1、TB 中华人民共和国铁道行业标准 TB/T 173586 内 燃 机 车 中冷器性能试验方法 19861224发布 19870701实施 中华人民共和国铁道部 发布 内燃机车中冷器性能试验方法 1. 总则 1.1. 适用范围 本标准适用于内燃机车水冷式中冷器的性能试验。 1.2. 基本要求 1.2.1. 提交试验的中冷器必须符合有关国标和部标的规定，同时还应是符合产品图样和设计文件技术要求的合格产品。 1.2.2. 提交试验的中冷器必须通过不低于工作压力1.5倍的压力试验，保压5min，不得渗漏变形。 1.2.3. 各种测试仪表须按期作计量检定。 1.3. 试验项目 1.3.1. 中冷器性能试
2、验是.测试中冷器的传热性能和流体阻力特性的专门试验。 1.3.2. 中冷器性能试验需测定中冷器的散热量Q、传热系数K、空气的阻力损失Pa和水的阻力损失Pw随流体速度变化的关系。 2. 试验装置 为了模拟机车中冷器的运用工况，满足流体温度和流量和调节需要及较准确的测试各有关参数，试验装置由空气系统和水系统两部分，组成。 2.1. 水系统由水泵组、水量调节装置飞水量测量装置、水温调节装置、储水箱、排气装置及管路等部件组成。 2.2. 空气系统由风机组、风洞、空气加温装置、风量调节装置及风道等部件组成。 2.2.1. 风洞由入口段、整流段、收缩段、测量段及试验段组成。 2.2.2. 测量段和试验段应
3、采取保温隔热措施。 2.3. 空气系统和永系统各风道、管路、阀门等均不得漏气漏水。 3. 试验用仪器仪表 3.1. 测量流量用的仪器仪表 3.1.1. 空气流量用毕托管及其二次仪表0.O1mm刻度的补偿式微压计测量。也可用精度相当的其它型式流量计测定。 3.1.2. 测量空气流量的风洞测量段的流场系数不低于0.95。 3.1.3. 水流量用涡轮流量变送器及其二次仪表频率计测量。也可用容积法、孔板流量计或其它测量装置测定。 3.2. 测量温度用的仪器仪表 13.2.1. 中冷器进口空气平均温度及出口空气平均温度用网状电阻温度计及其二次仪表精度为0.02级的测温双臂电桥或用网状热电偶堆及其二次仪表
4、0.1级电位差计测定。也可用精度相当的其它温度计测定。 3.2.2. 中冷器进出口水的温度用分度值为0.1的标准玻璃温度计测量。也可用精度相当的其它温度计测定。 3.3. 测量压力用的仪器仪表 3.3.1. 中冷器前的空气静压用测压环及其二次仪表一级精度倾斜微压计测量。测压环是连通数个测压管的环行管。测压管内孔与测压孔应在同一中心线上并垂直于气流方向。测压孔直径为12mm，均匀分布在测量段风筒的同一横截面上，其内表面不得有毛刺静压的测量也可用精度相当的其它仪表测定。 测压孔距中冷器进出气端面的距离为100150mm。 3.3.2. 中冷器前后的空气阻力可用3.3.1款规定的方法分别测量中冷器前
5、后的静压，再计算求得。也可用测试中冷器前后空气压差的方法直接测定。 3.3.3. 水的压力用不偏于0.4级标准压力表测量。也可用U形水银压力计或精度相当的其它压差计测定。 3.3.4. 大气压力用动槽式水银气压计或其它型气压计测定。 4. 测试参数 性能试验应测试下列各参数； 4.1. 中冷器前空气平均温度 Ta 1， ta 1 K， 4.2. 中冷器后空气平均温度 Ta 2， ta 2 K， 4.3. 空气流量 Va m3h 4.4. 中冷器前空气静压 hst Pa 4.5. 中冷器前后空气压差 Pa Pa 4.6. 中冷器进水温度 Tw 1， tw 1 K， 4.7. 中冷器出水温度 Tw
6、 2， tw 2 K， 4.8. 水流量 Vw m3h 4.9. 中冷器进出口水压差 Pw Pa 4.10. 大气压力 B Pa 5. 试验方法. 5.1. 中冷器性能试验是用实物在专用试验台上进行。 25.2. 传热性能试验是在固定中冷器的水速Ww、中冷器的进水温度tw1，及中冷器前空气平均温度ta1在规定值的工况下进行，选定空气的重量流速ua，当水和空气的温度、流量稳定后，同时采点，测定并记录4.1至4.10条所规定的各有关参数。相同试验点重复采点35次，求取各参数的平均值。 5.3. 改变中冷器的空气重量流速ua，保持中冷器的水速Ww、进水温度tw1,进口空气温度ta1在5.2条的规定值
7、不变，并按5.2条的方法进行试验和采点。空气重量流速的改变应在额定工况附近范围内选取不少于六个不同的试验点。同时测试中冷器的空气阻力。 5.4. 中冷器的水阻试验在额定水速附近范围内选取不少于六个不同的水速，测试中冷器进出口水的压力或压差。 5.5. 按中冷器性能试验计算表的程序和计算方法计算中冷器的传热系数K、散热量Q、空气阻力Pa、水阻力Pw等参数，并绘制一组Kf(ua)、Qa=f(ua)、Pa=f(ua)及Pw=f(ww)的关系曲线。 5.6. 根据需要，可另选其它不同水速，按照5.2至5.5条的程序和方法进行不同工况的试验和数据整理，从而又可得出其它不同水速下的传热性能和流体阻力特性试
8、验结果。 5.7. 中冷器进水温度tw1与预定值不得超过0.2，进气温度ta1，与规定值不得超过5。 5.8. 各试验点气侧放热量Qa，与水侧吸热量Qw之间的热平衡误差不得超过5%。 6. 试验计算方法 6.1. 水流量计算(涡轮流量计) 63=wnwVw式中： Vw水流量，m3h； nw频率计每秒次数，Hz； w流量计系数。 6.2. 用毕托管测试流场时，平均动压的计算 221+=nhhhdhndddLL式中: hd平均动压，Pa； hd1，hd 2，hdn同一毕托管在不同测点处的实际动压，Pa； hd1=hd1, hd2=hd2, hdn=hdn3毕托管校正系数； hd1，hd2hdn微压
9、计动压读数，Pa。 6.3. 空气流量Va的计算 dahfV23600 = 式中：Va空气流量，m3/h； hd测量段截面中心空气实际动压，Pa； 测量段空气密度，kg/m3f测量段横截面积，m3； 流场系数。 6.4. 中冷器前空气密度的计算 )273(1+asttRhB=1astRThB+式中： 空气密度，kg/m3; B大气压力，Pa； Hst中冷器前空气静压，Pa； Ta1,ta1中冷器前空气密度，K、 R气体常数， 对于空气287.1 J/(kgK)。 6.5. 对数平均温差T的计算 Tt12211221ln)()(wawawawattttttttt12211221ln)()(waw
10、awawaTTTTtTTTT式中： T对数平均温差，K； Ta1，ta1，中冷器进气温度,K、； Ta2，ta2中冷器出气温度，K、； TW2，tW1中冷器进水温度，K、； 4TW2，tW2中冷器出水温度，K、； t校正系数。 6.6. 其它参数参照中冷器性能试验计算表的程序和公式计算。 中冷器性能试验计算表 试验编号_ 大气温度t=_ 大气压力B=_Pa 日期_ 中冷器名称_ 散热面积F_m2气道面积fa=_m2 水道面积fW= m2 风洞测量段面积f_m2序 号 项 目 符号单 位 计 算 公 式 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 121 中冷器前空气温度 ta1 测 得 2
11、 中冷器后空气温度 ta2 测 得 3 空气温差 taK tata1-ta24 空气平均温度 tam tam21(ta1+ta2) 5 中冷器前空气静压 hstPa测 得 6 中冷器前空气密度 kgm3(B+h st)R(273+ta1) 7 空气压力差 Pa Pa 测 得 8 空气平均压力 PamPaPam=(B+hst)-P a29 空气比热 CpakJ(kgK) 查 表 10 空气平均密度 akgm3a=PamR(273+tam)11 空气动压头 hdPa 测 得 12 空气流量 Vam3h Va=3600fhd213 中冷器内空气流速 Wa ms Wa=(Vafa3600)(a)14
12、空气重量流速 Uakg(m2s) Ua=aWa15 空气散热量 Qa kW Qa=uafaC pata 16 中冷器前水温 tW1 测 得 17 中冷器后水温 tW2 测 得 18 水温差 tWK tW=tW2-tww1 519 水的平均温度 tWm tWm=21(tW1+tw2) 20 水的比热 CpkJ(kgK) 查 表 21 水的密度 Wkgm3查 表 22 水的流量 V W m3h 测 得 23 中冷器内水流速 WW ms W W=Vw/fw3600 24 水吸热量 Qw kW Qw =VwWC pWtw/3600 25 热平衡误差 （Qa-Qw）/Qa100 26 对数平均温差 T
13、K 27 传热系数 K W(m2K) K(QaFT)1000 28 中冷器冷却效率 (ta1-ta2)/(ta1-tW1)100 29 中冷器水阻 Pw Pa 测 得 计算人_复核人_ 6附 录 A 主要符号表 (补充件) 量的名称 符号 单位符号 大气压力 B Pa 中冷器散热面积 F m2中冷器气道通过截面积 fa m2中冷器水道通过截面积 fw m2风洞测量段截面积 f m2中冷器前空气平均温度 T a1,ta1 K， 中冷器后空气平均温度 T a2,ta2 K， 中冷器前空气静压 h st Pa 中冷器空气压力差 Pa Pa 空气定压比热容 C pa kJ(kgK) 空气平均密度 a
14、kg/m3空气动压头 h d Pa 流场系数 空气流量 V a m3h 空气重量流速 u a kg(m2s) 空气放热量 Q a kW 中冷器进水温度 T W1,tW1 K， 中冷器出水温度 T W2，t W2 K， 水的定压比热容 C pW， kJ(kgK) 水的密度 w kgm3水流量 Vw m3h 水流速 Ww ms 水的放热量 Qw kW 热平衡误差 % 双数平均温差 T K 传热系数 K W 中冷器水阻 P W Pa 气体常数 R J(kgK) 7附 录 B 单位换算表 (参考件) 1bar=103Pa 1mbar=10.2kgfm21kgf=981N 1Nm2=1Pa 1mmH2O=1kgfm2=110-4kgfcm2=9.81Pa 1 kWh=3.6106J 1 J=2.7777810-7kWh 1 kcal=41868J 1 W1Js 1 kcal(kgK)=4.1868kJ(kgK) 1 kcal(m2h)=1.163W(m2K) 1kgfm=9.81J 附加说明： 本标准由铁道部标准计量研究所提出。铁道部大连内燃机车研究所归口。 本标准起草单位：铁道部科学研究院机车车辆研究所 本标准起草人：方昌烈、张相衡 8
