一种风机故障下分离式热管换热性能的精准预测方法
摘要文本
本发明公开了一种风机故障下分离式热管换热性能的精准预测方法，该方法基于有限体积法和效能—传热单元法(ε‑NTU)建立了适用于预测非均匀环境和低风量下分离式热管的一维稳态换热模型；利用该模型模拟研究不同应急方式对风机故障工况下热管换热性能的影响，基于模拟结果提出风机故障应急处置方法，以提升分离式热管的热安全性能。该方法可应用于工业制冷与空调系统、数据机房空调系统及汽车发动机冷却系统等领域，通过预测风机故障下的热管换热性能，提前发现潜在问题，并采取相应的措施，从而保证系统安全稳定的运行。
申请人信息
- 申请人:华东交通大学
- 申请人地址:330000 江西省南昌市经济技术开发区双港东大街808号
- 发明人: 华东交通大学
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 一种风机故障下分离式热管换热性能的精准预测方法 |
| 专利类型 | 发明申请 |
| 申请号 | CN202311783182.X |
| 申请日 | 2023/12/22 |
| 公告号 | CN117744529A |
| 公开日 | 2024/3/22 |
| IPC主分类号 | G06F30/28 |
| 权利人 | 华东交通大学 |
| 发明人 | 邹思凯; 肖婷; 王衍金; 闵凯; 罗家昌; 马星仪; 张家豪 |
| 地址 | 江西省南昌市经济技术开发区双港东大街808号 |
专利主权项内容
1.一种风机故障下分离式热管换热性能的精准预测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、确定并假设必要参数确定输入分离式热管蒸发器、冷凝器、连接管的结构参数及制冷剂的充注量；并假设分离式热管内制冷剂的质量流量G、蒸发器进口压力P、蒸发器进口焓值h以及蒸发器微元的热流密度q(0)；re, ine, ine步骤2、蒸发器模型建立将蒸发器的换热通道微元化，每根换热通道被自下而上划分为n段，在换热过程中，主要换热热阻由风侧热阻、管壁热阻和制冷剂侧热阻组成，各微元的换热量Q(i)和热流密度q(i)采用下列公式进行计算：ee上式中，U(i)为微元的总体换热系数；A(i)为微元的空气侧换热面积；h(i)为微元的制冷剂侧换热系数；A(i)为微元的制冷剂侧换热面积；δ为蒸发器壁厚；k为蒸发器壁面导热系数；η(i)为微元的蒸发器翅片效率；h(i)为微元的风侧换热系数；ee, ae, re, re, we, we, ae, a上式中，NTU(i)为微元的传热单元数；C(i)为最小热容量；eminC(i)＝min[mCp(i), m(i)Cp(i)] (3)mine, re, raaC(i)＝max[mCp(i), m(i)Cp(i)] (4)maxe, re, raa上式中，m为微元的制冷剂质量流量；Cp(i)为微元的制冷剂侧比热容；m(i)为微元的进风质量流量；Cp(i)为微元的进风温度下空气侧比热容；e, re, raa若为两相区：上式中，ε(i)为微元的效能；e若为单相区：Q(i)＝C(i)ε(i)[T(i)-T(i)] (7)eminea, ine, r上式中，T(i)为蒸发器进风温度；T(i)为制冷剂温度；a, ine, r将第1个微元计算得到的q(1)与假设的微元热流密度q(0)进行对比迭代，直到收敛，再将上一个微元的制冷剂出口参数作为下一个微元入口边界条件进行计算，直到蒸发器的n个微元计算完毕；ee步骤3、冷凝器模型建立将冷凝器的换热通道微元化，每根换热通道自下而上划分为n段，各微元的换热量Q(i)和热流密度q(i)根据公式(1)-(8)进行计算，直到冷凝器的n个微元计算完毕；ee步骤4、连接管模型建立分离式热管的连接管由液管和气管组成，在连接管模型中，连接管路被视为绝热，即连接管内部的制冷剂流动被视为等焓流动，连接管路的压降通过Coleman关联式进行计算；步骤5、三大守恒循环计算分别对比和迭代液管出口的制冷压力与假设的蒸发器进口的压力、液管出口的制冷剂焓值与假设的蒸发器进口的焓值、所有部件内制冷剂的总质量与充注量，完成动量守恒、能量守恒和质量守恒循环的计算，输出计算结果。