一种强化换热器测试试验系统及方法

本发明涉及换热测试领域，具体涉及一种强化换热器测试试验系统及方法。

背景技术：

1、在工业生产和科学研究领域，换热器作为重要的热能转换设备，在能源利用、化工生产、环境保护等方面发挥着关键作用。为了提高换热器的性能和效率，以及确保其安全可靠运行，研究人员不断探索新的测试方法和技术手段。传统的换热器测试试验往往受到试验条件的限制，无法完全模拟实际工作环境下的复杂情况，且数据采集和处理方式相对简单，难以满足对换热器性能精确评估的需求。

技术实现思路

1、为解决上述背景中的技术问题，本发明供了一种强化换热器测试试验系统及方法，旨在实现对换热器性能的精确评估和可靠测试。本发明采用了模块化结构设计，包括调节流体温度、流速的模块化结构、先进的控制系统以及高效的数据处理算法。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种强化换热器测试试验系统，包括：采集模块、构建模块、模拟模块和数据处理模块；

3、所述采集模块用于采集待测试强化换热器的量化参数；

4、所述构建模块用于基于所述量化参数，构建强化换热器的实体模型；

5、所述模拟模块用于基于所述实体模型，模拟实际工作环境下的换热器工作状态，得到状态数据；

6、所述数据处理模块用于对所述状态数据进行处理，完成测试。

7、优选的，构建的所述实体模型包括：对称波节管换热器、非对称波节管换热器和螺旋波节管换热器。

8、优选的，所述模拟模块包括：加热单元、冷却单元、流量控制单元和温度传感单元；

9、所述加热单元用于提供热源；

10、所述冷却单元用于提供冷却介质；

11、所述流量控制单元用于控制强化换热器中流体的流速；

12、所述温度传感单元用于实时监测换热器中流体的温度。

13、优选的，所述数据处理模块包括：数据采集单元和处理单元；

14、所述数据采集单元用于实时采集所述状态数据；

15、所述处理单元用于处理所述状态数据。

16、优选的，采用pid算法来对所述模拟模块进行控制，模拟实际工作环境下的换热器工作状态，公式包括：

17、

18、其中，u(t)表示控制信号；kp表示比例增益；ki表示积分增益；kd表示微分增益；误差信号从0到当前时间t的积分；表示误差信号随时间的变化率，即误差的导数。

19、优选的，所述处理单元采用滑动窗口平均滤波算法来处理所述状态数据：

20、

21、yk表示在特定时间点k计算出的平均值；表示求和结果的归一化因子，确保所有项的权重相等；xi表示状态数据，其中i是从k到k+n-1的索引。

22、本发明还提供了一种强化换热器测试试验方法，所述方法应用于上述系统，步骤包括：

23、采集待测试强化换热器的量化参数；

24、基于所述量化参数，构建强化换热器的实体模型；

25、基于所述实体模型，模拟实际工作环境下的换热器工作状态，得到状态数据；

26、对所述状态数据进行处理，完成测试。

27、优选的，构建的所述实体模型包括：对称波节管换热器、非对称波节管换热器和螺旋波节管换热器。

28、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

29、本发明可以灵活地调节流体温度和流速，能够适应不同换热器的测试需求。通过加热单元、冷却单元和流量控制单元的组合和调节，可以实现对流体参数的精确控制，模拟实际工作条件下的换热器性能。其次，本发明采用pid控制算法，实现对换热器模拟器的精确控制。pid控制器根据系统的误差对加热单元、冷却单元和流量控制单元进行调节，使系统的输出达到期望值，提高了系统的稳定性和性能。最后，本发明还采用滑动窗口平均滤波算法，实现对试验数据的实时采集和处理。该算法能够去除数据中的噪声和干扰，提取出信号的有效成分，提高了数据的准确性和可信度。

技术特征：

1.一种强化换热器测试试验系统，其特征在于，包括：采集模块、构建模块、模拟模块和数据处理模块；

2.根据权利要求1所述的强化换热器测试试验系统，其特征在于，构建的所述实体模型包括：对称波节管换热器、非对称波节管换热器和螺旋波节管换热器。

3.根据权利要求1所述的强化换热器测试试验系统，其特征在于，所述模拟模块包括：加热单元、冷却单元、流量控制单元和温度传感单元；

4.根据权利要求1所述的强化换热器测试试验系统，其特征在于，所述数据处理模块包括：数据采集单元和处理单元；

5.根据权利要求3所述的强化换热器测试试验系统，其特征在于，采用pid算法来对所述模拟模块进行控制，模拟实际工作环境下的换热器工作状态，公式包括：

6.根据权利要求4所述的强化换热器测试试验系统，其特征在于，所述处理单元采用滑动窗口平均滤波算法来处理所述状态数据：

7.一种强化换热器测试试验方法，所述方法应用于权利要求1-6任一项所述的系统，其特征在于，步骤包括：

8.根据权利要求7所述的强化换热器测试试验方法，其特征在于，构建的所述实体模型包括：对称波节管换热器、非对称波节管换热器和螺旋波节管换热器。

技术总结本发明公开了一种强化换热器测试试验系统及方法，其中系统包括：采集模块、构建模块、模拟模块和数据处理模块；采集模块用于采集待测试强化换热器的量化参数；构建模块用于基于量化参数，构建强化换热器的实体模型；模拟模块用于基于实体模型，模拟实际工作环境下的换热器工作状态，得到状态数据；数据处理模块用于对状态数据进行处理，完成测试。本发明可以灵活地调节流体温度和流速，能够适应不同换热器的测试需求。通过加热单元、冷却单元和流量控制单元的组合和调节，可以实现对流体参数的精确控制，模拟实际工作条件下的换热器性能。其次，本发明还可以根据系统的误差进行调节，使系统的输出达到期望值，提高了系统的稳定性和性能。技术研发人员：陈鑫受保护的技术使用者：哈尔滨商业大学技术研发日：技术公布日：2024/7/15