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本实验对五种不同类型的散热器的热工性能进行

时间:2010-12-18 13:33来源:未知 作者:admin 点击:
散热器热工性能测试实验 本实验对五种不同类型的散热器的热工性能进行了实验研究。所有的实验数据都是按照中华人民共和国国家标准《采暖散热器散热量测定方法》(GB/T13754-92)在

散热器热工性能测试实验
本实验对五种不同类型的散热器的热工性能进行了实验研究。所有的实验数据都是按照中华人民共和国国家标准《采暖散热器散热量测定方法》(GB/T13754-92)在哈尔滨工业大学散热器热工性能实验室中测试取得的。对于不同种类的散热器,依据热平衡方法测量其在不同计算温差时的散热量。当室内温度保持稳定时,测试小室处于热平衡状态,测试小室的得热量与失热量达到平衡。在测试小室处于密闭状态时,得热量就是散热器的散热量,失热量是冷却系统通过壁面换热带走的热量。
对于散热量的测量,由于热水供暖散热器供热介质温度大多低于大气压力下水的沸点,在达到稳定状态后,散热器散热量通过测量散热器进、出口水温和流量,用下式求出:
                          (1)
式中:  ——散热器的散热量,W;
 ——热水的平均流量, ;
 ——热水的比热,
 ——散热器进口处热媒(热水)的温度,℃;
 ——散热器出口处热媒(热水)的温度,℃。
本实验散热器进口热水温度范围35~95℃,取值覆盖了低温区和高温区。根据国家标准《采暖散热器散热量测定方法》,测试的内容是在变热媒温差的条件下对散热器进出口热水的平均温度为50±5℃、65±5℃、80±3℃三个工况点进行测试,且按其规律再补充三个工况点:70±5℃,45±5℃,30±5℃。每次测试均在相同流量下进行,其流量偏差不超过±2%。
将实验数据通过二元线性回归整理成下列表达式的形式:
                     (2)
式中: ——热媒平均温度,℃;
 ——室内温度,℃;
A,B——由实验确定的系数。
测试工况要求满足稳定条件,即用加热器控制供热介质温度,使测试小室得热量稳定,用空调控制器进一步控制制冷机的冷量及补偿加热器的加热量,控制送回风温度,从而得到测试小室内的稳定温度场。
3实验数据的整理与分析
3.1 测试对象
本实验所选用的散热器是目前国内供暖工程中最常用的五种散热器,它们分别为钢制板式散热器,钢制柱式散热器,铸铁柱翼散热器,铝柱翼散热器和铜铝对流器。无论其传热、散热能力还是使用寿命都得到广大用户的认可,且符合相关规定。
3.2 实验数据及曲线拟合
将实验所得数据代入(1)式求出散热量,考虑计算温差对散热量的影响,运用最小二乘法对数据进行拟合,整理成如(2)式的表达式,具体如下图所示。
 
图1 钢制板式散热器实验性能曲线          图2 钢制柱式散热器实验性能曲线
 
图3 铸铁柱翼散热器实验性能曲线           图4 铝柱翼散热器实验性能曲线
 
图5 2根铜管顺排式对流器实验性能曲线
3.3 实验数据的处理与分析
(1)应用最小二乘法将五种散热器的实验数据分高温区(供水温度高于60℃)和低温区(供水温度低于60℃)两部分整理成散热量计算公式,并将低温区的计算温差分别代入高温计算公式和低温计算公式,求出散热量进行比较,具体如表1所示。
表1 散热量计算公式
散热器 高温计算公式 低温计算公式 散热量相对误差
钢制板式散热器 
 
0.05
钢制柱式散热器 
 
0.04
铸铁柱翼散热器 
 
0.05
铝柱翼散热器 
 
0.02
铜铝对流器 
 
0.01
通过散热量的对比分析,我们发现用高温计算公式和低温计算公式求出的散热量很接近,相对误差都在5%以内,说明低温运行时的性能曲线可看作是其高温运行时性能曲线的延长线,通过此方法计算得到的散热量具有参考价值。

(责任编辑:冲锋)
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