[发明专利]一种垂直螺旋盘管外膜状凝结换热的计算方法

摘要

本发明公开了一种垂直螺旋盘管外膜状凝结换热的计算方法，将笛卡尔坐标系转化为动态直角坐标系，分析液膜力和能量的平衡关系，找出液膜速度切平面法向量的表达式，计算出液膜速度方向的表达式，在液膜流动速度方向的切平面上存在力的平衡及能量的守恒，液膜上力及能量的平衡关系式，根据液膜上力及能量的平衡关系式，在起始阶段，液膜厚度为0，列出液膜厚度求解的边界条件，最终求解出液膜的厚度；对于非首层盘管，考虑液膜累计的作用，通过不断迭代的方法，计算出从第1层盘管到第n层盘管的综合平均传热系数。本发明的有益效果是提出了一种适用于垂直螺旋盘管式换热器壳程侧换热的计算模型，计算结果准确。

主权项

一种垂直螺旋盘管外膜状凝结换热的计算方法，其特征在于按照以下步骤进行：步骤1：将笛卡尔坐标系转化为动态直角坐标系：动态直角坐标系随着盘管上的点不断变化，但动态直角坐标系的建立均沿着螺旋盘管的中心轴线，其中X1轴沿螺旋管中心方向，X2X3轴位于螺旋管截面上，X3过截面顶点，其中P0点为该截面的圆心，即P0点为坐标系X1X2X3的原点，P点为螺旋管表面的任一点；步骤2：分析液膜力和能量的平衡关系，找出液膜速度方向切平面法向量的表达式，计算出液膜速度方向的表达式：φ是液膜速度的方向与管截面的夹角，速度的方向应为步骤3：在液膜流动速度方向的切平面上存在力的平衡及能量的守恒，液膜上力及能量的平衡关系式：步骤4：根据液膜上力及能量的平衡关系式，在起始阶段，液膜厚度为0，列出液膜厚度求解的边界条件：δ|γ＝0＝0结合力的平衡与热量的平衡关系式，最终求解出液膜的厚度；步骤5：对于非首层盘管，考虑液膜累计的作用，通过不断迭代的方法，计算出从第1层盘管到第n层盘管的综合平均传热系数；其中为切平面的法向量，为水平面的法向量；为管道截面的极坐标角；α为X1轴切线与水平面的夹角；K为液膜的导热系数，单位为W/(m·K)；δ为液膜厚度,单位为m；为液膜在螺旋盘管表面传热系数,单位为W/(m2·K)；ρf为液膜密度，单位kg/m3。