[發明專利]一種巖心模型管內壁面絕熱控制裝置及方法

有效

• 申請號: 201711397782.7
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN108153347B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 郭烈錦;趙秋陽;陳磊;黃祖杰;王曄春
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G05D23/22
• 分類號: G05D23/22
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種巖心模型管內壁面絕熱控制方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)測得巖心模型管本體(1)外壁和內壁的溫差信號ΔT，并傳送給控制器(4)；(2)控制器(4)接收溫差信號ΔT，并與預設置信號T_set進行對比，控制加熱裝置(6)的啟?；蚬β蚀笮?，在巖心模型管本體(1)內壁面上構建絕熱邊界條件；預設置信號T_set的確定步驟包括：

(a)將巖心模型管本體(1)看做一開口系統，巖心模型管本體(1)內部為控制體，根據巖心模型管本體(1)進出口流體的質量流量和焓值的時間積分計算進出口能量差，得到控制體凈流入能量；

(b)根據實驗前后巖心模型管本體(1)內部控制體密度，比容和溫差的計算控制體能量增量；

(c)繪制以預設值信號為橫坐標，以控制體凈流入能量與控制體能量增量間差值為縱坐標的曲線，曲線與橫坐標的交點對應的預設值即為預設置信號T_set；

具體的，巖心模型管本體(1)入口和出口質量流量分別為Q_in和Q_out，巖心模型管本體(1)入口和出口流體焓值分別為h_in和h_out，實驗開始時和結束時巖心模型管本體(1)內部流體密度ρ_i和ρ_f，實驗開始時和結束時巖心模型管本體(1)內部流體焓值為h_i和h_f，實驗開始時和結束時巖心模型管本體(1)內部溫度為T_i和T_f，巖心模型管本體(1)內部固體材料質量和比熱容分別為m_s和c_s，時間為t，巖心模型管本體(1)內部液體體積為V_p，通過巖心模型管本體(1)內壁向外部的散熱量為q，則∫Q_inh_int-∫Q_outh_outt為控制體的進出口能量差，即控制體凈流入能量，(ρ_fh_f-ρ_ih_i)V_p+m_Sc_S(T_f-T_i)為控制體能量增量，則根據質量守恒原理和能量守恒原理可得如下方程(1)和(2)：

∫Q_in t-∫Q_out t＝ρ_fV_p-ρ_iV_p (1)

q＝∫Q_inh_int-∫Q_outh_outt-(ρ_fh_f-ρ_ih_i)V_p-m_Sc_S(T_f-T_i) (2)

q0為欠補償，即注入流體熱量向外散失，q0為過補償，即加熱裝置(6)向本體內部補償熱量，q＝0為絕熱條件，通過實驗測得控制器的設定值與散熱量q的關系曲線，找出q＝0對應的溫差設定值，即為T_set。