一种管带式散热器水槽试验台及其观测方法

本发明涉及散热器实验台，具体涉及一种管带式散热器水槽试验台及其观测方法。

背景技术：

1、汽车散热器是汽车冷却系统中主要机件；其功用是散发热量，冷却水在水套中吸收热量，流到散热器后将热量散去，再回到水套内而循环不断，从而达到散热调温的效果，它还是汽车发动机的重要组成部分，汽车散热器包括管带式汽车散热器。

2、例如公开号为cn206571570u的中国专利，其中提到了一种管带式汽车散热器，该专利通过主散热管、u型上散热支管、u型下散热支管、换热片、主散热片和圆形通孔之间的相互配合使用，能通过换热片将主散热管内部的热量有效传递至外界，再通过主散热片将热量有效散发，使散热器的散热效果能达到更好，并利用散热风扇、散热鳍片、条形散热槽、散热支片和圆形通孔之间的相互配合使用，利用散热鳍片和散热支片进行辅助散热，同时，还能通过散热风扇提高气体的流速，使散热的效果大大提高，结构简单，更加有效的保证了散热的效果，有效降低了散热器的使用成本，但是该方案在实际运用的过程中，由于采用的主散热管在如今的一些大企业中对散热器的整体性能的测试手段也很少，这使得对散热器散热单元机理方面的研究较为缺乏，使得实验方法、数值计算方法的结果准确性较低，为此我们提出了一种管带式散热器水槽试验台及其观测方法。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种管带式散热器水槽试验台及其观测方法，解决了由于采用的主散热管在如今的一些大企业中对散热器的整体性能的测试手段也很少，这使得对散热器散热单元机理方面的研究较为缺乏，使得实验方法、数值计算方法的结果准确性较低的问题。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、一种管带式散热器水槽试验台，包括：实验台，所述实验台的顶面固定连接有安装箱，所述实验台的顶面开设有水槽本体，所述实验台的上方设置有放置板；精确组件，所述精确组件设置在所述实验台的顶面，用于精确研究不同湍流模型以及对应参数的流场。

4、通过采用上述技术方案，通过设置水槽本体，水槽本体的内部可以储存清水，从而可以对模型的流场进行加工处理。

5、较佳的，所述精确组件包括：两个容纳槽，两个所述容纳槽均开设在所述安装箱的一侧，所述容纳槽的内部设置有活动板，所述活动板的上下两侧分别固定连接有固定柱，所述固定柱的外圆壁面固定套设有轴承，所述容纳槽内部上下两侧分别开设有固定槽，所述固定槽的内圆壁面与所述轴承外环的外圆壁面固定套设，所述活动板的一侧固定连接有标识框。

6、通过采用上述技术方案，通过设置活动板，活动板的顶面可以存放模型，并根据不同位置的活动板将不同形状的模型存放在不同位置的活动板的内部，通过设置固定柱，固定柱的可以套接在固定槽的内部，从而可以确定活动板在容纳槽内部的位置，通过设置标识框，标识框的内壁可以存放写有存放模型种类的标签，从而可以便于储存管理，根据对不同型号以及种类模型的监测，从而可以掌握研究不同湍流模型以及对应参数的流场，并在得到结果后经过计算得到对车用管带式散热器的研究结果，并增加研究结果的精确性。

7、较佳的，所述实验台的顶面开设有若干个定位槽，所述放置板底面的四个拐角处分别固定连接有支撑杆，所述支撑杆的外圆壁面与所述定位槽的内圆壁面活动套设。

8、通过采用上述技术方案，通过设置支撑杆，支撑杆可以当放置板在实验台的上方上下移动时在定位槽的内部同步上下移动，从而可以增加放置板在移动时的稳定性。

9、较佳的，所述水槽本体内部相互靠近的两侧之间固定连接有两个定位板，所述定位板的顶面固定连接有两个稳定杆，所述水槽本体的内部设置有两个按压板，所述按压板的顶面开设有两个套接孔，所述套接孔的内圆壁面与所述稳定杆的外圆壁面活动套设。

10、通过采用上述技术方案，通过设置套接孔，套接孔可以将稳定杆套接在内部，从而可以确定定位板和按压板之间的位置，通过设置按压板，按压板可以在定位板的上方上下移动，并在朝着定位板的方向移动时将模型夹持固定水槽本体的内部。

11、较佳的，所述实验台的顶面开设有安装槽，所述安装槽的内部底面固定连接驱动电机，所述驱动电机旋转轴的顶端固定连接有螺杆，所述螺杆的外圆壁面螺纹连接有推动套管，所述推动套管的顶端与所述放置板的底面固定连接。

12、通过采用上述技术方案，通过设置驱动电机，驱动电机在启动时可以利用转动的旋转轴带动螺杆同步旋转，通过设置螺杆，螺杆可以在旋转时利用和推动套管内圆壁面的螺纹连接带动推动套管在安装槽的内部上下移动，通过设置推动套管，推动套管在上下移动的过程中会带动放置板同步上下移动调整高度，从而可以适应不同高度的工作人员。

13、较佳的，所述安装槽的内圆壁面开设有两个限位槽，所述推动套管的外圆壁面固定连接有两个定位块，所述定位块的外壁面与所述限位槽的内壁面滑动配合。

14、通过采用上述技术方案，通过设置定位块，定位块可以当推动套管在安装槽的内部上下移动时在限位槽的内部同步上下移动，避免推动套管跟随驱动电机转动的旋转轴同步旋转。

15、较佳的，所述放置板的顶面固定连接有阻挡块，所述放置板的顶面固定连接有放置槽。

16、通过采用上述技术方案，通过设置放置板，放置板的顶面可以平铺记录数据用的纸张，通过设置阻挡块，阻挡块可以避免放置板顶面的纸张滑落，通过设置放置槽，放置槽的内部可以存放铅笔，避免铅笔在放置板的顶面滚落。

17、较佳的，所述稳定杆的外圆壁面活动套设有螺纹套管，所述螺纹套管的外圆壁面固定连接有若干个定位柱。

18、通过采用上述技术方案，通过设置螺纹套管，螺纹套管可以在稳定杆的表面旋进，并在旋进的过程中推动按压板朝着定位板的方向移动，从而可以将模型夹持固定在定位板和按压板之间。

19、较佳的，所述实验台的一侧开设有两个存放槽，存放槽的内部设置有抽拉盒，所述抽拉盒的外壁面与所述存放槽的内壁面滑动配合，所述抽拉盒的一侧固定连接有作用块，所述实验台的顶面固定连接有两个风机。

20、通过采用上述技术方案，通过设置抽拉盒，抽拉盒的内部可以放置各种工具，从而可以便于工作人员随时取用这些工具，通过采用上述技术方案，通过设置风机，风机可以在工作时使得空气在模型的侧面流动，并在流动的过程中监测模型温度的变化，掌握模型局部位置换热强化的机理。

21、一种管带式散热器水槽试验的观测方法，具体步骤如下：

22、步骤一，选取水为流动介质，搭建水槽本体和实验台的实验部分，为了观察凸起或者凹陷结构的流场空间结构以及流动特性，本项目采用粒子图像测速法，基于液体的工质属性，采用粒子示踪法，以粒子的跟随性、经济性为原则，示踪粒子选取固体示踪粒子，利用水槽本体和实验台，基于piv方法，观察不同雷诺数、不同凸起或者凹陷高度条件下，凸起或凹陷结构内及其周围流场结构、绕流及旋涡特性；同时对泪滴形状凸起或凹陷，改变其与来流夹角，观察不同雷诺数条件下，夹角对流场结构和绕流及旋涡特性的影响。

23、步骤二，建立上一步骤中试验所用结构的数值模型，采用不同湍流模型同时调整相应参数及网格尺度对模型进行数值计算，对比试验和模拟的结果，挑选出合适的湍流模型、湍流参数与网格尺度。

24、步骤三，使用步骤二中验证过的湍流模型参数和网格尺度，根据散热器扁管的实际尺寸，建立带内凸起扁管的叉流即散热器扁管的内侧为水，外侧为空气，数值换热模型，观察不同内外流场雷诺数、流体温度和排列条件下，凸起高度、凸起形状、凸起角度对空气和水侧各自的流场和温度场的影响。

25、步骤四，机理分析首先从宏观出发，分析不同结构参数、排列参数、流动参数和温度参数对平均换热系数、平均努塞尔数和阻力系数的影响，考察综合性能系数，其后，对内外流场的局部流场、温度场各自展开详细分析比对，重点分析在不同参数条件下，上游结构对下游及其周围结构的流场、温度场的影响，分析换热强化的机理，最后，将内外流场结合，分析各参数对扁管结构叉流协同换热的影响，找出这种结构下协同换热的机理，并且提出优化协同换热的方案。

26、步骤五，根据上面得出的优化方案，制作相应结构的扁管，验证叉流条件下的换热效果，同时制作相同结构的平板进行可视化试验，通过对局部流场的观察，进一步验证数值计算结果的准确性。

27、综上所述，本发明主要具有以下有益效果：

28、通过设置活动板，活动板的顶面可以存放模型，并根据不同位置的活动板将不同形状的模型存放在不同位置的活动板的内部，通过设置固定柱，固定柱的可以套接在固定槽的内部，从而可以确定活动板在容纳槽内部的位置，通过设置标识框，标识框的内壁可以存放写有存放模型种类的标签，从而可以便于储存管理，根据对不同型号以及种类模型的监测，从而可以掌握研究不同湍流模型以及对应参数的流场，并在得到结果后经过计算得到对车用管带式散热器的研究结果，并增加研究结果的精确性。

29、通过设置支撑杆，支撑杆可以当放置板在实验台的上方上下移动时在定位槽的内部同步上下移动，从而可以增加放置板在移动时的稳定性，通过设置驱动电机，驱动电机在启动时可以利用转动的旋转轴带动螺杆同步旋转，通过设置螺杆，螺杆可以在旋转时利用和推动套管内圆壁面的螺纹连接带动推动套管在安装槽的内部上下移动，通过设置推动套管，推动套管在上下移动的过程中会带动放置板同步上下移动调整高度，从而可以适应不同高度的工作人员，通过设置定位块，定位块可以当推动套管在安装槽的内部上下移动时在限位槽的内部同步上下移动，避免推动套管跟随驱动电机转动的旋转轴同步旋转。

30、通过设置套接孔，套接孔可以将稳定杆套接在内部，从而可以确定定位板和按压板之间的位置，通过设置按压板，按压板可以在定位板的上方上下移动，并在朝着定位板的方向移动时将模型夹持固定水槽本体的内部，通过设置螺纹套管，螺纹套管可以在稳定杆的表面旋进，并在旋进的过程中推动按压板朝着定位板的方向移动，从而可以将模型夹持固定在定位板和按压板之间。

31、通过设置放置板，放置板的顶面可以平铺记录数据用的纸张，通过设置阻挡块，阻挡块可以避免放置板顶面的纸张滑落，通过设置放置槽，放置槽的内部可以存放铅笔，避免铅笔在放置板的顶面滚落，通过设置抽拉盒，抽拉盒的内部可以放置各种工具，从而可以便于工作人员随时取用这些工具，通过设置风机，风机可以在工作时使得空气在模型的侧面流动，并在流动的过程中监测模型温度的变化，掌握模型局部位置换热强化的机理。