[發(fā)明專利]一種非滿液圓筒狀保溫水箱外側(cè)保溫層厚度的確定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010711603.8
• 申請日: 2020-07-22
• 公開（公告）號: CN111859673B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖慶玲;郭小玲;張劉紅;張永勝;萬振榮;高然;張威;何新;孫雨;劉亞楠;閆超;張瑩潔
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵一局集團(tuán)有限公司;中鐵一局集團(tuán)有限公司勘察設(shè)計分公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務(wù)所 61213
• 代理人: 馬鳳云

1.一種非滿液圓筒狀保溫水箱外側(cè)保溫層厚度的確定方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、確定非滿液圓筒狀保溫水箱外側(cè)保溫層的基準(zhǔn)厚度：向圓筒狀保溫水箱(3)內(nèi)注入液體(2)，所述液體(2)未充滿圓筒狀保溫水箱(3)，圓筒狀保溫水箱(3)內(nèi)液體(2)上側(cè)為氣體(1)；

根據(jù)公式計算非滿液圓筒狀保溫水箱外的側(cè)壁保溫層(4)的基準(zhǔn)厚度δ，其中，D₀為圓筒狀保溫水箱(3)外徑，D₁為側(cè)壁保溫層(4)的基準(zhǔn)外徑，且P_E為能量價格，λ為側(cè)壁保溫層(4)對應(yīng)的保溫材料在平均溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)，t為年運行時間，T₀為圓筒狀保溫水箱(3)外表面溫度，T_a為環(huán)境溫度，P_T為保溫結(jié)構(gòu)單位造價，S為絕熱工程投資年攤銷率，α_s為側(cè)壁保溫層(4)對應(yīng)的保溫材料外表面向周圍環(huán)境的放熱系數(shù)；

令圓筒狀保溫水箱(3)的上底保溫層(5)和下底保溫層(6)的基準(zhǔn)厚度均等于非滿液圓筒狀保溫水箱外的側(cè)壁保溫層(4)的基準(zhǔn)厚度δ；

步驟二、建立圓柱坐標(biāo)系：以下底保溫層(6)的底部圓心為坐標(biāo)原點建立二維極坐標(biāo)系，以坐標(biāo)原點的上側(cè)為正方向豎直向上引出z軸，建立圓柱坐標(biāo)系；

步驟三、獲取非滿液圓筒狀保溫水箱外側(cè)保溫層在基準(zhǔn)厚度下的溫度場：利用SPACECLAIM軟件建立非滿液圓筒狀保溫水箱外側(cè)保溫層在基準(zhǔn)厚度下的物理模型，利用ICEM軟件對非滿液圓筒狀保溫水箱外側(cè)保溫層在基準(zhǔn)厚度下的物理模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，生成網(wǎng)格文件導(dǎo)入FLUENT計算軟件中，F(xiàn)LUENT計算軟件模擬出非滿液圓筒狀保溫水箱外側(cè)保溫層在基準(zhǔn)厚度下的溫度場，獲取敷設(shè)基準(zhǔn)厚度保溫層后的圓筒狀保溫水箱(3)在高度方向上的溫度變化曲線；

步驟四、確定分段高度：將敷設(shè)基準(zhǔn)厚度保溫層后的圓筒狀保溫水箱(3)在高度方向上的溫度變化曲線進(jìn)行分段，獲取敷設(shè)基準(zhǔn)厚度保溫層后的圓筒狀保溫水箱(3)在高度方向上的溫度變化曲線分段位置處的分段高度；

所述分段高度包括第一分段高度z₁、第二分段高度z₂、第三分段高度z₃和第四分段高度z₄，第一分段高度z₁、第二分段高度z₂、第三分段高度z₃和第四分段高度z₄將敷設(shè)基準(zhǔn)厚度保溫層后的圓筒狀保溫水箱(3)在高度方向上的溫度變化曲線依次分為五段，即下底向側(cè)壁過渡溫度變化曲線段、液體溫度變化曲線段、氣液過渡溫度變化曲線段、氣體溫度變化曲線段和側(cè)壁向上底過渡溫度變化曲線段；

步驟五、高度方向上非滿液圓筒狀保溫水箱外側(cè)保溫層厚度分段擬合，確定非滿液圓筒狀保溫水箱外側(cè)全高度范圍保溫層厚度：對下底向側(cè)壁過渡溫度變化曲線段、液體溫度變化曲線段、氣液過渡溫度變化曲線段、氣體溫度變化曲線段和側(cè)壁向上底過渡溫度變化曲線段分別進(jìn)行曲線擬合，獲取高度方向上非滿液圓筒狀保溫水箱外側(cè)保溫層厚度，其中，液體溫度變化曲線段和氣體溫度變化曲線段均為常數(shù)函數(shù)。

2.按照權(quán)利要求1所述的一種非滿液圓筒狀保溫水箱外側(cè)保溫層厚度的確定方法，其特征在于：步驟四中，分段高度兩側(cè)的溫度變化曲線段的曲線斜率變化值超過0.1。