高效空气—液体冷却及控制系统的研制（alecs）

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1、综述本人在站工作期间主要承担军用高效空气一液体冷却及控制系统(ALECS)研究项目的研制工作。此项目在我国尚属空自，目前国内单位急需时都是从国外引进。该系统要求在有限的空间内，在极其恶劣的工作环境下，长期高可靠运行，并且要求热交换效率高。项目拟解决的关键问题是系统中七种关键元件的研制。此液冷系统是为军队开发的车载系统，系统需要在非常恶劣的自然环境下长期可靠地工作，目前市场上的元件不能满足需要，必须自行开发，同时恶劣的自然环境条件以及系统的特殊性能指标增加了研制的难度。在项目的研制过程中，主要在以下方面从事研究工作。(一)、两种型号流量传藤

2、器的研制流量传感器用于实时测量液冷系统各支路热载体的体积流量。为了适应液冷系统使用环境要求，我们在涡轮轴承材料、涡轮轴承尺寸及公差、频率信号变送器等方面做了大量工作，通过采取一些技术措施，满足了所研制的涡轮流量传感器在很大的温度变化范围内长期可靠工作的要求。(二)、空气—液体热交换器的研制：空气—液体热交换器用于将大功率电子设备产生的热量散发到外界大气，保证液冷系统正常工作。其研制的关键是：热交换器要求结构上高紧凑性、性能上高效性。此换热器空气通道和液体通道的翅片结构形式、尺寸等方面需要傲大量理论分析和试验研究工作。(三)、加热器的研制：

3、加热器用于快速加热液冷系统中的热载体。热载体流量为110L／min，经3分钟，由一45。C加热到45。C，并能排除热载体中的空气。加热器研制的主要难点是：在加热器中使用的加热元件功率密度过大，国内一般厂家的产品难以满足系统使用要求。我们主要在加热管结构形式、电加热丝和导热氧化镁粉末等材料选择以及加热管在加热器中布置形式等方面做了研究工作。(四)、流量调节器的研制：流量调节器用于调节液冷系统热载体流动方向。在-45。C～“5。C(加热)时，热载体不经过热交换器直接流回加热器：在+48℃～+580C(不加热)时，热载体实现流动通道的切换；+5

4、80C’～+90℃肘，热载体先经热交换器，再流回加热器。流量调节器研制的关键在于流量调节器的结构设计以及内部关键动力元件石蜡的成分调配。(五)、温度传藤器的研制：温度传感器用于实时测量液冷系统中热载体的温度。温度传感器需要满足精度指标、使用温度指标、温度漂移指标、电磁兼容性指标等多方面的要求。(六)、液位传感器的研制：液位传感器用于控制液冷系统中热载体液位的下限值。其主要难点在于使用温度范围、测量精度、抗震等几方面要求。(七)、液压快换阀门接头研制方案：液压阀门接头可以实现在人工拆卸(连接)冷却导管时，无需排出管路中的热载体的目的。液压阀

5、门接头研制的关键在于结构设计以及机械加工的难度比较大。测试结果表明，我们研制元件的性能指标可以满足用户的使用要求。空专一液体热交换器的研制一、空气一液体热交换器的用途空气—液体热交换器用于将大功率电子设备产生的热量散发到外界大气，保证液冷系统正常工作。二、主要技术要求l、热载体工作温度：一400c～+1000C：2、热载体为防冻液65，冷载体为外界空气：3、其他参数应满足图l～图5的性能曲线：4、热体应能承受1却a压力，冷载体通道应驻承受200Kpa压力，温度为150。C：5、可靠性：(1)MIBF≥20000h：(2)使用寿命≥10年。

6、三、空气—液体热交换器的工作原理铝板翅式热交换器是一种典型的高换热效率的紧凑式热交换器，非常适合在液冷系统中应用。板翅式热交换器主要由芯子、集流箱、臂接头等凡部分组成。其中最关键的部分是芯子，它是由各种流道单元叠合而成．流道单元是构成板翅式热交换器的基本单元。l、流道单元流道单元的结构原理图如图l所示。x-m片；2-圭

7、条：3-聪板图1板翅热交换器流道示意图每个流道单元一般都是由翅片、封条、隔板几部分组成。2、答子芯子是由多个流道单元叠合并进行钎焊面成的—个燕体，这时每两个流道单元共用一个隔板。芯子最外层隔板由盖板取代。根据各流道叠合方式

8、的不同而可有逆流、叉流、逆叉流几种叠置的形式，如图2所示。2睡2熟交换器蕊予结构原理圈其中，叉流方式便于集流箱的设计，有利于简化热交换器结构，我们设计的燕交换器簸是采掰这静叉流方式熬蕊子。3、翅片翅片是由薄众属片经过特殊熬工艺滚鹾或模驻趣工磷成的，农热交换器中充巍扩展传热面，X称俸二次传热蕊，同辩还在糯临两隔馥之阕莛掰丽强的作甏。其加强传热的机璁大致有以下三个方面：～是提供较一次传热匝积太得多得扩展转熬瑟获；二是凑手筵冀遴遵匏糁臻形获，露滚滚溪嚣产黛二次藏菠迭雾蔟分离，从而导致漉扰加强；三是由于翅片的错位等特殊缩构，使流道中流体边界层还未

9、充分发展勰被破坏，从蔼使流动状态保持在发展中的状态而有较高的传热系数。蘧冀豹形式及壤褡缀多，主爨骞敬下六耱形袋：(1)平妻惩冀(蠢溪避蓐)；(2)波纹翅片；(3)错饿翅片；(4)百叶窗式翘片：