷电路板式换热器的超临界二氧化碳换热性能试验平台，其特征在于，所述试验平台还包括六自由度摇摆试验台，所述六自由度摇摆试验台包括紧固件、上平台、上铰链、电动缸、下铰链、下平台，所述电动缸有六个，均设于上平台与下平台之间，电动缸的上端通过上铰链与上平台铰接，电动缸的下端通过下铰链与下平台铰接；所述紧固件安装于上平台，用于将试验对象印刷电路板式换热器固定安装于上平台。3.根据权利要求1所述的针对印刷电路板式换热器的超临界二氧化碳换热性能试验平台，其特征在于，所述试验平台还包括控制系统，所述控制系统包括运动控制计算机、PLC控制柜和上位机；所述超临界二氧化碳布雷顿循环测试回路中的气体增压泵、第一油浴加热器、第二油浴加热器以及所有的温度变送器、压力变送器、流量计和阀门均与PLC控制柜连接，PLC控制柜与上位机进行连接；上位机监控界面接收到传感器反馈的温度、压力和流量信号后，通过PLC控制柜控制相应油浴加热器和阀门，调控回路中的温度、压力及流量的大小，进而分析换热器的换热性能；所述六自由度摇摆试验台中所有的伺服电机通过运动控制计算机与PLC控制柜进行连接，在进行换热器摇摆换热试验时，上位机输入运动参数要求，信号传递给运动控制计算机再向伺服控制器发出控制指令来控制伺服电机，进而实现对摇摆运动的控制。4.根据权利要求1所述的针对印刷电路板式换热器的超临界二氧化碳换热性能试验平台，其特征在于，所述超临界二氧化碳布雷顿循环测试回路设置有旁通支路(Ⅴ)起到分流作用，所述旁通支路(Ⅴ)设置于印刷电路板式第一油浴加热器的出口与第二油浴加热器的入口之间，旁通支路(Ⅴ)上设置气控阀(A4)、第二流量计、调节阀(M3)和单向阀(V4)。5.根据权利要求1所述的针对印刷电路板式换热器的超临界二氧化碳换热性能试验平台，其特征在于，所述进水管路上设有温度变送器(TT11)，出水管路上设有温度变送器(TT12)和第三流量计；所述进气管路上设有第四流量计、温度变送器(TT9)和压力变送器(PT9)，出气管路上设有温度变送器(TT8)和压力变送器(PT8)。6.根据权利要求1所述的针对印刷电路板式换热器的超临界二氧化碳换热性能试验平台，其特征在于，所述气体增压泵与第一油浴加热器之间设有第一稳压气罐；第一稳压气罐与第一油浴加热器之间的管路上设有第一流量计、调节阀(M1)和气控阀(A2)。7.根据权利要求1所述的针对印刷电路板式换热器的超临界二氧化碳换热性能试验平台，其特征在于，所述第一油浴加热器的入口设有温度变送器(TT3)和压力变送器(PT3)，第一油浴加热器的出口设有温度变送器(TT4)和压力变送器(PT4)；所述第二油浴加热器的入口设有温度变送器(TT2)，第二油浴加热器的出口设有温度变送器(TT6)和压力变送器(PT6)。8.根据权利要求1所述的针对印刷电路板式换热器的超临界二氧化碳换热性能试验平台，其特征在于，所述第一油浴加热器与换热器之间的管路(Ⅰ)上设有针阀(V8)和温度变送器(TT1)；所述换热器与第二油浴加热器之间的管路(Ⅲ)上设置针阀(V11)和单向阀(V2)，还设有温度变送器(TT5)和压力变送器(PT5)；所述第二油浴加热器与换热器之间的管路(Ⅳ)上设有针阀(V9)。9.根据权利要求1所述的针对印刷电路板式换热器的超临界二氧化碳换热性能试验平台，其特征在于，所述换热器与冷却器之间的管路(Ⅱ)上设有温度变送器(TT7)、压力变送器(PT7)和设有针阀(V10)。10.根据权利要求1所述的针对印刷电路板式换热器的超临界二氧化碳换热性能试验平台，其特征在于，所述冷却器的出口设有温度变送器(TT10)；冷却器之后还设有第二稳压气罐，冷却器与第二稳压气罐之间的管路上设有调节阀(M2)，第二稳压气罐出口设有压力变送器(PT10)。