嵌入式系统实现衰减液的温度控制
2.2 平均温差的计算
对于顺流式或逆流式换热器，其平均温差均可由式（2）计算
平均温差的计算就要根据衰减量以及工作的频点进行选择，这就需要在计算换热器面积的时候需要考虑到最极端的工作情况。在此将冷流体（自来水）的温度设为25～35℃将热流体的温度设为40～60℃。此时的平均温差为15.4℃。
2.3 换热系数的选择
根据换热方程：
式（3）中的系数1／kA为热阻，其与多种因素有联系，包括传热面的结构型式和大小、流体的种类及流动状况等。由于螺旋板式换热器的换热面的平壁和管壁较薄，所以有下面公式：
式中：a0、a1——分别为管外侧和管内侧流体的传热系数；
r0、r1——分别为管外侧和管内侧流体的污垢热阻；
rw——以平均传热面积为基准的壁面热阻；
螺旋板式换热器的材料选择不锈钢，且冷流体和热流体分别选择自来水和衰减液，此两种介质的传热效率都很高，所以r0、r1、rw可以忽略不计，此时有：
由（5）可知，k值比a0、a1都小，而且k值接近于a0和a1中较小者。但是换热器中的冷流体和热流体的传热系数随着环境的条件在不断变化，如杂质、流速、温度、污垢等，所以在实际的计算中可以根据厂家或资料上提供经验值进行选择。本设计中采用的是水与电解液进行对流换热，则根据资料中提供的数据，可以换热系数为1270w／m2K。
2.4 换热面积的计算
根据上述已经确定的换热方程中的传热系数、平均温差两个参数，再根据微波衰减器所工作的最大功率即可计算出换热器的换热面积其实不足1m2。考虑到加工的工艺的难易程度、成本以及环境多样化的影响，所以将其扩大到3m2。这个面积的换热器最多可以使微波衰减器承受平均功率为50kW的衰减作用。
图3所示为螺旋板式换热器实物。这个螺旋板式换热器的体积很小，只有50x50x50cm3，但是换热量很大，安装方便，能够满足高功率微波衰减器散热的需要。
评论