(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 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111452513.2 (22)申请日 2021.11.30 (71)申请人 西安交通大 学 地址 710049 陕西省西安市咸宁西路28号 (72)发明人 牛田田　毕凌峰　杨浩昱　卿浩　 聂超　杨冬　 (74)专利代理 机构 西安通大专利代理有限责任 公司 6120 0 代理人 张宇鸽 (51)Int.Cl. G06F 30/28(2020.01) G06F 30/18(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 113/14(2020.01) G06F 119/08(2020.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种蒸发器通用水动力计算方法、 系统、 设 备及存储介质 (57)摘要 本发明公开一种蒸发器通用水动力计算方 法、 系统、 设备及存储介质， S1， 将蒸发器换热管 划分为多个回路， 在每个回路中划分出多个管 段； S2， 计算每个回路和管段的水平环带热负荷、 局部热负荷及尖峰热负荷； S3， 将蒸发器换热管 简化为流动网络系统； S4， 根据每个回路和管段 的水平环带热负荷、 局部热负荷及尖峰热负荷， 和流动网络系统， 建立流量分配的非线性计算模 型； S5， 通过求解非线 性计算方程， 获得各管段的 水动力参数。 能够对各种蒸发器整体布置形式、 各种管圈型式、 各种工质换热技术以及各种质量 流速组合方式下的 的蒸发器进行 水动力计算。 权利要求书2页 说明书10页 附图8页 CN 114398840 A 2022.04.26 CN 114398840 A 1.一种蒸发器通用水动力计算方法， 其特 征在于， 包括以下 过程： S1， 将蒸发器换 热管划分为多个回路， 在每 个回路中划分出多个管 段； S2， 计算每 个回路和管 段的水平 环带热负荷、 局部热负荷 及尖峰热负荷； S3， 将蒸发器换 热管简化为流动网络系统； S4， 根据每个回路和管段的水平环带热负荷、 局部热负荷及尖峰热负荷， 和流动网络系 统， 建立流量分配的非线性计算模型； S5， 通过求 解非线性计算方程， 获得 各管段的水动力参数。 2.根据权利要求1所述的蒸发器通用水动力计算方法， 其特征在于， 流动网络系统中， 连接管回路代表蒸发器换热管系统中的不受热的连接管， 受热回路代表蒸发器换热管系统 中受热的蒸发器换 热管或者受热的膜式水冷壁， 节点代 表蒸发器换 热管系统中的集箱。 3.根据权利要求1所述的蒸发器通用水动力计算方法， 其特征在于， 非线性计算模型包 括质量守恒方程、 动量守恒方程和能量守恒方程； 质量守恒方程 为： 0＝∑win‑∑wout； 式中： ∑win为流入集箱的总流 量， ∑wout为流出集箱的总流 量； 动量守恒方程 为： 0＝p(innumber)‑p(outnumber) ‑Δp(i)； 式中： p(innumber)为回路入口集箱的压力， p(outnumber)为回路出口集箱的压力， Δp (i)为回路压降； 能量守恒方程 为： 式中： hout为回路管段出口焓值， hin为回路管段入口焓值， qh为蒸发器换热腔室局部热 负荷， s为水冷壁节 距， l为回路管 段长度。 4.根据权利要求1所述的蒸发器通用水动力计算方法， 其特征在于， S5的具体过程为， 通过求解非线性计算方程， 计算每个回路中每个管段的焓增、 压降和热物性参数； 计算每个 回路的总压降； 计算各集箱的流入流量与流出流量之差； 得到每个回路的摩擦阻力、 局部阻 力、 重位压降、 管 段流量和管段质量流速， 以及各集箱压力分布； 最后进行壁温计算。 5.根据权利要求4所述的蒸发器通用水动力计算方法， 其特征在于， 管段压降计算过程 中， 根据管段进口和出口的工质状态， 分为五种不同的情况进行压降计算， 分别为： 进口过 冷， 出口过冷； 进口过冷， 出口两相； 进口两相， 出口两相； 进口两相， 出口过热； 进口过热、 出 口过热； 含有相 变点的管段需首先确定相 变点的位置， 然后分别计算管段在相 变点前部分 和相变点后部分的压降。 6.根据权利要求4所述的蒸发器通用水动力计算方法， 其特征在于， 壁温计算为： 计算 管段中心处的工质压力、 温度和热物性参数， 然后按超临界压力和亚临界压力区的传热规 律分别计算内壁与外壁温度、 中间壁温以及鳍片温度； 最 终得到各回路管段的干度、 临界干 度、 临界热负荷、 传热系数、 内壁与外壁温度、 中间点温度和鳍片温度。 7.根据权利要求6所述的蒸发器通用水动力计算方法， 其特征在于， 计算壁温时分管型 计算， 管型包括光管与内螺纹管、 垂直管圈与螺旋管圈； 在亚临界压力区， 管段中心位置处权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114398840 A 2工质为汽水两相时， 判断该管段是否发生膜态沸腾和干涸， 并根据不同区域的传热规律进 行壁温计算； 超临界压力区的计算首先判断管段中心流体为超临界水或超临界蒸汽， 然后 判断是否有发生拟膜态沸腾的可能， 并根据工质状态、 管型和传热规律的不同组合计算壁 温。 8.一种蒸发器通用水动力计算系统， 其特 征在于， 包括： 回路及管段划分模块， 用于将蒸发器换热管划分为多个回路， 在每个回路中划分出多 个管段； 热负荷计算模块， 用于计算每个回路和管段的水平环带热负荷、 局部热负荷及尖峰热 负荷； 流动网络系统模块， 用于将蒸发器换 热管简化为流动网络系统； 非线性计算模型建立模块， 用于根据每个回路和管段的水平环带热负荷、 局部热负荷 及尖峰热负荷， 和流动网络系统， 建立 流量分配的非线性计算模型； 水动力参数计算模块， 用于通过求 解非线性计算方程， 获得 各管段的水动力参数。 9.一种计算机设备， 包括存储器、 处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器 上运行的计算机程序， 其特征在于， 所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求 1至 7任意一项所述蒸发器通用水动力计算方法的步骤。 10.一种计算机可读存储介质， 所述计算机可读存储介质存储有计算机程序， 其特征在 于， 所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求 1至7任意一项 所述蒸发器通用水动力 计算方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114398840 A 3