冷化型散熱器實驗臺扼制體系預設

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    熱水冷式散熱器實驗原理泵把低位水箱的水打入高位水箱，在溢流擋板的作用下保持高位水箱的水位恒定，同時為了保證高位水箱水溫的均勻，在高位水箱進水口處設有一個水噴射裝置。按照標準要求，電子散熱器的流量計量精度為±0.5，這里采用質(zhì)量法來計量流量。為避免管路末端散熱器回水溫度高于室溫，造成水分蒸發(fā)引起流量計量的誤差，在系統(tǒng)中增設了冷卻器。被冷卻后的水進入浮子流量計初測，然后通過兩個電磁閥的切換，或流入電子秤進行稱量，或直接流入低位水箱。

　　完成一次熱工性能檢測最少需要測試3種工況。工況1：通過調(diào)節(jié)流量，滿足進出口平均溫度（80±3）℃，進出口平均溫度與基準點溫差（60±工況2：保持工況1流量，進出口平均溫度（65工況3：保持工況1流量，進出口平均溫度（50另外，標準規(guī)定在測試過程中，進出口水溫只能有±0.2℃的波動，因此熱媒進出口處的溫度調(diào)控是熱媒控制系統(tǒng)的核心。

　　在整個實驗系統(tǒng)穩(wěn)定后，散熱器進、出口的水溫穩(wěn)定，主要受電加熱器的控制。電加熱器置于低位水箱和高位水箱中，其中低位水箱中設有一級加熱器進行粗調(diào)，電加熱器采用四級開關控制，最大負荷時能將水加熱到75℃左右，保證泵入口處不氣蝕；高位水箱中設有二級加熱器，進行供水溫度的精確控制。

　　1）前饋控制由于要對不同工況進行測試，所以根據(jù)不同工況補償冷水機組帶走的冷負荷對二次加熱器進行前饋控制，但對每一工況的加熱量為定值，因此前饋通道中N為非線性環(huán)節(jié)。

　　2）模糊控制鑒于被控對象的復雜性，并根據(jù)手動控制的大量經(jīng)驗總結(jié)，采用了二維常規(guī)模糊控制方法，該類模糊控制器的輸入變量取溫差及其溫差變化率，輸出控制量為一級加熱器開度。在求得精確控制量后，根據(jù)模糊控制規(guī)則表選取一級加熱器的開關度，以滿足控溫要求。中間的模糊運算往往可以通過制定模糊規(guī)則來完成，通過存儲模糊語言變量和模糊控制表采用查表法來獲取控制量的值。

　　3）內(nèi)環(huán)PD控制串級控制系統(tǒng)的內(nèi)環(huán)控制具有響應快速的特性，故可以對散熱器進口溫度進行快速精調(diào)，以避免出現(xiàn)大的波動。由散熱器進口溫度與二級加熱器入口溫度差值的變化量來調(diào)節(jié)二級加熱器的加熱量，從而實現(xiàn)散熱器進口溫度的精確快速調(diào)控。

　　冷卻控制系統(tǒng)小室冷卻系統(tǒng)由冷水機組、冷水泵、冷水箱、系統(tǒng)循環(huán)水泵、補償加熱器組成。冷水箱中的冷水由制冷機組提供，然后再由系統(tǒng)的循環(huán)水泵從水箱中抽出送入小室壁面。這樣設計的目的是將冷水箱作為一個調(diào)節(jié)器，水箱中的溫度達到某一上限溫度時，冷水機組開啟，低于某一下限溫度時，冷水機組關閉。

　　在系統(tǒng)循環(huán)水泵的入口處裝有一個電動三通閥，用來調(diào)節(jié)冷水與回水的比例，使冷水達到某一溫度后再送入系統(tǒng)，因此電動三通閥的設置主要是為了調(diào)節(jié)冷水的供水溫度。補償加熱器的作用是與制冷系統(tǒng)配合來調(diào)節(jié)和控制小室壁面水溫。因為單獨采用制冷及三通閥來調(diào)節(jié)和控制水溫很難達到所要求的穩(wěn)定指標，其原因是冷水系統(tǒng)的惰性很大，而采用補償加熱器則彌補了這一不足，因為電加熱器的惰性小且易控制，能迅速達到穩(wěn)定條件。從補償加熱器出來的冷水由供水干管進入密閉小室的各個壁面。為了保證小室的熱量能被6個壁面均勻地吸收及小室內(nèi)溫度場的均勻，小室四周各塊壁板與冷水供回水管采用同程式連接，以保證室內(nèi)溫度場均勻。

　　散熱器熱工性能測試是測量電子散熱器在不同散熱溫差時的散熱量，而散熱量的測量依據(jù)的是熱平衡方法，即當室內(nèi)溫度保持穩(wěn)定時，小室處于熱平衡狀態(tài)，小室的得熱量與失熱量達到平衡，在小室處于密閉狀態(tài)時，得熱量就是散熱器的散熱量，而失熱量是冷卻系統(tǒng)通過壁面換熱而帶走的熱量。