汽车散热器与中冷器风洞试验系统

汽车散热器传热特性的风洞实验研究童正明;侯鹏;梁淑君;陈丹【摘要】Experiments on ribbon-tubular car radiators with the same whole structure but different wave distance were carried out in a heat transfer wind tunnel in order to obtain the cooling water temperature and water flow at water inlet and outlet of radiator,the cooling air temperature and air flow at air inlet and outlet of radiator,the dissipated,heat,the wind resistance and water resistance and other related test data.According to the experimental data,the relations between heat dissipating capacity,wind resistance and wave distance were analyzed.The water gate location under different heat transfer conditions of radiator was discussed and the effects on heat transfer characteristics and flow characteristics were analyzed and compared.Experimental studies on the performances of double drain and single pipe belt type radiator were conducted and their resulte were contrasted.Finally,on the basis of the experimental data and analysis results,the optimization design of car radiators was presented.%通过风洞实验对整体结构相同而散热带波距不同的汽车散热器分别进行实验数据采集，获取了散热器冷却水进出口温度、水流量、冷却空气进出口温度、空气流量、散热量、风阻及水阻等相关实验数据。

风洞实验报告引言：风洞实验作为现代科技研究的重要手段之一，广泛应用于航空航天、汽车工程、建筑结构等领域。

本报告将围绕风洞实验的原理、应用以及相关技术展开探讨，旨在加深对风洞实验的理解和应用。

一、风洞实验的原理风洞实验是通过利用风洞设备产生流速、温度和压力等环境条件，对模型进行真实环境仿真试验的一种方法。

其基本原理是利用气体流动力学的规律，使得实验模型暴露在所需风速的气流中，从而通过测量模型上的各种力和参数来分析其气动性能。

二、风洞实验的应用领域1.航空航天领域风洞实验在航空航天领域有着广泛的应用。

通过风洞实验，可以模拟不同飞行状态下的风载荷，评估飞机、火箭等载体的稳定性和安全性，在设计和改进新型飞行器时提供可靠的数据支撑。

2.汽车工程领域风洞实验在汽车工程领域同样具有重要意义。

通过对汽车模型在高速风场中的测试，可以优化车身外形设计，降低气动阻力，提高燃油效率。

此外，风洞实验还可用于汽车内部气流研究，如车内空调流场、风挡玻璃除雾等。

3.建筑工程领域在建筑工程领域，风洞实验可以帮助研究风荷载对建筑物结构产生的影响，以提高建筑物的抗风性能。

通过模拟真实的气流环境，可以评估建筑物在不同风速下的应力、应变分布情况，为工程设计和结构优化提供依据。

三、风洞实验技术1.气流控制技术气流控制技术是风洞实验中必备的关键技术之一。

通过对风洞内流场进行合理设计和调整，可以实现不同速度、湍流强度和均匀度的气流条件，以保证实验的准确性和可重复性。

2.试验模型制作技术试验模型制作技术对于风洞实验的结果具有重要影响。

模型的准确度和还原程度直接关系到实验数据的可靠性。

现如今，各类先进材料和加工技术的应用，使得模型制作更加精准和高效。

3.数据采集和分析技术风洞实验所得数据的采集和分析是判断实验成果的关键环节。

当前，数字化技术的快速发展为数据采集和分析提供了强有力的支持。

传感器、图像处理等先进技术的应用，使得实验数据获取更为精确和全面。

汽车散热器和中冷器作为汽车冷却系统的重要部件，在冷却效率和排气性能方面起着至关重要的作用。

为了提升汽车性能，提高能效，确保汽车处于可以正常运行的状态，确保汽车安全，通常需要对汽车散热器和中冷器进行性能测试。

汽车散热器和中冷器性能测试是通过特定的测试设备，进而对汽车散热器和中冷器的功能和性能进行检测。

测试设备根据不同的汽车散热器和中冷器来定制，包括水平散热器（底漆散热器），垂直散热器，中冷器，水箱等不同类型的部件。

汽车散热器和中冷器性能检测过程主要是以内部压力作为测试参数，考察其内部功能性能指标和外部排气性能指标的变化情况。

在实际的排气性能测试中，测试装置可以实时监测汽车散热器和中冷器的温度和压力变化情况，并通过系统软件记录和分析汽车散热器和中冷器的各种参数，以此得出性能测试结论。

汽车散热器和中冷器的检测主要有以下几项：
一是检测汽车散热器和中冷器自身的流通能力，判断其流通效率；
二是通过温度和压力信号实时监控其性能；
三是根据检测信号建立散热器的性能指数，检测其设计和制造质量；
四是检测汽车散热器和中冷器的冷却效果，评价其冷却效率；
五是运行状态下汽车散热器和中冷器的漏水检测。

通过以上测试，可以检测汽车散热器和中冷器的性能，从而提高汽车冷却系统的效率，节能环保，提高汽车安全性。

汽车整车空气动力学风洞试验气动力风洞试验方法第一章试验介绍1.1 试验背景汽车的设计与制造是一个复杂的过程，为了确保汽车在高速行驶时能够稳定、安全地行驶，必须对汽车的空气动力学性能进行全面的评估和测试。

其中，空气动力学风洞试验是一种常用的测试手段，通过模拟车辆在真实行驶环境中的空气流动情况，来评估汽车的空气动力学性能。

1.2 试验目的汽车整车空气动力学风洞试验的主要目的是通过对汽车在风洞中的空气动力学性能进行测试和分析，为汽车的设计和改进提供重要的参考依据。

具体包括评估汽车的气动阻力、升力、侧向力等参数，以及研究汽车在不同速度和风向下的空气动力学特性，为汽车的设计优化提供数据支持。

1.3 试验对象本次试验的对象为某汽车制造公司新研发的一款中型轿车，车型为XX型号。

该车型在设计阶段已经进行了初步的空气动力学仿真分析，但为了进一步验证仿真结果的准确性，并对车辆的空气动力学性能进行更加全面深入的评估，需要进行空气动力学风洞试验。

第二章试验方法2.1 试验设备本次试验将使用某汽车制造公司配备的先进空气动力学风洞，风洞设备包括风道、风扇、测量传感器等。

风道采用封闭式结构，能够模拟多种不同的速度和风向条件，满足不同车速和风向下的算测需求。

风扇能够产生高速气流，测量传感器用于对车辆在风洞内的空气动力学参数进行实时监测和记录。

2.2 试验方案需要确定试验的速度范围和风向条件。

一般来说，汽车在行驶过程中会受到不同速度和不同角度的气流影响，因此需要在风洞中模拟不同的速度和风向条件，以获得全面准确的空气动力学性能数据。

确定试验参数和测量点。

根据汽车的设计特点和试验的目的，确定需要测量的空气动力学参数，如阻力、升力、侧向力等，并确定在车身表面的哪些位置设置测量点，以获取相应的测量数据。

进行试验数据的采集和分析。

在风洞试验进行过程中，需要通过测量传感器对车辆在风洞内的空气动力学参数进行实时监测和记录，然后对采集到的数据进行分析和评估，得出对汽车空气动力学性能的客观准确的评估结果。

汽车环境风洞实验室校准方法首先，汽车环境风洞实验室校准的第一步是确定校准标准。

校准标准是指一套准确、可靠的测试条件和仪器设备，用于验证风洞的准确性和一致性。

常见的校准标准包括温度、湿度、风速、大气压力等参数。

根据实际需要，可以选择合适的标准进行校准。

第二步是准备校准仪器设备。

校准仪器设备主要包括温度计、湿度计、风速计和压力计等。

这些设备需要具备高精度和可靠性，以确保校准的准确性。

第三步是进行校准实验。

校准实验需要进行多次重复的测试，以验证风洞系统的准确性和一致性。

根据需要，可以进行温度、湿度、风速和气压等参数的单独校准，也可以进行综合性的校准。

在校准实验中，需要事先确定各项参数的目标值，并进行精确的测量和记录。

同时，需要根据校准标准，调整风洞系统的参数，以达到校准的要求。

在实验过程中，需要保持环境条件的稳定，避免外界因素对校准结果的影响。

完成校准实验后，需要对实验结果进行数据处理和分析。

对于每个参数，可以计算其偏差和不确定度，并与校准标准进行比较。

如果偏差在可接受范围内，并且不确定度较小，则说明校准结果是准确可靠的。

最后，需要进行校准结果的报告撰写。

报告中应包括校准目的、方法、实验结果和结论等内容。

同时，还需要注明校准日期和负责人等信息，以方便后续的追踪和管理。

总之，汽车环境风洞实验室校准是保证测试结果准确可靠的重要环节。

通过确定校准标准、准备校准仪器设备、进行校准实验、数据处理和分析，以及撰写校准报告等步骤，可以确保校准结果的可靠性，并为后续的风洞测试提供准确的测试条件。

AUTO PARTS | 汽车零部件汽车散热器与中冷器性能测试系统和方法张冰　李承国　王超山东厚丰汽车散热器有限公司　山东省泰安市　271000摘 要： 汽车发动机需要冷却系统散热来保持其在正常的工作温度，汽车散热器和中冷器散热性能的水平直接影响发动机燃烧充分性，决定了燃油消耗排放指数和，严重影响发动机的使用寿命。

因此，散热器和中冷器散热性能平衡至关重要。

如何模拟汽车发动机实际工作状态对散热器和中冷器进行准确的性能测试是汽车散热器和中冷器研究的重要内容。

本文通过对散热器和中冷器性能测试系统结构、原理和测试方法的研究介绍，形成了散热器与中冷器独立和组合测试的测试系统以及测试方案，测试结果在行业台架测试现有水平下最接近于整车状态，处于行业领先水平。

关键词：散热器　中冷器　性能　系统1　引言1.1　汽车散热器和中冷器换热原理汽车散热器换热途径为：发动机燃烧产生的热量通过发动机缸套传递给缸套里面的防冻液，高温防冻液通过冷却系统水泵和管路循环传递给散热器，散热器把防冻液的热量通过芯体传递给空气，换热处于热平衡状态，通过热平衡保持发动机在需求的温度下持续工作。

汽车中冷器换热途径为：通过增压器增压后的高温压缩空气通过冷却系统管路循环传递给中冷器，中冷器把高温压缩空气的热量通过芯体传递给空气，换热处于热平衡状态，保持发动机在需求的温度下持续工作。

1.2　汽车散热器和中冷器行业散热性能测试背景当前涉及汽车散热器、中冷器的国家级标准有：《汽车、拖拉机散热器风筒试验方法《JB/T 2293-1978》》（第一机械工业部部标准）、《中冷器中国兵器工业总公司部标准-装甲车辆柴油机中冷器规范《WJ 2429-1997》》。

两标准中关于散热器、中冷器的性能试验是独立完成的。

目前国标中还没出现将散热器、中冷器组合试验的试验装置和试验方法，散热器、中冷器等汽车零部件组成的冷却模块组合试验是急需突破和研究的方向。

专利号CN 104458280 A提出了一种关于汽车散热器、中冷器等冷却模块组合试验的实验装置及实验方法，专利中包含一台水平轴连续吸气式风洞实验装置，风洞由两个锥形筒对接后焊接而成，两个锥形筒大小相同，外形是两端小中间大的锥形体，实验中模拟装车状态在风洞过渡段自左至右依次是散热器、中冷器组成的冷却模块；散热器单体装配有进、出水管，尽可能的保留实际装车状态；中冷器单体装配有进、出气管，亦尽可能的保留实际装车状态；进、出水管和进、出气管处安置温度、压力传感器，实时监测Car Radiator and Intercooler Performance Test System and MethodZhang Bing，Li Chengguo，Wang ChaoAbstract： A utomobile engines need cooling system heat to keep it at normal operating temperature. The level of heat dissipation performance of automobile radiators and intercoolers directly affects the adequacy of engine combustion, determines the fuel consumption and emission index, and seriously affects the service life of the engine. Therefore, the balance between the heat dissipation and the heat dissipation performance of the intercooler is very important. How to simulate the actual working state of automobile engine to carry out accurate performance test of radiator and intercooler is an important content of the research of automobile radiator and intercooler. Through the research and introduction of the structure, principle and test method of the radiator and intercooler performance test system, this paper has formed a test system and test plan for the independent and combined test of the radiator and intercooler. The test results are tested on the industry bench. The level is closest to the state of the whole vehicle, and it is at the leading level in the industry.Key words： r adiator, intercooler, performance, system实验进程中的温度和压力变化。

机电类1、干冰造粒机 (1)2、干冰清洗机 (2)3、高效低噪声冷却风扇 (3)4、流化床式超音速超微气流粉碎机 (4)5、先进翼型节能低噪声通风机 (5)6、先进翼型风机臭氧病虫害防治系统 (6)7、三相次级整流电阻焊机及其控制箱 (7)8、电磁铆接设备 (9)9、摩擦焊接过程计算机测控系统 (10)10、数字化拉弯系统 (11)11、多功能数控布带缠绕机 (12)12、方形区域喷灌龙头 (13)13、高速防爆稀土永磁同步电机 (14)14、高效节能稀土永磁同步电机 (15)15、空心杯式永磁直流电动机系列 (16)16、混合式步进电机系列 (17)17、稀土永磁同步发电机系列 (18)18、复合励磁恒压同步发电机 (19)19、稀土永磁无刷直流电动机驱动系统 (20)20、智能化电机伺服控制系统 (22)21、汽车散热器与中冷器风洞试验系统 (23)22、磁场中抗磁性材料的失重状态无容器处理装置 (24)23、自动升降高空作业平台（系列产品） (26)电子电器类1、汽车电控机械式自动变速器AMT (29)2、电动助力转向系统EPS (30)3、基于3G技术的汽车信息及防盗导航系统 (31)4、汽车起动发电一体化系统（ISG） (32)5、数字化智能充电器 (33)6、直流变频空调室内／室外机电控系统 (34)7、手机用TFT彩色液晶显示驱动控制电路芯片 (35)8、计算机硬盘数据加密卡 (36)9、FTI－8电点火头模拟装置 (37)10、机床有效工作时间记录仪 (38)11、无线电近距探测装置 (39)12、SST热能表 (40)信息技术类1、面向数字电视的嵌入式软件平台 (45)2、智能电子花样机嵌入式系统 (46)3、远程实时数据复制系统 (48)4、机电产品工业设计的三维数字化定制设计技术 (49)5、微机电系统集成设计平台 (50)6、企业信息分类编码体系 (51)7、协同仿真环境 (53)8、仿真数据管理平台 (55)9、仿真流程管理平台 (56)10、智能报表管理系统 (57)11、面向数字化生产线的制造执行软件系统 (58)12、基于激光直接标识的数控刀具全寿命周期管理系统 (60)13、虚拟装配规划与仿真系统 (61)14、复杂产品研制协同项目管理系统 (62)15、航空用稀土永磁电机计算机辅助设计软件开发 (64)新材料、新工艺类1、调压成形精密铸造工艺与装备 (67)2、大型铝合金铸件反重力铸造工艺与装备 (69)3、辐射探测器用高电阻CZT晶体材料及其应用技术 (70)4、系列高强高韧可焊耐磨准贝氏体钢 (71)5、制冷压缩机专用MAG环焊和塞焊设备及工艺 (72)6、钻铤（厚壁管）窄间隙深坡口焊接设备及工艺 (74)7、难变形材料薄带的粉末冶金生产技术 (75)8、模具延寿及快速修复技术 (76)9、精细电子陶瓷、光电陶瓷粉体及其应用技术 (77)10、高性能纸基摩擦材料技术 (78)11、激光立体成形与再制造工艺装备 (80)12、钛合金近β锻造技术 (82)1、低游离酚热塑性酚醛树脂的合成技术 (85)2、柿果、柿叶中有效成分提取技术 (86)3、杜仲叶有效成分提取技术 (87)4、新型橡胶材料——杜仲胶 (88)5、纤维增强聚砜改性酚醛模塑料 (89)6、应用于锂离子电池中的凝胶聚合物电解质材料 (91)7、磁性复合微球 (92)8、深层快速固化室温硫化硅橡胶 (93)9、无机粉体表面处理剂 (95)10、XGD－2缓蚀剂生产技术 (96)11、快速固化光敏胶 (97)12、聚丙烯用发泡剂 (98)13、防锈油 (99)14、导电、导磁功能材料 (100)15、纳米锶、钡铁氧体粉磁粉制备 (101)16、纳米钡铁氧体薄膜制备 (102)17、玻璃纤维化学镀四元、五元合金镀液及其制备方法 (103)1. 干冰造粒机内容介绍：利用最新制冷技术，使液体二氧化碳节流膨胀生成雪花状干冰，再将雪花状干冰压缩成干冰颗粒，用于各种不同场合的清洗以及冷藏保鲜等。

ICS号中国标准文献分类号团体标准 T/CSAE XX - 2018汽车动力总成冷却能力环境风洞试验方法Automotive Powertrain Cooling Test MethodIn Climatic Wind Tunnelxxxx-xx-xx发布 xxxx-xx-xx实施中国汽车工程学会发布目次前言 (Ⅲ)1范围 (1)2规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (1)4环境风洞要求 (2)4.1总则 (2)4.2空气温度 (2)4.3空气湿度 (2)4.4日照强度 (2)4.5车速 (2)4.6风速 (2)4.7边界层 (3)5试验准备 (3)5.1试验车辆 (3)5.2试验仪器 (3)5.3传感器安装 (4)5.4试验车辆安装 (4)6测试流程及试验工况 (4)6.1升温阶段 (4)6.2暖车阶段 (4)6.3试验阶段 (4)6.4放置阶段 (6)7记录 (6)8报告 (6)附录A（规范性附录）试验报告样本 (7)附录B（规范性附录）风洞信息表 (9)附录C（规范性附录）车辆信息表 (10)附录D（规范性附录）测点布置规定 (12)附录E（规范性附录）城市堵车工况车速设置 (14)前言本标准充分考虑国内汽车使用环境条件及典型驾驶工况，依据国内典型道路工况制定汽车动力总成冷却能力环境风洞试验标准，目的在于确定动力总成冷却系统在高温环境下的温度状态（包括发动机冷却液、机油、变速箱油，发动机进气等）以判断是否符合整车开发目标要求。

本标准由中国汽车工程学会汽车空气动力学分会提出。

本标准由中国汽车工程学会批准。

本标准由中国汽车工程学会归口。

本标准起草单位：中国汽车工程研究院股份有限公司、重庆长安汽车股份有限公司、华晨汽车集团控股有限公司、上海汽车集团股份有限公司、一汽-大众汽车有限公司、吉利汽车研究院（宁波）有限公司。

本标准主要起草人：朱习加、谯鑫、石锋、路红周、于剑泽、支新亮、龙海生、李国云、石光、孟洁、夏芝安、贺晓娜、严鹏、周健、高达义、段传学。

汽车散热器的一种新型试验方法周兴华,王玉春,周建和(天津大学机械工程学院,天津300072)摘 要:研制出汽车散热器的一种新型试验方法,它不仅满足而且优于JB2293 78的要求.试验装置风洞的试验段为开口自由射流,其核心区的流场是均匀的,免去了JB2293 78中所采用的风筒安装汽车散热器的麻烦.在风洞的风速调节和水循环系统中水流量和水温采用了计算机控制,不仅节省了测试时间,而且大大地提高了测试精度.为确保测试的顺利进行,本检测系统还备有手动操作程序.关键词:汽车散热器;射流核心区;风洞中图分类号:U 461.1 文献标识码:A 文章编号:0493 2137(2002)04 0535 06汽车散热器又称水箱,它是汽车发动机正常工作必不可少的,因此,对于不同型号的汽车散热器的性能参数就需要测定,在国家标准GB9421 88,即 汽车散热器技术条件 中,明确规定:试验方法用JB2293 78.它是一机部标准 汽车、拖拉机风筒试验方法 [1],它规范了汽车散热器的性能试验,为汽车技术的发展起到了重要作用.在此标准中,试验装置的主要部分称为!风筒∀,如图1所示.图1 JB2293 78采用的风筒Fig.1 Wind cylinder in JB2293 78实践表明,它的不足之处是:1)必须设计、加工若干个试验段,(标准中称!过渡段∀)以满足不同几何尺寸的散热器的试验要求,不仅增加造价,还要有足够的存放空间.2)每次试验更换试验段相当麻烦,且工作繁重; 3)试验段截面经过扩张或收缩后,散热器所处的速度场与在等截面直管上是不同的;扩张或收缩的角度不同,其速度场也不一样;由于试验时散热器本身的收稿日期:2001 10 12.作者简介:周兴华(1943# )男,高级工程师.天津大学学报 第35卷 第4期2002年7月JOU RN AL O F T IA NJIN U NI VERSIT Y Vol.35 No.4 Jul. 2002温度分布是很不均匀的,因而,使散热器性能试验的客观性受到不同程度的影响.作者研制的!汽车散热器风洞试验系统∀,如图2所示,在风筒结构和测控技术方面均有所改进.图2 汽车散热器风洞试验系统Fig.2 Test sytem of autom obile radiators in wind tunnel1 试验系统的组成1.1 风洞根据气体动力学的原理[2],在满足部颁标准JB2293 78对风筒要求的原则下设计了风洞,为直流、开口、吸气式低速风洞,洞体用钢材制作. 风洞截面形状为圆形,避免了矩形截面四个直角处涡流的产生,可得到较好的试验用流场.1.1.1 稳定段入口为喇叭形.内部安装整流装置、蜂窝器和阻尼网.采用的蜂窝器为六角形阻尼网两层,分别为18目和20目.蜂窝器的作用是破碎大的气流旋涡,对气流导向;阻尼网的作用是破碎小的旋涡,使之在流动中容易衰减,并能使截面速度分布趋于均匀.1.1.2 收缩段收缩段位于稳定段之后.其主要作用是使气流加速、实验截面流速分布均匀和降低气流湍流度.要求气流沿收缩段流动时,洞壁上不出现分离.这一切要靠合适的收缩比和壁面曲线来保证.风洞壁面曲线按维托辛斯基公式设计.收缩段出口有一平直段,便于安装毕托管和温度测量探头等测量仪表.1.1.3 实验间实验段没有固定的壁面,称为开口实验段.气流从收缩段出口喷出后形成圆断面射流,射流中存在一个速度均匀的区域,它是以风洞轴线对称、形状为断面沿流向逐渐缩小的圆锥,称为核心区.这就是试验用的流场范围,叫作试验区.几何尺寸小于试验区的散热器均可较方便的安装,这是与风筒的主要区别,试验结果不受洞壁影响.在实验间内设置了专门制作的座标架,用来固定和调节散热器的位置,待试散热器在实验间内与水循环及加热系统连接组成回路.大部分测试仪表的一次仪表在实验间内完成与二次仪表的接通.1.1.4 扩散段扩散段的作用是降低能量损失.扩散段之前有一定长度的入口段,!收集∀通过实验间的气流,并安装测量!出风温度∀的温度计探头.1.1.5 风机室风机室也是一个房间,这里选用双面进风的离心风机做为动力装置.这种风机与风洞扩散段的连接,因为不可能直接相连,而是靠风机室来实现.风机室保证了风机功能的发挥,由于风机与风洞扩散段脱离了接触,加之减震器的作用,避免风机振动传递到风洞洞体.风机室要求密封性好,其墙壁也采用双层结构,中间填充隔音材料,这对降低噪声起了很好的作用.1.2 水循环及加热系统此系统由热水循环泵、变频器、主储水罐、副储水罐、涡轮流量计、阀门和管道组成(如图3所示).储水罐及管路均采取了保温措施.储水罐的电加热管,分成若干组.当整个水循环系统达到了工作状态,即流量、温度在要求的工况下趋∃536∃天津大学学报 第35卷 第4期于平衡后,可适当减少主储水罐中!工作∀的电加热管组数.图3 水循环及加热系统Fig.3 Water circle and heating system1.3 测控系统1.3.1 控制室室内的控制台上装有风速、风量、水流量、差压、温度等各种数字仪表及开关,用于控制所需的各种工况,为了确保正常工作,设有两套控制方式,即手动控制和计算机控制.利用自己编制的软件,计算机不仅是控制系统的心脏,同时它也出色地完成了各种物理量的实时采集和数据处理.1.3.2 变频器及各种传感器变频器用于交流电机无级调速,是比较成熟的技术,用此方法获取不同的风速和水流量.而水的温升则是通过改变电加热管的组数及其功率进行控制的.风速是由毕托管连接的差压变送器的差压值而获取的,水流量由涡轮流量计测得,温度是由热电偶式数字温度计测出.以上各种传感器均与控制台和计算机联通,构成测控系统.1.4 系统主要性能1.4.1 风速范围试验区最大风速可达34m/s .风速大小与变频器频率之间为线性关系,变频器频率每升高10H z ,风速增加7m/s .因此,该频率值可作为调整风速的重要参考数据.1.4.2 风速的稳定性及均匀性风速稳定性一般是指在规定的时间间隔内,瞬时风速与平均风速之差的最大值与平均风速之比.即=|v 1- v |max v%1000 0式中:v i 为瞬间风速,m/s; v 为平均风速,m/s ,其表达式为v =1n &ni=1v i ;式中:n 为测点数.测量位置:距收缩段出口255mm 断面的中心点. 测试仪器:毕托管,(日)ISP 3 50精密数字式微差压计.测量时间:30m in .测量结果: <0.50 0速度的均匀性是指气流速度在试验区内的分布情况.要求试验区内各点的速度完全一致是不现实的,一般要求试验区的主要试验范围内,各个截面上各点的气流速度与气流平均速度相对偏差的均方根值小于某一给定值.速度均匀性用 v 表示,即=!ni=1 v 1- v v2n -1式中:v i 为第i 个测点的风速,m/s .测量位置:距收缩段出口255mm 断面上,沿水平和铅垂两直径布置测点.测点间距:从中心开始,间距为10mm .在试验区内的测量点数为146个.测试仪器:毕托管、(日)ISP 3 50精密数字式微差压计.测量结果: v ∋0.40 01.4.3 循环水加热时间储水罐内的电加热管全部工作,水泵小流量运行,水温可在2h 内提升至高于环境温度60(,以满足试验要求.1.4.4 试验时间在准备工作到位,计算机进行控制和数据实时采集及处理的情况下,完成一台散热器的性能试验(两种水流量,各6种风速,共12种工况),仅需0.5h .经过多种型号散热器的性能试验,证明该整套系统的综合精度达到了设计要求:1)水、气热量平衡误差小于50 0;2)重要性误差小于30 0.2 各种参数的采集及处理2.1 风速风速测量仪器为毕托管流速计,由毕托管和差压∃537∃ 2002年7月 周兴华等:汽车散热器的一种新型试验方法变送器组成.毕托管测速依据的是伯努利方程,其实用的计算公式为[4]v∀=1.288∀101325B 273+t al293#p(m/s)式中:B为试验时的大气压,Pa;#p为毕托管输出的差压,Pa;∀为毕托管的校准系数(1.003).2.2 空气密度空气密度是大气压力和空气温度的函数.利用标准大气状态和任意状态的气体状态方程联立求解,可得∃∀=3.484%10-3B273+t al式中:B为试验时的大气压,Pa.2.3 风量根据标准规定,风量等于质量风速∃∀v∀和v a测量截面面积(即收缩段出口端平直部分的截面积)的乘积.M a=3600%A%∃∀v∀式中:A为毕托管测速点处风洞的截面积,m2;M a为风量(或称气流的质量流量),kg/h.2.4 水流量水流量的测量采用涡轮流量计,当水流经其变送器时,转换器的线圈中就输出电脉冲信号,该信号的频率与涡轮的转速成正比,即与水流量成正比.体积流量公式为V w=3600%10-3%f%(m3/h)式中:f为电脉冲信号的频率,H z;%为涡轮流量计仪表常数,次/L.为了计算散热量,需将V w换算成相应的质量流量.M w=∃w V w=3.6%∃w f%(kg/h)式中:∃w为水的密度,kg/m3.2.5 风温及风阻风温包括进风温度(气流通过散热器之前的温度,用t al表示)和出风温度(气流通过散热器之后的截面平均温度,用t a2表示),采用热电阻温度计测量.进风温度容易测量,因为收缩段出口端平直部分的速度场和温度场都是均匀的,温度计插入流场中任一点测量即可.出风温度的测量,是本项目的重点,也是难点.原因是试验时热散器本身的温度分布很不均匀,这需要在测温点的布置上很好地研究. 目前,还未见到适应这种非均匀温度场的平均温度测量的仪表.在实验间外,紧靠扩散段喉部的截面上,等间隔布置6支温度计(要求沿径向可调节插入位置);进行散热器性能试验之前,按照实验的工况,分别测出沿径向的温度分布,利用数值积分方法[3],计算出平均温度,找出平均温度点,即为温度计插入位置;6支温度计测量值的算术平均值,就代表了截面平均风温.风阻表示散热器前后压力的差值.风阻的测量是用布置在散热器前、后流场中的总压探针(固定在座标架上)作为感受元件,配合差压变送器来实现的.2.6 水温及水阻散热器的进水与出水温度(分别用t w1和t w2表示),用热电阻温度计测量.进水与出水压力,由静压孔感受,通过导管传递给差压变送器,两者之差,即为水阻.2.7 其它参数水侧散热量Q w、气侧吸热量Q a、散热系数U和标准散热量Q n均是计算得出的,它们的计算公式按照JB2293 78规定,分别如下:水侧散热量Q w=M w∃C p w(t w1-t w2)式中:C p w为水的定压比热,C p w=1,kJ/(kg∃(). 气侧散热量Q a=M a.C p a(t al-t a2)式中:C p a为空气的定压比热,C p a=0.240kJ (kg∃().散热系数U=Q wS#t kJ (m2∃h∃0C) 式中:S为散热器的气侧散热总面积,m2;#t为液、气平均温差#t=t w1+t w22-t a1+t a22标准散热量Q n=Q w60t w1-t al3 试验结果3.1 系统的试验精度汽车散热器风洞试验系统的综合试验精度,包括水、气热量平衡和重复性.试验用4种散热器,分别是重庆五十铃100P、ZP(中)、TJ7100和ZP(日).前3种散热器均在!国家汽车质量监督检验中心∀做过试验,∃538∃天津大学学报 第35卷 第4期可以进行比较.!水、气热量平衡∀,是指一台散热器在某一工况(由水和气温差、风速和水流量确定)下试验时,水流散失的热量[JB2293 78中称为水侧散热量,用Q w (kJ/h)表示]和气流吸收的热量[JB2293 78中称为气侧吸热量,用Q a (kJ/h)表示]要相近,其差值不得超过规定值.JB2293 78规定这个热平衡误差(Q w -Q a Q w )应小于)1000,要求较高的试验应控制在)50 0以内,做定为不大于)50 0. !重复性∀,是指同一台散热器在同一种工况下,某项参数多次试验的结果,应当基本上相同,其差值不得超过规定值.JB2293 78没有定量的要求.本文规定y m -y i y m∋30 0.其中y 代表某项参数的试验结果,下标i 代表多次试验中的任意一次,下标m 代表多次试验结果的平均值.表1中,摘录了4种散热器的部分试验结果. 从列出的试验结果可以看出,!水、气热量平衡∀和!重复性∀指标,均满足要求.3.2 试验结果的比较!标准散热量Q n ∀具有可比性,但要进行一些转换:1)用穿过散热器的风速(称为!有效风速∀,用v e 表示)计算出质量风速∃z v e (kg/(m 2∃s )),替代∃a v a ;2)在国家机械工业部认定的某研究所的试验报告给出的标准散热量与质量风速的曲线上,查出∃z v e 对应的Q n 值;3)将有关数据的单位取为一致,Q n 用kJ/h 表示,水流量V w 用L/min 表示.从图4~图6看出,差别不大.表1 散热器性能试验结果Tab.1 Test resrlt of radiators performance散热器型号M w (m 3∃h -1)v a (m ∃s -1)(t w 1-t a1) (#p w kPa #p w Pa Q w (kJ ∃h -1)Q w (kJ ∃h -1)Q w (kJ ∃h -1)Q w -Q aQ w0 0重庆50铃100P6.1022.160.816.035626.99%10427.74%10426.61%1042.86.1222.065.016.736029.08%10428.83%10426.86%1040.96.0022.358.615.735625.98%10426.53%10426.61%1042.1ZP (日)7.2112.859.738.214720.17%10420.21%10420.25%1040.27.2213.060.438.514420.75%10421.05%10420.58%1041.47.2112.859.038.714319.62%10420.45%10419.96%1044.3ZP (中)7.2113.060.032.212119.08%10419.29%10418.74%1041.17.2113.060.932.612419.08%10419.83%10418.79%1043.97.2113.060.831.711819.08%10419.50%10418.83%1042.2TJ71004.509.1360.240.3747.78%1047.66%1047.74%1041.64.509.1660.240.4747.74%1047.36%1047.87%1044.9注:TJ 只有工况相同的两次试验数据.图4 重庆50铃100P 的标准散热量Fig.4 Standard radiation flux of Chongqing 50,100P图5 ZP 的标准散热量Fig.5 Standard radiation f lux of ZP∃539∃ 2002年7月 周兴华等:汽车散热器的一种新型试验方法图6 TJ7100的标准散热量Fig.6 Standard radiation f lux of TJ1004 结 论1)汽车散热器风洞采用开口实验段,利用射流核心区(实验区)的均匀流场,能够满足对角线尺寸不大于收缩段出口直径的各种散热器的性能试验,显示出其优越性.2)4种散热器的性能试验数据表明,试验装置是可靠的,测试技术是先进的,工况的控制和数据的采集由计算机完成,系统的综合精度远高于人工读取各种测试参数,能够满足水、气热平衡误差小于50 0,重复性误差小于30 0的要求.参考文献:[1] 中华人民共和国第一机械工业部标准.(JB2293 78)汽车、拖拉机风筒试验方法[S].北京:技术标准出版社,1979.[2] 威尔利亚姆H L ,艾伦B.低速风洞试验[M ].范洁川,祁炳春,陈永魁,等译.绵阳: 空气动力与试验 编辑部,1988.[3] Saric W S,Reshotko E.Rev iew of flow qualit y issues in windtunnel testing [J].A IAA.1998,98 2613,1-10.[4] 盛森芝,沈熊,舒玮.流速测量技术[M ]北京:北京大学出版社,1987.[5] JISD.Radiators for A utomobiles #T est Method of Heat Dissipation[S].Japanese Standards Association,1991.A New Test Method of Automobile RadiatorsZH OU Xing hua,WANG Yu chun,ZHOU Jian he(School of M echanical Engineering,T ianjin U niversity ,T ianjin,300072,Chian)Abstract :A new test method for automobile radiators has been developed.Its efficiency can r each,even ex ceed that of the standar d of JB2293 78.T he open fr ee jet flow ing w ith a unifor m flow field in core area w as tested in a wind tunnel tester.T he new test went on more mor e conveniently when it w as compared with the test of automobile r adiators in a wind cylinder as required by JB2293 78.As the wind speed in the wind tunnel and the flux and temperature of water in the circulation system are contralled by a computer,the test time can be r educed and t he precision can be markedly incr eased.A manual contral system is prepared for the tester to smoot hly carr y out the test.Keywords :auto mobile radiator ;jet flow core area;wind tunnel∃540∃天津大学学报 第35卷 第4期。

第一部分系统介绍本散热器性能风洞试验台适应于汽车、拖拉机、工程机械发动机的散热器、热风机的风机盘管的散热性能试验。

一、试验项目：1、散热性能试验2、空气阻力试验（简称风阻试验）3、水流阻力试验（简称水阻试验）二、散热器风筒试验计算机测控系统组成：1、风洞试验的筒体2、风机变频调速系统3、循环水温度控制4、工业计算机测控系统5、电气及配电三、主要性能指标（讨论参考）：1、风机风速：3.0~15.0米/秒（变频调速，PID控制）2、循环水流量：0.2~15米3/小时（变频调速，PID控制）3、循环水温度：50~95℃（PID控制）4、温度测量精度：±0.05℃5、压力测量精度：±0.1pa6、热平衡误差(平均值)：≤±3.5%7、试验散热器最大正面尺寸：800×8008、试验散热器最小正面尺寸：200×2009、环境温度：5~35℃10、计算机测控系统环境温度：15~30℃四、功能及特点：1、选用普通风机，风机变频驱动，无级调速，节能显著；2、循环水泵变频驱动，适应不同规格型号的试件；3、气、水测量采用模块化结构，同步测量，无时间滞后；4、进、出风温度采集方式：建立温度场；5、同步测量的一次数据有：● 进水温度● 出水温度● 循环水的流量● 进风温度● 出风温度● 风量（风速）● 水阻● 风阻6、计算整理描绘散热器散热性能的特征数据，存库和试验报告；五、术语定义1、水温差△tw：进入散热器的水的进水温度（tw1）和出水温度的差（tw2）。

△tw= tw1- tw2，用度（℃）表示。

2、气温差△ta：进入风筒的风的进口温度（ta1）和出口平均温度的差（tw2m）。

△ta= ta1- ta2m，用度（℃）表示。

3、水侧散热量Qw：在试验状态下散热器水侧放出的热量。

Qw=[Gw×Cpw×(tw1- tw2)]/860 (Kw)4、风侧吸热量Qa：在试验状态下风侧带出的热量。

测量与测试世界带你走进汽车风洞实验室于网络）什么是风洞？风洞(Wind Tunnel)就是用来研究空气动力学的一种大型试验设施。

风洞其实不是个洞，而是一条大型隧道或管道，里面有一个巨型扇叶，能产生一股强劲气流。

气流经过一些风格栅，减少涡流产生后才进入试验室。

风洞主要用来测量汽车的风阻，风阻的大小用风阻系数Cd 或Cw 表示，风阻系数越小，说明它受空气阻力影响越小。

风洞不单是用来测量风阻，还可以研究气流绕过车身时所产生的效应，如升力、下压力，还可以模拟不同的气候环境，如炎热、寒冷、下雨或下雪等情况。

这样，工程师们便可以知道汽车在不同环境下的工作情况，特别是冷却水箱散热、制动系统散热等问题。

风洞是由飞机制造业最先应用的。

从上世纪60 年代起，世界各大汽车公司和有关机构开始建立自己的风洞试验室。

风洞结构示意图空气动力学设计方面的实验最早可追溯至20 世纪20 年代和30 年代，但直到70 年代，汽车厂商才改变了之前轻视的态度，对这种实验严肃起来。

如今，大多数汽车厂商都选择在风洞中开发新产品。

美国通用汽车公司拥有业界最大的风洞，它每天24 小时、每周7 天不停运转。

在美国密歇根州通用汽车公司的空气动力学的风洞实验室，一名实验员在一辆小汽车的车前释放烟雾，以直观地看到气流通过汽车顶部的情形。

这个全球最大的汽车风洞实验室拥有一台4500 马力的超大鼓风机。

这张合成图是通用环保型概念车雪佛兰Volt 在风洞中的模样。

轿车上面漂浮的气体不是烟，而是一股丙二醇气体。

工程师利用这种材料去研究汽车在风洞中上面及周围的气流。

汽车的风洞实验据了解，通用汽车公司的风洞在1980 年上线，直至今天，该公司设计的几乎一切的产品都要经过这几道门，在里面接受测试。

90 年代初，当通用电动汽车EV1 走出这几道门的时候，它被业界人士赞誉为历史上最符合空气动力学的汽车。

任务控制室任务控制室。