散热器热工性能测定实验
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散热器的试验压力标准散热器作为重要的热交换设备,广泛应用于各种工业和民用领域。
为了确保其性能和安全性,对其进行试验压力测试是必不可少的。
本文主要从试验压力值、试验压力时间、试验压力控制和试验压力检测四个方面介绍散热器的试验压力标准。
1.试验压力值散热器的试验压力值是衡量其性能的重要指标之一。
在试验过程中,需要将散热器置于一定的压力下,以检测其是否能够承受该压力而不会发生破裂或变形等现象。
根据行业标准,一般将试验压力值设定为工作压力的1.25倍。
例如,如果散热器的工作压力为10bar,则其试验压力值应为12.5bar。
2.试验压力时间试验压力时间是指在一定压力下对散热器进行测试的时间。
这个时间的长短直接影响到测试结果的准确性和可靠性。
根据标准,一般将试验压力时间设定为2-3小时。
在这个时间内,散热器需要承受住试验压力,同时没有出现任何异常现象。
如果散热器在试验过程中出现破裂或泄漏等情况,则说明该散热器不合格。
3.试验压力控制试验压力控制是指在对散热器进行试验压力测试时,如何控制压力的大小和稳定性。
一般来说,散热器的试验压力控制可以分为手动控制和自动控制两种方式。
手动控制是在测试过程中由人工来调整压力的大小和稳定性。
这种方式对操作人员的技能和经验要求较高,而且可能会因为人为因素导致测试结果的不准确。
自动控制则是指通过专门的控制系统来自动调整压力的大小和稳定性。
这种方式可以有效避免手动控制中可能出现的不准确和误差,保证测试结果的准确性和可靠性。
4.试验压力检测在试验过程中,需要对散热器的试验压力进行实时检测,以确保其安全性、稳定性和可靠性。
一般采用传感器和数据采集系统来监测散热器的试验压力,并将数据传输到控制中心进行分析和处理。
在测试过程中,需要密切关注散热器的外观、接口、阀门等部位是否有泄漏或变形等现象,以及压力波动是否在正常范围内。
如果发现异常情况,应立即停止测试并采取相应的措施进行处理。
总之,对散热器进行试验压力测试是保证其性能和安全性的重要手段。
第二节热管散热实验1.实验目的(1)理解掌握热管的原理和特性;(2)理解和掌握水蒸气的相变和汽化潜热计算。
2.实验原理实验所用散热流道如图所示。
实验室当加热电阻降水加热到100℃时实验开始计时,记录热电偶温度t1,天平读数m1,大约3分钟后再次记录温度t2与天平读数m2,断开电源。
对测得实验数据进行分析。
电加热量减去露出的水蒸气带走热量,为功热管散热器散失的热量,等于空气带走的热量,就可以分析热管散热器的散热能力。
3.实验装置如图1实验装置与原理与所示,在流道中安装毕托管压差计,用以测量来流速度,天平上放置一杯冷水以测量水蒸气的漏出功。
4.实验步骤(1)按图示接好线路,并校正仪表零点。
检查无误后,接通电源。
(2)当加热杯中水沸腾后,将冰水混合物连接管接入加热杯中,保证气密性。
同时开始计时,记录下此时的热电偶温度t1,天平读数m1。
(3)一段时间后,将连接管撤出,停止计时,记录热电偶温度t2,天平读数m2。
(4)实验结束,整理仪器与实验台。
5.实验数据记录与处理Wtp=∆=漏=∆=ρpu2WtCpdup=∆=****4*2ρπ散=Ea6.误差分析与实验改进(1)误差分析:对实验时间测定不准确;漏出水蒸气质量测量不准确。
(2)实验改进:a,待水沸腾一段时间后,约一分钟,再开始测量(以保温瓶管口冒热气为判断水沸腾不是太准确);b,增强管口与冰水混合物连接管的气密性。
或不采用漏出功率计算。
如图:①将一定质量为m的水(温度80摄氏度左右)倒入保温瓶中,接好热电偶;②实验开始,接通加热电阻(功率不能太大)并开始计时,分别记录温度。
③一段时间后,停止加热,计时结束,分别记录温度。
u比较两功率,进行数据处理。
广东省特种设备行业协会团体标准《散热膜导热散热性能的测定》编制说明《散热膜导热散热性能的测定》标准编制小组二O二O年三月广东省特种设备行业协会团体标准《散热膜导热散热性能的测定》编制说明一、标准制定的目的和意义近年来,随着电子产品向轻薄化的方向发展,导热散热膜(如石墨膜、聚酰亚胺薄膜、石墨烯膜等)广泛应用于智能手机、平板电脑、LED背光等电子产品领域,对散热膜的导热散热性能(热导率、热辐射率)提出了更高的要求。
电子设备不断将更强大的功能集成到更小组件中,温度的升高会导致设备运行速度减慢、器件工作中途出故障、尺寸空间限制、电池使用寿命以及其它很多性能方面的问题。
因此温度控制已经成为设计中至关重要的挑战之一,即在架构紧缩,操作空间越来越小的情况下,如何有效地带走更大单位功率所产生的更多热量。
散热膜要求厚度越来越薄,导热散热性能却要越来越好,部分高端散热膜已由传统的毫米级薄膜转变成微米级薄膜。
国内外还没有专门的用于检测散热膜导热散热性能的标准,导致散热膜市场产品质量参差不齐,严重制约了散热膜的发展,同时也给手机等电子产品的更新换代带来了极大的困扰。
如小米手机在采购散热膜时,由于没有统一、规范的检测标准,只能把散热膜加工到手机里,整机放在烘箱里保持25℃,在规定时间内运行高发热的游戏后测量手机温度,间接反映散热膜的导热散热性能。
本标准的提出,旨在完善薄膜材料导热散热性能的检测方法,提高散热膜的质量,促进电子产品行业的发展。
通过制定散热膜的导热散热性能测定的标准,以热导率和热辐射率两个关键参数进行表征,可以直接反应导热膜的性能,便于生产企业不断探索新的生产工艺,促进国际国内同行的交流和竞争,提高产品质量,同时也为手机等需方采购及使用带来的极大的便利,节省研发时间,提高研发效率,促进民族品牌与世界品牌进行竞争。
二、标准的任务来源及参与单位2019年10月,广州特种承压设备检测研究院向广东省特种设备行业协会提出了制定广东省特种设备行业协会团体标准《散热膜导热散热性能的测定》的项目申请,在前期大量准备工作的基础上,成立标准研制小组,制定标准研制方案,正式开始该标准的研究制定工作。
如何评估散热器和换热器在不同温度和压力条件下的性能?评估散热器和换热器在不同温度和压力条件下的性能通常涉及以下几个步骤和方法:散热器性能评估:确定评估指标:选择适当的性能评估指标,如热阻、温度分布、散热量、风速、流量、噪音水平和功率消耗等。
理论计算:使用散热器性能计算公式,如散热器性能RP = P / (TD/10),其中P 是总功耗,TD是总温差。
数值模拟:运用数值模拟技术,如MATLAB模糊工具箱,建立模型并模拟散热器在不同温度和压力条件下的性能。
实验测试:通过搭建实验装置,测量散热器在实际工作条件下的性能,如温度、风速和压力降等。
性能计算器:使用散热器性能计算器,如Heat Sink Calculator (HSC),输入相关参数并获取散热器的热阻、基板温度等性能数据换热器性能评估:性能分析:分析换热器的工作原理、热传递过程以及关键性能参数,如传热系数、传热面积和传热速率等。
数值模拟:采用数值模拟技术,如有限元法、有限差分法或有限体积法等,模拟换热器内部的流动和传热过程。
性能指标:定义关键性能参数,如传热效率、热阻和泵功消耗等,以评估换热器的性能。
实验法:通过实验装置测量和记录实际的换热效果,检验设计是否合理以及换热效果是否达到预期目标。
综合性能评价:提出综合性能评价指标,如换热量与换热器流动阻力引起功耗的比值,以全面评估换热器的性能。
通用评估方法:材料特性:考虑散热器和换热器使用的材料在不同温度和压力下的热导率、耐压性和耐温性。
长期稳定性:评估设备在长期运行中性能的稳定性和可靠性。
环境因素:考虑环境因素如湿度、腐蚀性气体等对性能的影响。
经济性:评估设备的成本效益,包括购置成本、运行成本和维护成本。
通过上述方法,可以全面评估散热器和换热器在不同温度和压力条件下的性能,确保它们能够在实际应用中达到预期的工作效果。
散热设计测试流程
散热设计测试流程主要包括以下几个关键步骤:
1. 模型建立:首先根据产品结构及工作环境,通过CAD软件构建三维热仿真模型。
2. 热分析模拟:应用热分析软件(如ANSYS、Icepak等)进行稳态或瞬态热分析,预测各部位温度分布及热流路径。
3. 散热方案设计:基于仿真结果优化散热设计方案,可能包括散热片、风扇、热管、均温板等散热组件的布局与尺寸调整。
4. 样机制作:按照设计制作散热系统样品,并集成到实际产品中。
5. 实测验证:在实验室环境下进行热性能测试,记录并比对实际工况下的温度数据,评估散热效果是否达到预期目标。
6. 反馈优化:根据实测结果对散热设计进行迭代改进,直至满足产品散热需求和可靠性要求。
汽车散热器热器关内外传热特性的分析研究指导老师:徐之平学生:代国岭学号:102270028班级:工程热物理汽车散热器热器关内外传热特性的分析研究摘要本实验对南方英特空调有限公司生产的用于马自达2型车的散热器进行了实验计算,分析该散热器在一定进口温度条件下的标准散热量、换热系数、工质出口温度、工质流量、热平衡误差、对数平均温差、阻力损失和效能等等。
通过一系列的分析计算,可以知道散热器的各种性能,这样才能将散热器安装到对应的车型上,保证散热性能良好。
关键词:对流换热、传热特性、换热器近年来我国的汽车生产量在持续增长,汽车的小型化及小排量使得对汽车的散热要求越来越高,散热水箱体积越来越小的同时散热性能必须达到规定的散热要求,并且阻力损失要小(不能无限制的提工质的流速),散热器结构紧凑,散热管和散热翅带布局要合理,散热管采用错排的排列方式,散热管和散热翅带采用钎焊接以减小接触热阻,增大气侧散热面积和扰动,减小热边界层的厚度增大气侧换热系数,使散热器的换热性能大幅度增加。
一、实验原理:实验所用的马自达二型车用散热水箱如下图一示,其几何尺寸见表,实验时,热水在关内流动,空气横掠翅片管束,两种流体以逆流的方式进行热量的传递。
试验主要分为两个部分:一是当管内水的流量为定值时,变化横掠管束的空气流量;二是管外横掠翅片管束的空气流量为定值,变化管内水的流量。
最后分别对这两种情况进行传热性能和阻力特性的分析研究。
全部试验数据均在稳态工况时由计算机采集,并将最终结果在打印机上输出。
对所测得实验数据进行分析之后,利用散热器中水散失的热量等于空气带走的热量,就可以分析散热器的各种散热性能和效率。
图一二、实验仪器2.1散热器水箱及相关器材的尺寸2.2三、热力计算1、计算水侧出口温度:w w1w2T -T T ∆= (1)2、水侧放热量计算:)t t (CpG w2w1ww -⨯=Φw (2)其中Cpw 采取线性插值的方法求得。
散热器热工性能测定实验
一、实验目的
本实验是热质交换原理课程的综合性实验,包含了以下知识点:散热器传热系数的测定方法,散热器压力损失与散热器流量的关系。
实验目的为:
1、通过实验了解散热器热工性能测定方法及低温水散热器热工实验装置的结构。
2、测定散热器的散热量Q,计算分析散热器的散热量与热媒流量G和温差△T的关系。
3、掌握散热器压力损失与散热器流量的关系。
二、实验装置(如下图所示)
1、 1000U型压差计
2、400暖气片
3、450暖气片
4、巡检仪
5、地热式暖气、排管式暖气
6、流量计
三、实验原理
本实验的实验原理是在稳定条件下测出散热器的散热量;
Q=GC P(t g-t h) (kJ/h)
式中:G—热媒流量,kg/h;
Cp —水的比热,kJ/(kg·℃);
t g、t h—供回水温度,℃。
上式计算所得热量除以3.6即可换算成瓦[W],进而可以求得散热器的传热系数。
由于实验条件所限,在实验中应尽量减少室内温度波动。
水箱内的水由电加热器加热,经循环水泵打入转子流量计并由流量计供给两组不同的散热器,水箱内的水是由温控器控制其温度在某一固定温度点上,经散热器将一部分热量散入房间,
降低温度后的回水流入低位水箱。
流量计计量出流经每个散热器在温度为t g时的体积流量。
四、实验步骤
1、系统供水,注意供水的同时要排除系统内的空气;
2、打开泵开关,启动循环水泵,使水正常循环;
3、将温控器调到所需温度(热媒温度)。
打开电加热器开关,加热系统循环水;
4、根据散热量的大小调节每个流量计入口处的阀门。
使之流量达到一个相对稳定的值,如不稳定则需要找出原因,系统内有气应即时排出,否则实验结果不准确;
5、系统稳定后进行记录并开始测定
当确认散热器供、回水温度和流量基本稳定后,即可进行测定。
散热器供水温度t g 与回水温度t h 及室内温度t 均用数显仪直接测量,流量用转子流量计测量。
温度和流量均为每10分钟测读一次。
G t =L /1000=L ·10-3 (m 3/h)
式中:L — 转子流量计读值,L/h ;
Gt — 温度为t h 时水的体积流量,m ³/h ;
G =G t ·ρt (kg/h)
式中:G — 热媒流量,kg/h;
t ρ — 温度为t h
时的水的密度,kg/m ³;
6.改变工况进行实验
a 、改变供回水温度,保持水流量不变。
b 、改变流量,保持散热器平均温度不变,即保持2
h
g p t t t +=
恒定;
7、测定散热器的水头损失
通过U 型管压力差可读出散热器内水头损失,并确定不同种类散热器阻力性能。
8、实验测定完毕
a 、关闭电加热器开关
b 、停止运行循环水泵
c 、检查水、电等有无异常现象,整理测试仪器。
五、电加热工作原理图
六、实验数据记录
以上数据对不同种类的散热器均需测定。
七、注意事项
1、测温点应加入少量机油;
2、水箱内的电热管应淹没在水面下时,才能打开,本实验台有自控装置,但亦应经常检查;
3、实验台应接地。
八、思考题
1、试验中是应用什么原理对温度进行测试的?还有没有其他测试温度的方法?请列举。
2、温度测试中,在测点位置加入少量机油的作用是什么?
3、实际散热器的流量与其散热量有无必然联系,请分析?
4、散热器压力损失是有什么引起的?
5、通过试验分析,你认为哪种散热器的散热效果更好,为什么?
6、与其他流量计相比,转子流量计在实际测试中有何优缺点?
7、利用测试得到的散热器压力损失,你认为还能计算得出其他什么参数?(如果缺少条件,可以自己假定)。