一种空温式气化器支腿高度的计算方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112364465A(43)申请公布日2021.02.12(21)申请号202011413882.6G06F119/14(2020.01)(22)申请日2020.12.07(71)申请人中国市政工程华北设计研究总院有限公司地址300071天津市南开区卫津南路奥体钻石山小区33号楼1521房(72)发明人杜建梅杨帆焦文玲刘泽坤李磊祚赵伟(74)专利代理机构天津盛理知识产权代理有限公司12209代理人董一宁(51)Int.Cl.G06F30/17(2020.01)G06F30/20(2020.01)G06F119/08(2020.01)权利要求书3页说明书6页附图5页(54)发明名称一种空温式气化器支腿高度的计算方法(57)摘要一种空温式气化器支腿高度的计算方法，包含气化器参数标定单元、可视化处理单元和计算单元，所述气化器参数标定单元分为气化器结构参数标定模块和气化器工作条件参数标定模块，所述可视化处理单元包括几何模型构建模块、物理模型构建模块、模型计算模块和底部截面温度场显示，所述计算单元包括截面露点百分比指标PIT计算单元和PIT斜率计算单元。本发明流程清晰，公式简单，可直接判断出在不同地区不同工作条件下空温式气化器支腿高度，为空温式气化器支腿高度设计和制造提供了重要依据。CN112364465ACN112364465A权利要求书1/3页1.一种空温式气化器支腿高度的计算方法，其特征在于：包含气化器参数标定单元、可视化处理单元和计算单元三个单元，所述气化器参数标定单元分为气化器结构参数标定模块和气化器工作条件参数标定模块，所述可视化处理单元包括几何模型构建模块、物理模型构建模块、模型计算模块和底部截面温度场显示，所述计算单元包括截面露点百分比指标PIT计算单元和PIT斜率计算单元，该计算方法具体实施步骤如下：a、将气化器相关数据输入气化器参数标定单元，在气化器结构参数标定模块中输入气化器的结构参数，包括翅片管外径d、翅片管管长L、翅片管管间距l，翅片高度h，在气化器工作条件参数标定模块中输入气化器工作条件参数，包括当地日平均温度T、当地空气湿度当地空气露点温度Td；b、进行可视化处理，首先根据空温式气化器结构参数及支腿计算取样高度构建空间几何模型对空温式气化器翅片管进行处理，确定计算域并划分网格，选择物理模型模拟得到气化器底部截面温度场分布情况及露点温度分布图；c、在模拟得到的气化器底部截面露点温度分布图的基础上，采用像素分析法计算截面露点百分比PIT，求得截面露点百分比PIT斜率K，根据斜率K的限定值选取支腿高度。2.根据权利要求1所述的一种空温式气化器支腿高度的计算方法，其特征在于：结合Fluent模拟确定支腿高度取值范围为0.6～2m，并对支腿高度计算取样点进行选取，在高度区间[0.6，1]m与(1.5，2]m之间采用精度0.1m选取10个点，在高度区间(1，1.5]m之间采用精度0.05m选取10个点，共计20个取样点，即：3.根据权利要求1所述的一种空温式气化器支腿高度的计算方法，其特征在于：所述步骤b中构建气化器空间几何模型对空温式气化器翅片管进行处理时，采用矩形方管模型表示翅片管，矩形方管模型的矩形截面为翅片管外切矩形，具体截面尺寸确定方式如下：a＝d+2ha-矩形截面边长md-翅片管外管径mh-翅片高度m步骤b中计算域分为两部分确定，以支腿高度以上2m水平截面为分界面，每一部分均为长方体，第一计算域为分界面以下部分，该部分计算域长方体高为气化器支腿高度加2m，长与宽分别为气化器水平截面长与宽的6倍，第二计算域为分界面以上部分，该部分计算域长方体高度为气化器管长高度减1m，长与宽为气化器截面长与宽各加6m，具体计算方式如下：L1＝(N-1)l+2h+dL2＝(M-1)l+2h+dL′1＝6L1L′2＝6L22CN112364465A权利要求书2/3页H′＝H+2L″1＝L1+6L″2＝L2+6H″＝L-1L1-气化器截面长度mL2-气化器截面宽度mH-气化器支腿高度mN-气化器横向排管数个M-气化器纵向排管数个L′1-第一计算域长度mL′2-第一计算域宽度mH′-第一计算域高度mL″1-第二计算域长度mL″2-第二计算域宽度mH″-第二计算域高度m。4.根据权利要求1所述的一种空温式气化器支腿高度的计算方法，其特征在于：所述步骤b中物理模型采用Realizablek-ε湍流计算模型，表示如下：其中，-<ui′uj′>为雷诺应力；vt为涡粘性系数。5.根据权利要求1所述的一种空温式气化器支腿高度的计算方法，其特征在于：所述步骤c中定义截面露点百分比指标PIT为截面温度场评价指标，利用像素分析法求截面露点百分比指标PIT，将当地空气露点温度