基于LabVIEW的换热器风洞实验平台的研究
本文选题:热交换器 + LabVIEW ; 参考:《昆明理工大学》2016年硕士论文
【摘要】:换热器作为一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的热交换设备,在石化天然气、电力冶金、航空船舶、制冷采暖、医药卫生等领域承担着重要的作用。本文基于上海东润换热设备制造有限公司的换热器风洞测试平台,首先改善了风洞数据采集硬件系统连接,而后设计了换热器风洞测试软件系统。软件系统设计采用了由美国国家仪器(NI)公司研制开发的LabVIEW2012为平台。通过软件完成了系统配置包括安捷伦数据采集器的配置,研华板卡PCI-1720U的配置、丹佛斯变频器控制器、功率控制器的配置。继而对传感器信号包括模拟量信号(温度、电流、电压)和设备开关量信号的进行采集模块编程。比较了线性差值法和样条差值法计算变工况环境参数的误差,同时对换热器空气换热量、水换热量、热平衡等计算过程进行了详细的计算和论述,通过LabVIEW计算得到试验件的换热系数,通过换热量动态曲线的生成便于观测试验件动态换热性能。在此基础上,本文设计了低速风洞空-水冷却系统的空气流速、空气温度、水流速、水温度等量的闭环控制系统,并通过LabVIEW设计了动态数据导出模块,数据导出对接Microsoft Office软件,以Excel文件的形式导出。最后对以试验件的数据对系统的可靠性进行了分析,通过数据的分析对系统的参数进行了修正。通过LabVIEW软件进行的风洞实验的测试,换热器风洞系统较好的达到了预期效果及功能,改善了传统测试软件开发周期长,软件系统维护性差,系统故障率高,数据计算公式直观性差,数据同步性差,采集延迟性高的缺点,以模块化的方式编程对试验系统的开发进行了简化,直观的计算公式显示的程序框图以图像化的方式改善了编程界面、简化了公式读取与替换的过程,具有推广和应用价值。通过风洞测试实验与换热器软件计算统一在一起,为换热器设计及研发提供了更可靠的方法。
[Abstract]:Heat exchanger is a kind of heat exchange equipment which can transfer heat between two or more kinds of fluids at different temperatures. It is used in petrochemical natural gas, electric metallurgy, aviation and ship, refrigeration and heating. The fields of medicine and health play an important role. Based on the heat exchanger wind tunnel test platform of Shanghai Dongrun Heat Exchanger Manufacturing Co., Ltd, this paper first improves the connection of wind tunnel data acquisition hardware system, and then designs the heat exchanger wind tunnel test software system. The software system is designed on the platform of LabVIEW2012 developed by National instrument Company. The configuration of the system includes the configuration of Agilent data collector, the configuration of PCI-1720U, the controller of Danfoss frequency converter and the configuration of power controller. Then, the acquisition module of sensor signal including analog signal (temperature, current, voltage) and device switch signal is programmed. This paper compares the error between linear difference method and spline difference method in the calculation of environmental parameters under different working conditions. At the same time, the calculation process of air heat transfer, water heat transfer and heat balance of heat exchanger is calculated and discussed in detail. The heat transfer coefficient of the specimen is calculated by LabVIEW, and the dynamic heat transfer performance of the specimen can be observed easily by generating the dynamic curve of heat transfer. On this basis, the closed-loop control system of air velocity, air temperature, water velocity and water temperature of air-water cooling system in low speed wind tunnel is designed, and the dynamic data export module is designed through LabVIEW, and the data export and docking Microsoft Office software are designed. Export as a Excel file. Finally, the reliability of the system is analyzed with the data of the test piece, and the parameters of the system are modified by the analysis of the data. Through the wind tunnel test conducted by LabVIEW software, the heat exchanger wind tunnel system achieves the expected effect and function better, improves the traditional test software development cycle long, the software system maintenance is poor, the system failure rate is high. The development of the test system is simplified by modularization programming, which has the disadvantages of poor directness of data calculation formula, poor synchronism of data and high collection delay. The program block diagram displayed by the intuitive calculation formula improves the programming interface by image and simplifies the process of reading and replacing the formula. It has the value of popularization and application. A more reliable method for the design and development of heat exchangers is provided by unifying the wind tunnel test experiment with the calculation of heat exchanger software.
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TK172
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,本文编号:1791656
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