[发明专利]管内过冷沸腾流动阻力特性的预测方法

说明书

本发明公开管内过冷沸腾流动阻力特性的预测方法，具体为：获取流动换热实验的基础数据；计算出雷诺数Re，沸腾数Bo、基于进口参数的雅各布数Ja；确定预测模型的输入参数和输出参数，并得到输入参数和输出参数的对应关系；对步骤3的输入参数和输出参数进行归一化处理；利用归一化处理后的输入参数和输出参数，搭建极限学习机模型；利用遗传算法对搭建的极限学习机模型的初始权值和阈值进行寻优，得到新的预测模型；获得预测集数据的回归决定系数R²、全部数据的平均绝对误差MAE及均方根误差RMSE；选取具有最大回归决定系数R²、最小平均绝对误差MAE和均方根误差RMSE的神经元数量的预测模型作为最终的预测模型。该方法能够准确预测管内过冷沸腾的阻力特性。

技术领域

本发明属于多相流动与换热技术领域，具体涉及一种管内过冷沸腾流动阻力特性的预测方法。

背景技术

过冷沸腾被广泛应用诸如芯片冷却、国际热核聚变实验堆(ITER)等高热流换热领域(Review on high heat flux flow boiling of refrigerants and water forelectronics cooling,Int.J.Heat Mass Transf.180(2021)121787)。其中，过冷沸腾流动阻力是该领域的关键研究内容之一，流体流动阻力特性对换热系统的安全性、稳定性和经济性都至关重要。因此，如何准确预测过冷沸腾的阻力特性是该领域的关键。

目前，针对过冷沸腾流动阻力特性的预测方法仍主要依靠传统的经验关联式方法(Prediction of subcooled flow boiling pressure drops in small circular tubes[J].International Journal of Heat and Mass Transfer,2017,115:1074-1090)。目前，常见的经验关联式包括：Owens–Schrock关联式(Local pressure gradients forsubcooled boiling of water in vertical tubes[J].ASME Paper,1960,60)、Tarasova关联式(Pressure drop of boiling subcooled water and steam-water mixtureflowing in heated channels[C]:Begel House Inc.,1966)、Hahne关联式(A newpressure drop correlation for subcooled flow boiling of refrigerants[J].International Journal of Heat and Mass Transfer,1993,36(17):4267-4274)、Tong关联式(Pressure drop with highly subcooled flow boiling in small-diametertubes[J].Experimental Thermal and Fluid Science,1997,15(3):202-212)、Yan关联式(Pressure drop for highly subcooled water flow boiling under high heat andmass fluxes[J].Applied Thermal Engineering,2017,124:1061-1074)和Sharifi关联式(On the prediction of pressure drop in subcooled flow boiling of water[J].Applied Thermal Engineering,2019,155:386-396)。