[發明專利]一種管殼式換熱器多孔介質系數計算方法

有效

• 申請號: 201510024116.3
• 申請日: 2015-01-16
• 公開（公告）號: CN104657589B
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: 陸道綱;王雨;袁博;隋丹婷;曹瓊;張帆
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司11246
• 代理人: 張文寶

1.一種管殼式換熱器多孔介質系數計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)根據模型幾何參數建立管殼式換熱器傳熱管位置計算模型；

(2)建立模型網格結構，計算各個控制體的網格參數；

(3)根據控制體的網格參數和傳熱管的位置參數計算控制容積內的傳熱管數目；

(4)計算傳熱管內均勻分布的N個點坐標，計算分布點位于控制容積內的比例，并以此計算控制容積的體積孔隙率

(5)不重復地計算傳熱管的周向、徑向投影面積，并以此計算控制容積的表面滲透率

其中，V是網格體積，V_f是控制容積中流體所占容積，V_s是控制體內所有傳熱管所占容積，是流體在i方向上的投影面積，是傳熱管在i方向上的投影面積，是整個控制體在i方向上的投影面積。

2.根據權利要求1所述方法，其特征在于，步驟(1)中所述的模型幾何參數包括外形尺寸、管束坐標、管束外徑及長度。

3.根據權利要求1所述方法，其特征在于，步驟(4)中控制體內所有傳熱管所占容積V_s是控制體內的所有傳熱管體積加和得到的，每個傳熱管占據的控制體的體積V₁為：

其中，N為傳熱管直徑范圍內均勻分布的點數，M為位于控制體積內的坐標點，d是傳熱管管徑，Δz是在軸向，即Z方向上的網格尺寸。

4.根據權利要求1所述方法，其特征在于，步驟(5)中周向投影面積需要計算傳熱管在某方向上的投影面積，計算步驟如下：對位于有效區域內的傳熱管按照中心坐標r值進行排序，判斷1號傳熱管的內徑向位置是否位于控制體積內，若是，則流通面積增加，增長量為傳熱管邊緣到控制體邊緣的面積；依次判斷其它傳熱管的內徑向坐標是否大于前一傳熱管的外徑向坐標；其中r₁是1號傳熱管中心坐標的徑向值，d是傳熱管管徑。

5.根據權利要求1所述方法，其特征在于，步驟(5)中徑向投影面積需要計算傳熱管在某方向上的投影面積，計算步驟如下：對位于有效區域內的傳熱管按照中心坐標θ值進行排序，判斷1號傳熱管的內徑向位置是否位于控制體積內，若是，則流通面積增加，增長量為傳熱管邊緣到控制體邊緣的面積；依次判斷其它傳熱管的左周向坐標是否大于前一傳熱管的右周向坐標；其中θ₁是1號傳熱管中心坐標的周向值，r₁是1號傳熱管中心坐標的徑向值，d是傳熱管管徑。