嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)衰減液的溫度控制

　　2.2 平均溫差的計算

　　對于順流式或逆流式換熱器，其平均溫差均可由式（2）計算

　　平均溫差的計算就要根據(jù)衰減量以及工作的頻點(diǎn)進(jìn)行選擇，這就需要在計算換熱器面積的時候需要考慮到最極端的工作情況。在此將冷流體（自來水）的溫度設(shè)為25～35℃將熱流體的溫度設(shè)為40～60℃。此時的平均溫差為15.4℃。

　　2.3 換熱系數(shù)的選擇

　　根據(jù)換熱方程：

　　式（3）中的系數(shù)1／kA為熱阻，其與多種因素有聯(lián)系，包括傳熱面的結(jié)構(gòu)型式和大小、流體的種類及流動狀況等。由于螺旋板式換熱器的換熱面的平壁和管壁較薄，所以有下面公式：

式中：a0、a1——分別為管外側(cè)和管內(nèi)側(cè)流體的傳熱系數(shù)；

　　r0、r1——分別為管外側(cè)和管內(nèi)側(cè)流體的污垢熱阻；

　　rw——以平均傳熱面積為基準(zhǔn)的壁面熱阻；

　　螺旋板式換熱器的材料選擇不銹鋼，且冷流體和熱流體分別選擇自來水和衰減液，此兩種介質(zhì)的傳熱效率都很高，所以r0、r1、rw可以忽略不計，此時有：

　　由（5）可知，k值比a0、a1都小，而且k值接近于a0和a1中較小者。但是換熱器中的冷流體和熱流體的傳熱系數(shù)隨著環(huán)境的條件在不斷變化，如雜質(zhì)、流速、溫度、污垢等，所以在實(shí)際的計算中可以根據(jù)廠家或資料上提供經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行選擇。本設(shè)計中采用的是水與電解液進(jìn)行對流換熱，則根據(jù)資料中提供的數(shù)據(jù)，可以換熱系數(shù)為1270w／m2K。

　　2.4 換熱面積的計算

　　根據(jù)上述已經(jīng)確定的換熱方程中的傳熱系數(shù)、平均溫差兩個參數(shù)，再根據(jù)微波衰減器所工作的最大功率即可計算出換熱器的換熱面積其實(shí)不足1m2。考慮到加工的工藝的難易程度、成本以及環(huán)境多樣化的影響，所以將其擴(kuò)大到3m2。這個面積的換熱器最多可以使微波衰減器承受平均功率為50kW的衰減作用。

　　圖3所示為螺旋板式換熱器實(shí)物。這個螺旋板式換熱器的體積很小，只有50x50x50cm3，但是換熱量很大，安裝方便，能夠滿足高功率微波衰減器散熱的需要。