一种空冷器气流温度均匀性测量方法及温度测量装置

摘要

本发明公开了一种空冷器温度均匀性测量方法和温度测量装置，方法通过在空冷器进口或出口设置温度传感器矩阵对不同发动机工况下的扫气温度进行测量，并根据温度均匀性公式计算空冷器的温度均匀性值。装置包括温度传感器矩阵、控制器和触控显示屏结构简单，适应性强。通过装置实施测量方法，以此获得空冷器进、出口气体温度分布，为空冷器的设计提供了有效的气流温度参数参考。

说明书

技术领域

本发明涉及船舶零部件检测技术，尤其涉及一种空冷器气流温度均匀性测量方法及温度测量装置。

背景技术

低速船用柴油机的空气冷却器用于冷却增压后的高温空气，空气冷却器的冷却效果与多种因素有关。进口腔体的结构布局决定着空气冷却器进口空气分布均匀性，对空气冷却器的冷却效果有着非常直接的影响。若空气流场均匀，冷却效果则好。若气体流场不均匀，气体温度不均匀，局部热负荷高，同时导致其所冷却效果变差扫气温度变高，会在一定程度上影响燃料在气缸中燃烧的效果。

在设计阶段，借助CAE建模分析方法可以评估冷却器进口流场均匀性，实际效果是否与理论相符，有必要运用测试手段来获取空气冷却器的进口空气流场的均匀性，验证实际效果、校正计算模型、优化结构设计。

然而，现在没有相关的测量装置，因此，急需一种能够对空冷器的进出口处的扫气进行温度均匀性测量的装置和方法。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种空冷器气流温度均匀性测量方法及温度测量装置，其能解决空冷器设计时无法准确提供进、出口处气流温度均匀性的的问题。

发明原理：在进口空气流场分布均匀的条件下，空气均匀流过冷却器气体通道并换热，各处温度下降均匀，出口温度应相同。在冷却器空气出口布置温度传感器阵列，可以获得空气出口不同区域的温度分布情况。不同区域出口空气温度差异间接反映冷却器入口空气流场分布均匀性。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

一种空冷器温度均匀性测量方法，方法包括以下步骤：

S1在空冷器进口或出口设置扫气温度测量装置的温度传感器矩阵；

S2将空冷器装进试验台，在发动机停机状态、25％负荷、50％负荷、75％负荷、85％负荷、100％负荷的n＝6种工况下，通过扫气温度测量装置测量温度数据并储存温度数据，即获得n＝6次测量的温度数据；

S3计算温度均匀性φ，将步骤S2中的n＝6次测量的温度数据录入温度均匀性公式，获取温度均匀性的值：

式中：

i—第i次试验记录；

T

T

n-测量总次数。

优选的，在步骤S1中，温度传感器矩阵根据空冷器的进、出气口的空间大小设定温度传感器的数量M*N，且N≥4，并对M*N个传感器进行编号。

优选的，在步骤S2中，、25％负荷、50％负荷、75％负荷、85％负荷、100％负荷时，需要发动机稳定运行时间t后进行测量。

优选的，所述运行时间t＝15分钟。

一种实施上述方法的扫气温度测量装置，温度测量装置包括由M*N个温度传感器和N个高度可调的支撑杆构成的温度传感器矩阵、控制器和触控显示屏，所述温度传感器矩阵、控制器和触控显示屏电讯连接，其中N≥4，每根支撑杆上的M个温度传感器的间隔距离相同，N根支撑杆等间距的平行设置，由控制器设定每次的测量时刻，并通过触控显示屏显示测量结果。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：本申请提出一种通过温度传感器矩阵测量空冷器进、出口气体温度分布，并基于给定的计算公式分析温度分布均匀性，进而评估空冷器进口空气流场分布。为空冷器的设计提供了有效的气流温度参数参考。

附图说明

图1为本发明温度传感器矩阵在空冷器的出口处的布置示意图；

图2为温度测量装置的示意图。

图中：100、空冷器；110、空冷器出口腔；10、度传感器矩阵；20、控制器；30、触控显示屏。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种空冷器温度均匀性测量方法，方法包括以下步骤：

S1在空冷器进口或出口设置扫气温度测量装置的温度传感器矩阵。

其中，在步骤S1中，温度传感器矩阵根据空冷器的进、出气口的空间大小设定温度传感器的数量M*N，且N≥4，并对M*N个传感器进行编号。

S2将空冷器装进试验台，在发动机停机状态、25％负荷、50％负荷、75％负荷、85％负荷、100％负荷的n＝6种工况下，通过扫气温度测量装置测量温度数据并储存温度数据，即获得n＝6次测量的温度数据。其中，在步骤S2中，25％负荷、50％负荷、75％负荷、85％负荷、100％负荷时，需要发动机稳定运行时间t后进行测量。一个实施例中，运行时间t＝15分钟。

S3计算温度均匀性φ，将步骤S2中的n＝6次测量的温度数据录入温度均匀性公式，获取温度均匀性的值：

式中：

i—第i次试验记录；

T

T

n-测量总次数。

参见图1和图2一种空冷器的扫气温度测量装置，温度测量装置包括由4*4个温度传感器2和4个高度可调的支撑杆1构成的温度传感器矩阵10、控制器20和触控显示屏30。温度传感器矩阵10、控制器20和触控显示屏30电讯连接。

其中，每根支撑杆1上的4个温度传感器2的间隔距离h相同，4根支撑杆1等间距的平行设置，由控制器20设定每次的测量时刻、即稳定运行时间t，并通过触控显示屏30显示测量结果。

进一步的，温度传感器2通过扎带等固定件固定至所述支撑杆1上。支撑杆1为金属杆，可替代的，支撑杆也可以采用耐高温和绝热性能好的杆件，如低温度系数的陶瓷杆等。

综上，通过温度传感器矩阵测量空冷器出口气体温度分布，并基于给定的计算公式分析温度分布均匀性，进而评估空冷器进口空气流场分布。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。