申请/专利权人：昆明理工大学

申请日：2023-12-21

公开（公告）日：2024-07-05

公开（公告）号：CN117744264B

主分类号：G06F30/17

分类号：G06F30/17;G06F30/28;F28D7/10;G06F113/08;G06F113/14;G06F119/08;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.07.05#授权;2024.04.09#实质审查的生效;2024.03.22#公开

摘要：本发明涉及换热器技术领域，且公开了一种基于类相变分区的超临界换热器设计方法。该方法的主要步骤包括：输入换热器边界条件；计算类相变区的上边界、下边界温度；计算超临界工质侧内壁面温度，确定类过热蒸汽凝结区的上边界温度；基于上述三个边界温度及进出口温度，将换热器划分为四段，计算分段尺寸及换热器总尺寸。该基于类相变分区的超临界换热器设计方法无需按照等焓变或等长度进行换热器单元划分，可实现超临界气冷器中单相冷却和类过热冷凝的自动分区判断，克服了现有方法耗时长、不确定度大的缺陷，适用于各超临界蒸发器、冷却器的尺寸设计和性能校核，计算快速且准确。

主权项：1.一种基于类相变分区的超临界换热器设计方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、输入换热器的边界条件；S2、对类相变区的上边界温度和下边界温度进行计算；S3、对换热器中的第一工质侧内壁面温度进行计算，并确定第一工质冷却过程中类过热蒸汽凝结区的上边界温度或者第一工质加热过程中类过冷液体沸腾区上边界温度；所述步骤S3中计算第一工质侧内壁面温度，包括与第二工质入口处温度第二工质的边界温度Ts-、第二工质的边界温度Ts+和第二工质出口处温度对应的四个轴向位置处的入口处壁温类两相区上边界处壁温Tw-、类两相区下边界处壁温Tw+和出口处壁温所述步骤S3中的第一工质冷却过程中类过热蒸汽凝结区的上边界温度的计算公式如下： 其中，Q++为入口到类过热蒸汽冷凝区上边界温度处的换热量，为类过热蒸汽冷凝区上边界处焓值，为类过热蒸汽冷凝区上边界处壁温，Tw,in表示入口处壁温，mp表示第一工质质量流量，Q+为入口处到类过热蒸汽冷凝区下边界处的换热量，表示第一工质入口处焓值，表示类过热蒸汽冷凝区下边界处壁温；S4、在类相变三区模型基础上，将换热器划分为四区，计算每个分区的换热器长度；所述步骤S4计算每个分区的换热器长度的步骤如下：S4.1、计算每个分区传热系数Ui；所述步骤S4.1中的传热系数Ui的表达式如下： Nui由经验关联式计算其中d为水力直径,λi为第i段导热系数，Nui为第i段努塞尔数S4.2、由每个分区冷热流体的进出口温度确定该分区的换热器效能εi；所述步骤S4.2中的换热器效能εi的表达式如下： 其中，表示第一工质在第i段的平均热容率，表示第一工质在第i段的入口处的温度，表示第一工质在第i段的出口处的温度，mp表示第一工质质量流量，表示第二工质在第i段的入口处温度，表示第一工质出口处焓值，表示第一工质入口处焓值，Cmin,i表示第i段的最小热容率，所述分区换热器长度Li的表达式如下： 其中，RC表示热熔比，P表示湿周，Cmax表示最大热容率，ln表示对数运算，下标i＝I,II,IIIa,IIIborIa,Ib,II,IIIorI,II,III，表示不同区域S4.3、计算分区换热器长度LiS5、获得换热器总长度；所述换热器总长度表达式如下： 其中，L为换热器长度，Ltotal表示换热器总长度，表示第一工质类过热蒸汽冷凝区上边界温度，表示第一工质类过冷液体沸腾区上边界温度。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 昆明理工大学 一种基于类相变分区的超临界换热器设计方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD