[發(fā)明專利]一種空溫式氣化器支腿高度的計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011413882.6
• 申請日: 2020-12-07
• 公開（公告）號: CN112364465B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜建梅;楊帆;焦文玲;劉澤坤;李磊祚;趙偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國市政工程華北設(shè)計研究總院有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 天津盛理知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 董一寧

1.一種空溫式氣化器支腿高度的計算方法，其特征在于：包含氣化器參數(shù)標(biāo)定單元、可視化處理單元和計算單元三個單元，所述氣化器參數(shù)標(biāo)定單元分為氣化器結(jié)構(gòu)參數(shù)標(biāo)定模塊和氣化器工作條件參數(shù)標(biāo)定模塊，所述可視化處理單元包括幾何模型構(gòu)建模塊、物理模型構(gòu)建模塊、模型計算模塊和底部截面溫度場顯示，所述計算單元包括截面露點百分比指標(biāo)PIT計算單元和PIT斜率計算單元，

該計算方法具體實施步驟如下：

a、將氣化器相關(guān)數(shù)據(jù)輸入氣化器參數(shù)標(biāo)定單元，在氣化器結(jié)構(gòu)參數(shù)標(biāo)定模塊中輸入氣化器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，包括翅片管外徑d、翅片管管長L、翅片管管間距l(xiāng)，翅片高度h，在氣化器工作條件參數(shù)標(biāo)定模塊中輸入氣化器工作條件參數(shù)，包括當(dāng)?shù)厝掌骄鶞囟萒、當(dāng)?shù)乜諝鉂穸犬?dāng)?shù)乜諝饴饵c溫度T_d；

b、進(jìn)行可視化處理，首先根據(jù)空溫式氣化器結(jié)構(gòu)參數(shù)及支腿計算取樣高度構(gòu)建空間幾何模型對空溫式氣化器翅片管進(jìn)行處理，確定計算域并劃分網(wǎng)格，選擇物理模型模擬得到氣化器底部截面溫度場分布情況及露點溫度分布圖；

c、在模擬得到的氣化器底部截面露點溫度分布圖的基礎(chǔ)上，采用像素分析法計算截面露點百分比PIT，求得截面露點百分比PIT斜率K，根據(jù)斜率K的限定值選取支腿高度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空溫式氣化器支腿高度的計算方法，其特征在于：結(jié)合Fluent模擬確定支腿高度取值范圍為0.6～2m，并對支腿高度計算取樣點進(jìn)行選取，在高度區(qū)間[0.6，1]m與(1.5，2]m之間采用精度0.1m選取10個點，在高度區(qū)間(1，1.5]m之間采用精度0.05m選取10個點，共計20個取樣點，即：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空溫式氣化器支腿高度的計算方法，其特征在于：所述步驟b中構(gòu)建氣化器空間幾何模型對空溫式氣化器翅片管進(jìn)行處理時，采用矩形方管模型表示翅片管，矩形方管模型的矩形截面為翅片管外切矩形，具體截面尺寸確定方式如下：

a＝d+2h

a-矩形截面邊長m

d-翅片管外管徑m

h-翅片高度m

步驟b中計算域分為兩部分確定，以支腿高度以上2m水平截面為分界面，每一部分均為長方體，第一計算域為分界面以下部分，該部分計算域長方體高為氣化器支腿高度加2m，長與寬分別為氣化器水平截面長與寬的6倍，第二計算域為分界面以上部分，該部分計算域長方體高度為氣化器管長高度減1m，長與寬為氣化器截面長與寬各加6m，具體計算方式如下：

L₁＝(N-1)l+2h+d

L₂＝(M-1)l+2h+d

L′₁＝6L₁

L′₂＝6L₂

H′＝H+2

L″₁＝L₁+6

L″₂＝L₂+6

片″＝L-1

L₁-氣化器截面長度m

L₂-氣化器截面寬度m

片-氣化器支腿高度m

N-氣化器橫向排管數(shù)個

M-氣化器縱向排管數(shù)個

L′₁-第一計算域長度m

L′₂-第一計算域?qū)挾萴

H′-第一計算域高度m

L″₁-第二計算域長度m

L″₂-第二計算域?qū)挾萴

H″-第二計算域高度m。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空溫式氣化器支腿高度的計算方法，其特征在于：所述步驟b中物理模型采用Realizable k-ε湍流計算模型，表示如下：

其中，-u_i′u_j′為雷諾應(yīng)力；v_t為渦粘性系數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空溫式氣化器支腿高度的計算方法，其特征在于：所述步驟c中定義截面露點百分比指標(biāo)PIT為截面溫度場評價指標(biāo)，利用像素分析法求截面露點百分比指標(biāo)PIT，將當(dāng)?shù)乜諝饴饵c溫度T_d作為溫度分界指標(biāo)，定義截面露點百分比指標(biāo)PIT為截面溫度場評價指標(biāo)，具體操作過程為：將氣化器底部截面溫度顯示范圍設(shè)置為露點溫度T_d至環(huán)境溫度T得到露點溫度分布圖，通過軟件Photoshop像素統(tǒng)計功能計算各溫度分布范圍的面積，并計算截面露點百分比指標(biāo)PIT，

步驟c中根據(jù)不同支腿高度H所得PIT值繪制PIT-H曲線圖，求得PIT斜率K，取斜率K小于0.01時的最小支腿高度值為最佳支腿高度值。