[发明专利]一种基于有限元仿真技术的空调换热器大气腐蚀预测方法

权利要求书

1.一种基于有限元仿真技术的空调换热器大气腐蚀预测方法，其特征在于，包括：

步骤S1、通过电化学腐蚀实验，得到导热管材料标准试验件和散热翅片材料标准试验件的腐蚀速率实验结果；其中，所述导热管材料标准试验件和散热翅片材料标准试验件分别由被测空调换热器的导热管材料和散热翅片材料制成；

所述步骤S1的具体过程包括：

步骤S1-1、在预设的实验环境条件下，分别对导热管材料标准试验件和散热翅片材料标准试验件进行电化学腐蚀实验，以得到导热管材料和散热翅片材料在腐蚀时的材料电化学数据；其中，所述实验环境条件包括温度、相对湿度和盐浓度，所述材料电化学数据包括阳极交换电流密度、阳极Tafel斜率、阴极交换电流密度和阴极Tafel斜率；

步骤S1-2、基于步骤S1-1得到的材料电化学数据，计算得到所述导热管材料标准试验件和散热翅片材料标准试验件在所述实验环境条件下的腐蚀速率实验结果；

步骤S2、基于步骤S1的实验参数和结果，通过仿真软件，得到所述导热管材料标准试验件和散热翅片材料标准试验件的腐蚀速率仿真结果；并且，根据该腐蚀速率仿真结果与步骤S1所述腐蚀速率实验结果的对比，调试得到调试后材料腐蚀预测模型；

步骤S3、对换热器局部试验组件进行非工况条件下的盐雾腐蚀试验，以得到所述换热器局部试验组件包含腐蚀区域、腐蚀形貌类型和腐蚀量的腐蚀试验结果；

步骤S4、基于步骤S3的试验参数和结果，通过仿真软件，得到所述换热器局部试验组件包含腐蚀区域、腐蚀形貌类型和腐蚀量的腐蚀仿真结果；并且，根据该腐蚀仿真结果与步骤S3所述腐蚀试验结果的对比，优化得到优化后组件腐蚀预测模型；

步骤S5、采用空调外机包含被测空调换热器的空调器，并将所述空调外机安装于被测户外服役环境，以对所述空调器进行工况条件下的空调户外实证试验，得到所述空调器在实证试验时长内的平均运行工况参数；

步骤S6、基于步骤S5所述平均运行工况参数和步骤S4所述优化后组件腐蚀预测模型，通过仿真软件，得到所述被测空调换热器在工况条件下于所述被测户外服役环境中工作任意预设时长后的大气腐蚀预测结果，该大气腐蚀预测结果包含腐蚀区域、腐蚀形貌类型和腐蚀量；

所述步骤S5的具体过程包括：

步骤S5-1、安装空调器，其中，所述空调器的空调外机包含被测空调换热器，所述空调外机安装于被测户外服役环境，所述空调器的空调内机安装于室内；

步骤S5-2、在所述被测户外服役环境搭建小型气象站，以用于实时监测所述被测户外服役环境的大气温度、相对湿度和空气中盐雾粒子浓度；

步骤S5-3、在所述被测空调换热器的导热管进口处安装用于实时监测导热管进口温度的温度传感器和用于实时监测导热管进口制冷剂压力的压力传感器，并且，在所述空调器的散热风扇口处安装用于实时监测散热风扇口风速的风速传感器；

步骤S5-4、控制所述空调器按照预设的实证试验时长通电运行，以使所述被测空调换热器在工况条件下于所述被测户外服役环境中进行空调户外实证试验；并且，在所述空调户外实证试验结束后，基于步骤S5-2和步骤S5-3所述小型气象站、温度传感器、压力传感器和风速传感器得到的实时监测数据，计算得到所述空调器在所述实证试验时长内的平均运行工况参数，包括：所述被测户外服役环境的平均大气温度、平均相对湿度和平均空气中盐雾粒子浓度，以及，所述空调器的平均导热管进口温度、平均导热管进口制冷剂压力和平均散热风扇口风速；

所述步骤S6的具体过程包括：

步骤S6-1、构建所述被测空调换热器的空调换热器数字化几何模型，并将该空调换热器数字化几何模型导入仿真软件中，其中，所述空调换热器数字化几何模型的组成部分按以下方式进行材料属性设置：导热管部分和散热翅片部分分别设置为步骤S1-1所述导热管材料和散热翅片材料，空调换热器除导热管和散热翅片之外的其余部分设置为钢铁材料，空调换热器的外部流体和内部流体分别设置为空气和制冷剂；

步骤S6-2、将步骤S5-4所述平均运行工况参数设置为所述空调换热器数字化几何模型的服役环境边界条件，并用所述仿真软件中的流体和固体传热模型、层流和湍流模型、物质传递模型进行求解，得到所述空调换热器数字化几何模型的工况环境场，包括：温度场、湿度场和盐雾场；

步骤S6-3、在所述仿真软件中采用步骤S4所述优化后组件腐蚀预测模型，并以步骤S6-2所述工况环境场作为边界条件，对所述空调换热器数字化几何模型进行为期任意预设时长的腐蚀仿真计算，以得到所述被测空调换热器在工况条件下于所述被测户外服役环境中工作所述预设时长后的大气腐蚀预测结果，该大气腐蚀预测结果包含腐蚀区域、腐蚀形貌类型和腐蚀量。