一种模拟装甲车辆散热器在沙尘环境下散热能力的装置的制作方法

本发明涉及散热器模拟装置技术领域，特别是涉及一种模拟装甲车辆散热器在沙尘环境下散热能力的装置。

背景技术

现代装甲车辆正朝着轻量化、结构紧凑、高机动性方向发展，高功率密度柴油机以及机电混合传动成为新一代装甲车辆的研制特点，由于高功率密度柴油机本体及辅助部件冷却水最佳工作温度范围各不相同，机电混合传动又增加了工作温度相对较低的电子类热源部件数量，使冷却系统涉及的受热部件更多，温度范围更宽。所以，采用智能化控制冷却系统，根据发动机受热部件的散热量及其所处的环境条件，合理控制冷却系统水泵以及风扇转速，实现受热部件冷却水温度的精确控制具有重要意义。

然而我国高原、沙漠面积广阔，气候干燥，降水稀少，土质松软，装甲车辆实际行驶过程中诱发沙尘浓度高，沙尘与空气形成的气固两相流对装甲车辆冷却传热影响较大，装甲车辆在这样的环境中行进，势必会影响散热器散热性能的发挥，进而对冷却系统的冷却传热产生重要影响。通过对沙尘条件下装甲车辆散热器散热性能研究，有利于对冷却系统温度实施精确控制，增强装甲车辆的环境适应性和战场生存能力。采用实车进行研究具有费用高、周期长等诸多显而易见的缺点，而模拟试验是进行相关研究的重要手段。

因此进行装甲车辆散热器在沙尘环境下散热能力的研究迫切需要一种能够模拟装甲车辆散热器在沙尘环境下散热能力的装置。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种模拟装甲车辆散热器在沙尘环境下散热能力的装置，以解决上述现有技术存在的问题，为装甲车辆散热器的设计和优化提供试验条件，有利于增强装甲车辆的环境适应性和战场生存能力。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种模拟装甲车辆散热器在沙尘环境下散热能力的装置，包括加热装置和散热器散热能力模拟装置，所述加热装置设有第一冷却水入口和第一冷却水出口，所述散热器散热能力模拟装置包括散热器、气道、给料机和风扇，所述给料机、所述散热器和所述风扇自上而下依次设置于所述气道内，所述散热器的一侧设有第二冷却水入口，所述散热器的另一侧设有第二冷却水出口，所述第一冷却水出口与所述第二冷却水入口相连通，所述第二冷却水出口与所述第一冷却水入口相连通。

优选地，所述加热装置还包括油泵、加温器、换热器和水泵，所述油泵的出口与所述加温器的入口连接，所述加温器的出口与所述换热器的油入口连接，所述换热器的油出口与所述油泵的入口连接，所述换热器的水入口与所述水泵的出口连接，所述水泵的入口与所述第一冷却水入口连接，所述换热器的水出口与所述第一冷却水出口连接。

优选地，所述加温器的出口与所述换热器的油入口之间设有第一流量计和第一温度传感器，所述油泵的入口与所述换热器的油出口之间设有电控阀和第二温度传感器，所述换热器的水入口与所述水泵之间设有第二流量计和第三温度传感器，所述换热器的水出口与所述第一冷却水出口之间设有第四温度传感器。

优选地，所述第一流量计、所述第二流量计、所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器、所述第四温度传感器和所述电控阀均通过数据采集器与计算机连接，所述油泵、所述电控阀和所述水泵均通过第一控制器与所述计算机连接，分别用于控制所述油泵的转速、所述电控阀的开度和所述水泵的转速。

优选地，所述气道包括竖直段和水平段，所述竖直段和所述水平段呈“l”形设置，所述风扇设置于所述竖直段和水平段的连接处，所述水平段的开口为沙尘出口，所述竖直段的顶部为空气入口，所述给料机与所述散热器之间的所述竖直段为均匀混合段，所述给料机的出料口与所述均匀混合段连通。

优选地，所述散热器与所述第二冷却水入口之间设有第五温度传感器，所述散热器与所述第二冷却水出口之间设有第六温度传感器，所述均匀混合段内设有第七温度传感器和第一风速传感器，所述风扇和所述沙尘出口之间设有第八温度传感器和第二风速传感器。

优选地，所述第五温度传感器、所述第六温度传感器、所述第七温度传感器、所述第八温度传感器、所述第一风速传感器和所述第二风速传感器均通过所述数据采集器与所述计算机连接，所述给料机和所述风扇均通过第二控制器与所述计算机连接，分别用于控制所述给料机的给料量和所述风扇的风速。

优选地，所述风扇为两个。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：通过利用模拟装甲车辆散热器在沙尘环境下散热能力的装置对沙尘条件下装甲车辆散热器散热性能进行研究，为装甲车辆散热器的设计和优化提供了试验条件，有利于增强装甲车辆的环境适应性和战场生存能力，缩短研发周期，降低科研经费，为装甲车辆散热器在沙尘环境下散热能力的模拟试验提供了重要的研究手段。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明加热装置的示意图；

图2为本发明散热器散热能力模拟装置的示意图；

其中：1-油泵，2-加温器，3-换热器，4-数据采集器，5-计算机，6-第一控制器，7-电控阀，8-第一冷却水入口，9-第一冷却水出口，10-第一流量计，11-第二流量计，12-第一温度传感器，13-第二温度传感器，14-第三温度传感器，15-第四温度传感器，16-水泵，17-给料机，18-散热器，19-风扇，20-空气入口，21-均匀混合段，22-沙尘出口，23-第二冷却水入口，24-第二冷却水出口，25-第五温度传感器，26-第六温度传感器，27-第七温度传感器，28-第八温度传感器，29-第一风速传感器，30-第二风速传感器，31-第二控制器，32-气道。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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付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。

本发明的目的是提供一种模拟装甲车辆散热器在沙尘环境下散热能力的装置，以解决现有技术存在的问题，为装甲车辆散热器的设计和优化提供试验条件，有利于增强装甲车辆的环境适应性和战场生存能力。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-图2所示：本实施例提供了一种模拟装甲车辆散热器在沙尘环境下散热能力的装置，包括加热装置和散热器散热能力模拟装置。加热装置设有第一冷却水入口8和第一冷却水出口9，散热器散热能力模拟装置设有第二冷却水入口23和第二冷却水出口24，加热装置的第一冷却水出口9与散热器散热能力模拟装置的第二冷却水入口23相连通，在水泵16的作用下，经换热器3加热后的冷却水通过第一冷却水出口9流入第二冷却水入口23，进而流入散热器18内，散热器散热能力模拟装置的第二冷却水出口24与加热装置的第一冷却水入口8相连通，使得散热器18内散热降温后的水经第二冷却水出口24流出后通过第一冷却水入口8流入换热器3内，以备进行下一次循环。

加热装置包括油泵1、加温器2、换热器3和水泵16，油泵1的出口与加温器2的入口连接，加温器2的出口与换热器3的油入口连接，换热器3的油出口与油泵1的入口连接，换热器3的水入口与水泵16的出口连接，水泵16的入口与第一冷却水入口8连接，换热器3的水出口与第一冷却水出口9连接。

加温器2的出口与换热器3的油入口之间设有第一流量计10和第一温度传感器12，第一流量计10用于检测加温器2的出口与换热器3的油入口之间的油路中的油的流量，第一温度传感器12用于检测流入换热器3的油的温度，油泵1的入口与换热器3的油出口之间设有电控阀7和第二温度传感器13，第二温度传感器13用于检测流出换热器3的油的温度，换热器3的水入口与第一冷却水入口8之间设有第二流量计11和第三温度传感器14，第二流量计11用于检测换热器3的水入口与第一冷却水入口8之间的水路中的水的流量，第三温度传感器14用于检测流入换热器3的水的温度，换热器3的水出口与第一冷却水出口9之间设有第四温度传感器15，第四温度传感器15用于检测流出换热器3的水的温度。第一流量计10、第二流量计11、第一温度传感器12、第二温度传感器13、第三温度传感器14、第四温度传感器15和电控阀7均通过数据采集器4与计算机5连接，油泵1、电控阀7和水泵16均通过第一控制器6与计算机5连接，第一流量计10、第二流量计11、第一温度传感器12、第二温度传感器13、第三温度传感器14、第四温度传感器15的信号均通过数据采集器4反馈给计算机5，计算机5根据数据采集器4采集的信号通过第一控制器6对油泵1的转速、电控阀7的开度以及水泵16的转速进行控制，以调整加热装置的油路内的油温，进而控制与换热器3出口相连的第一冷却水出口9的水温在合理范围内进行调整，以模拟实际发动机冷却水出口温度。

散热器散热能力模拟装置包括气道32、给料机17、散热器18和两个风扇19，给料机17、散热器18和风扇19自上而下依次设置于气道32内。气道32包括竖直段和水平段，竖直段和水平段呈“l”形设置，两个风扇19水平并排设置于气道32的竖直段和水平段的连接处，水平段的开口为沙尘出口22，竖直段的顶部为空气入口20，给料机17与散热器18之间的竖直段为均匀混合段21，给料机17的出料口与均匀混合段21连通，给料机17的给料斗内装有沙尘，沙尘在气道32的均匀混合段21内下落的过程中与从空气入口20通入的空气进行均匀混合得到气固两相流，在风扇19吸风的作用下，气固两相流自上而下经过散热器18并最终通过沙尘出口22排出气道32，气固两相流经过散热器18起到对散热器18进行散热的作用，以模拟装甲车辆散热器实际的工作环境。散热器18的一侧设有第二冷却水入口23，散热器18的另一侧设有第二冷却水出口24，经换热器3加热后的冷却水经第二冷却水入口23流入散热器18，经散热降温后的冷却水经第二冷却水出口24流出散热器18。

散热器18与第二冷却水入口23之间设有第五温度传感器25，第五温度传感器25用于检测流入散热器18的水的温度，散热器18与第二冷却水出口24之间设有第六温度传感器26，第六温度传感器26用于检测流出散热器18的水的温度，均匀混合段21内靠近散热器18的位置设有第七温度传感器27和第一风速传感器29，第七温度传感器27用于检测气道32内的散热器18上侧的气固两相流的温度，第一风速传感器29用于检测气道32内散热器18上侧的风速，风扇19和沙尘出口22之间靠近风扇19的位置设有第八温度传感器28和第二风速传感器30，第八温度传感器28用于检测气道32内风扇19右侧的气固两相流的温度，第二风速传感器30用于气道32内风扇19右侧的风速。第五温度传感器25、第六温度传感器26、第七温度传感器27、第八温度传感器28、第一风速传感器29和第二风速传感器30均通过数据采集器4与计算机5连接，给料机17和风扇19均通过第二控制器31与计算机5连接，第五温度传感器25、第六温度传感器26、第七温度传感器27、第八温度传感器28、第一风速传感器29和第二风速传感器30的信号均通过数据采集器4反馈给计算机5，计算机5可以通过第二控制器31分别对给料机17和风扇19进行控制，通过控制给料机17的流量模拟不同的沙尘浓度，通过控制风扇19的转速模拟不同的风速。

本实施例中的模拟装甲车辆散热器在沙尘环境下散热能力的装置的工作原理为：从第一冷却水出口9流出的经过换热器3加热的冷却水经过第二冷却水入口23流入散热器18内，散热器18在散热器散热能力模拟装置模拟的沙尘环境下进行工作，通过给料机17的给料量以及风扇19的转速来计算通过散热器18的气固两相流的浓度及流量，结合散热器18的第二冷却水入口23和第二冷却水出口24之间的冷却水的温差以及散热器18前后的气固两相流的温差，计算不同的气固两相流的浓度及流量对散热器18的散热性能的影响，从而实现了对沙尘条件下装甲车辆散热器散热性能研究，有利于对冷却系统温度实施精确控制，增强装甲车辆的环境适应性和战场生存能力，避免了采用实车进行研究具有费用高、周期长等诸多显而易见的缺点，为装甲车辆散热器在沙尘环境下散热能力的模拟试验提供了重要的研究手段。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。