[实用新型]一种模拟风沙冲击的工程机械用散热器风洞

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种实验装置，尤其涉及一种模拟风沙冲击的工程机械用散热器风洞。

背景技术

工程机械具有工作全负荷、环境温度高、振动冲击大、连续工作时间长的特点，设计散热器模块一般考虑解决热负荷问题。然而，在戈壁、沙漠中工作的工程机械，非常容易受到大风卷起的粉尘和风沙冲击发动机舱的情况，高速的沙粒会将散热器的翅片打坏并堵塞其流动，从而影响散热器模块的正常使用。因此对工程机械的热管理系统，不仅要考虑热负荷情况，对散热器模块的高强度、抗泥尘性也有较高要求。当散热器翅片的厚度较厚时，有较高的强度，但有质量重、成本高的缺点，而翅片厚度太薄时，又无法抵御风沙造成的翅片变形及损坏。如果有这样的实验设备能实际模拟戈壁、沙漠上，大风吹卷砂石冲击散热器模块的情况，能够检测其耐受强度，并确定散热器的厚度，将具有较大的实用价值。目前汽车散热器风洞主要检测散热器的换热和流动阻力情况，不具有模拟散热器模块受风沙冲击的功能。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种模拟风沙冲击的工程机械用散热器风洞，该装置可以模拟野外环境中不同风速卷起砂石吹击散热器模块的情况，判断工程机械用散热器翅片的厚度是否满足强度要求。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种模拟风沙冲击的工程机械用散热器风洞，包括一个风筒，所述风筒包括依次连接的空气进口段、正面吹风段、侧面和底面吹风段、沙漏控制段、散热器模块、稳定测速段、风速测量装置；所述正面吹风段内设有正面吹风风扇，所述正面吹风风扇安装在正面吹风风扇的变频电机上；所述侧面和底面吹风段的侧面设有侧向风筒，所述侧面和底面吹风段的底面设有底面风筒，所述侧向风筒内设有侧面吹风风扇，所述侧面吹风风扇安装在侧面吹风风扇的变频电机上，所述底面风筒内设有底面吹风风扇，所述底面吹风风扇安装在底面吹风风扇的变频电机上；所述沙漏控制段正上方设有沙漏。

所述沙漏上方设有滤网，所述沙漏下方设有横向丝杠。

所述正面吹风风扇包括7个不等距的叶片组成，按顺时针每个叶片的中心线的角度分别为：43°、47°、53°、49°、57°、59°。底面吹风风扇的直径为正面吹风风扇直径的1/3，由5个不等距的叶片组成，按顺时针每个叶片的中心线的角度分别为：71°、67°、73°、77°、72°。侧面吹风风扇的直径为正面吹风风扇直径的1/2，由5个不等距的叶片组成，按顺时针每个叶片的中心线的角度分别为：79°、71°、70°、67°、73°。经有限元模态分析发现，不同叶片和角度的吹风风扇组合中，上述风扇组合产生的共振最少。

所述沙漏用于存储砂石，所述沙漏下方的丝杠用于调整沙漏底部漏沙的面积，以达到控制漏沙量的作用。

所述滤网用于筛除尺寸较大的砂石，根据不同需要，滤网的过滤精度为0.8mm-1.5mm，滤网的材质为不锈钢合金。

所述的散热器模块包括水散热器、增压中冷器、油散热器及它们的组合，水散热器、增压中冷器、油散热器的结构型式为不开窗管带式、波纹带式、锯齿形、梯形带和管片式，材料为铜合金及铝合金。

所述模拟风沙冲击的工程机械用散热器风洞的具体使用方法为：搜集野外风速流动变化，统计出分布规律，然后通过变频电机控制风扇的转动速度，使风扇转动卷吸起的气流组合后，使组合的气流流动变化和实际气流类似实现模拟风沙冲击的目的；

所述风扇的转动速度的具体控制方法为：

根据野外环境中气流的流动规律，采用伪蒙特卡罗方法模拟调整风扇转速变化情况，

正面吹风风扇转速n1符合韦伯分布规律，变化一次持续10秒钟：

n1＝2000·(-lnr_i)^0.42

底面吹风风扇转速n2符合韦伯分布规律，变化一次持续10秒钟：

n2＝1800·(-lnr_i)^0.37

侧面吹风风扇转速n3符合韦伯分布规律，变化一次持续10秒钟：

n3＝1600·(-lnr_i)^0.45

其中r_i为伪随机数，采用素数模乘同余法模拟：

X_i＝16897·X_i-1(mod(2³²-1))

r_i＝X_i/(2³²-1)