冷化型散热器实验台扼制体系预设

热水冷式散热器实验原理泵把低位水箱的水打入高位水箱，在溢流挡板的作用下保持高位水箱的水位恒定，同时为了保证高位水箱水温的均匀，在高位水箱进水口处设有一个水喷射装置。按照标准要求，电子散热器的流量计量精度为±0.5，这里采用质量法来计量流量。为避免管路末端散热器回水温度高于室温，造成水分蒸发引起流量计量的误差，在系统中增设了冷却器。被冷却后的水进入浮子流量计初测，然后通过两个电磁阀的切换，或流入电子秤进行称量，或直接流入低位水箱。

　　完成一次热工性能检测最少需要测试3种工况。工况1：通过调节流量，满足进出口平均温度（80±3）℃，进出口平均温度与基准点温差（60±工况2：保持工况1流量，进出口平均温度（65工况3：保持工况1流量，进出口平均温度（50另外，标准规定在测试过程中，进出口水温只能有±0.2℃的波动，因此热媒进出口处的温度调控是热媒控制系统的核心。

　　在整个实验系统稳定后，散热器进、出口的水温稳定，主要受电加热器的控制。电加热器置于低位水箱和高位水箱中，其中低位水箱中设有一级加热器进行粗调，电加热器采用四级开关控制，****负荷时能将水加热到75℃左右，保证泵入口处不气蚀；高位水箱中设有二级加热器，进行供水温度的精确控制。

　　1）前馈控制由于要对不同工况进行测试，所以根据不同工况补偿冷水机组带走的冷负荷对二次加热器进行前馈控制，但对每一工况的加热量为定值，因此前馈通道中N为非线性环节。

　　2）模糊控制鉴于被控对象的复杂性，并根据手动控制的大量经验总结，采用了二维常规模糊控制方法，该类模糊控制器的输入变量取温差及其温差变化率，输出控制量为一级加热器开度。在求得精确控制量后，根据模糊控制规则表选取一级加热器的开关度，以满足控温要求。中间的模糊运算往往可以通过制定模糊规则来完成，通过存储模糊语言变量和模糊控制表采用查表法来获取控制量的值。

　　3）内环PD控制串级控制系统的内环控制具有响应快速的特性，故可以对散热器进口温度进行快速精调，以避免出现大的波动。由散热器进口温度与二级加热器入口温度差值的变化量来调节二级加热器的加热量，从而实现散热器进口温度的精确快速调控。

　　冷却控制系统小室冷却系统由冷水机组、冷水泵、冷水箱、系统循环水泵、补偿加热器组成。冷水箱中的冷水由制冷机组提供，然后再由系统的循环水泵从水箱中抽出送入小室壁面。这样设计的目的是将冷水箱作为一个调节器，水箱中的温度达到某一上限温度时，冷水机组开启，低于某一下限温度时，冷水机组关闭。

　　在系统循环水泵的入口处装有一个电动三通阀，用来调节冷水与回水的比例，使冷水达到某一温度后再送入系统，因此电动三通阀的设置主要是为了调节冷水的供水温度。补偿加热器的作用是与制冷系统配合来调节和控制小室壁面水温。因为单独采用制冷及三通阀来调节和控制水温很难达到所要求的稳定指标，其原因是冷水系统的惰性很大，而采用补偿加热器则弥补了这一不足，因为电加热器的惰性小且易控制，能迅速达到稳定条件。从补偿加热器出来的冷水由供水干管进入密闭小室的各个壁面。为了保证小室的热量能被6个壁面均匀地吸收及小室内温度场的均匀，小室四周各块壁板与冷水供回水管采用同程式连接，以保证室内温度场均匀。

　　散热器热工性能测试是测量电子散热器在不同散热温差时的散热量，而散热量的测量依据的是热平衡方法，即当室内温度保持稳定时，小室处于热平衡状态，小室的得热量与失热量达到平衡，在小室处于密闭状态时，得热量就是散热器的散热量，而失热量是冷却系统通过壁面换热而带走的热量。