[發明專利]一種豎直上升光管內超臨界水壁溫查詢表的建立方法

在審

• 申請號: 202010415143.4
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111723090A
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 李會雄;常福城;孫東峰;產文;馮宗蕊;雷賢良
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06F16/22
• 分類號: G06F16/22;G06F30/20;G06F119/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 房鑫

本發明公開了一種豎直上升光管內超臨界水壁溫查詢表的建立方法，包括以下步驟：1)獲取若干豎直上升光管內超臨界水壁溫的實驗數據；2)確定超臨界水壁溫查詢表的網格點；3)收集超臨界水傳熱關聯式；4)確定超臨界水壁溫查詢表的網格點附近的傳熱實驗數據；5)確定超臨界水壁溫查詢表網格點處的最優超臨界傳熱關聯式；6)利用步驟5)得到的超臨界水壁溫查詢表網格點處的最優超臨界傳熱關聯式進行迭代計算，得超臨界水壁溫查詢表各網格點的超臨界水壁溫，然后建立豎直上升光管內超臨界水壁溫查詢表，該方法建立的超臨界水壁溫查詢表的參數范圍較廣，可以預測不同工況下的管壁溫，同時精度較高。

技術領域

本發明屬于超臨界水傳熱領域，涉及一種豎直上升光管內超臨界水壁溫查詢表的建立方法。

背景技術

隨著世界經濟的發展，人類對電力的需求和消耗與日俱增。但我國多煤、貧油、少氣的資源現狀決定了我國能源供應中仍然以燃煤發電為主。而化石燃料的燃燒不可避免地帶來的環境污染問題。因此如何降低污染物排放，提高化石能源的利用效率成為研究重點。而超(超)臨界機組具有效率高、良好的負荷適應性和顯著潔凈環保等特點，是燃煤發電的必然趨勢。而在寬廣參數范圍內準確掌握超臨界水傳熱特性和規律對機組的安全運行和系統關鍵部位的設計和優化具有重大意義。迄今為止，許多學者對超臨界水傳熱特性展開了大量的實驗研究并建立了眾多傳熱關聯式。由于不同的實驗工況參數對超臨界水傳熱特性的影響不同，而在其實驗數據上建立的傳熱關聯式形式也就不同。最終的結果是關聯式結構復雜，預測結果差別很大。有學者對現有的關聯式進行了詳盡的綜述和評價，發現沒有任何一個傳熱關聯式能在任一實驗工況下取得精確預測效果。

第一張豎直上升圓管超臨界水傳熱查詢表建立于2008年,該查詢表是由壓力P(MPa)、質量流速G(kg·m^-2·s^-1)、壁面熱流q_w(kW·m^-2)、流體焓值H_b(kJ·kg^-1)、直徑D(m)組成的查詢表的基本骨架，采用五維線性插值方式進行壁溫T_w(℃)的查詢。與傳統關系式對比，傳熱查詢表可靠性更高，誤差更小。但該查詢表的參數范圍小，需擴展其參數范圍；且該查詢表為保證查詢結果的精度，剔除了傳熱惡化的實驗數據，所以限制了應用范圍。2012年有學者通過引入響應面方法建立查詢表來預測超臨界水傳熱特性。響應面方法的優勢在于通過較少的實驗數據在局部范圍內得到比較精確的函數關系，但是在應用響應面方法進行分析時，需要確定存在最大響應值的區域，否則可能無法得到響應值。增加數據點數目無法有效地提高響應面方法的近似精度，這是極不合理的。同年，也有學者采用最佳關聯式的方法構建壁溫查詢表，在選擇實驗工況點時剔除了數據庫中可能發生傳熱惡化的數據；且在選擇最優關聯式時，備選的超臨界水傳熱關聯式僅有11個，因此有必要對關聯式的個數進行擴充。除此之外，查詢表方法已被成功應用于豎直上升圓管內臨界熱流密度、沸騰換熱系數預測等方面。查詢表具有預測精度高、應用范圍廣、使用方便、計算時間少以及便于更新等優點，正在得到日益廣泛的應用。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種豎直上升光管內超臨界水壁溫查詢表的建立方法，該方法建立的超臨界水壁溫查詢表的參數范圍較廣，可以預測不同工況下的管壁溫，同時具有較高的精度。

為達到上述目的，本發明所述的豎直上升光管內超臨界水壁溫查詢表的建立方法包括以下步驟：

1)對超臨界壓力水在垂直上升光管內的傳熱實驗研究進行調研，獲取若干豎直上升光管內超臨界水壁溫的實驗數據；

2)確定超臨界水壁溫查詢表的網格點；

3)收集超臨界水傳熱關聯式；

4)確定超臨界水壁溫查詢表的網格點附近的傳熱實驗數據；

5)確定超臨界水壁溫查詢表網格點處的最優超臨界傳熱關聯式；