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原文传递一种浸没燃烧式气化器传热管冰层预测与测量方法

专利名称：	一种浸没燃烧式气化器传热管冰层预测与测量方法
摘要：	本发明提出一种用于浸没燃烧式气化器的传热管冰层预测与测量方法，首先，构建LNG传热管数值计算模型，在数值计算过程中编译UDF得到相应冰层热阻附加在LNG外壁面上，开展LNG传热管内外流固耦合数值计算，根据数值计算结果预测冰层形成的位置。其次，以数值计算得到的冰层信息为参考，在SCV传热管中可疑结冰区域安装结冰测量装置，结冰测量装置预埋热电偶测量传热管外壁面处温度，表面安装温差发电片，获得传热管外壁面和冰层内壁面的温差，再根据传热基本方程，计算出相应冰层厚度，从而获取传热管结冰位置和厚度，进而用于评价LNG与水浴间换热性能。
专利类型：	发明专利
申请人：	西安石油大学
发明人：	白俊华;高智刚;潘杰;何晓茹;王凯;王超然;王天虎
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T07:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T15:00:00+0805
申请号：	CN202010015433.X
公开号：	CN111157572A
代理机构：	西北工业大学专利中心
代理人：	陈星
分类号：	G01N25/20;G01B21/00;G01B21/08;G;G01;G01N;G01B;G01N25;G01B21;G01N25/20;G01B21/00;G01B21/08
申请人地址：	710065 陕西省西安市电子二路东段18号
主权项：	1.一种浸没燃烧式气化器的传热管冰层预测与测量方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：对浸没燃烧式气化器的传热管进行数值模拟计算，预估得到传热管上的冰层形成位置；步骤2：在步骤1预估得到的传热管上的冰层形成位置中选取若干观测点，在观测点处安装测量模块；利用测量模块得到观测点处的传热管外壁面温度以及测量模块外表面温度；当判断存在冰层时，测量模块外表面温度为冰层内壁面温度，从而得到实际结冰位置和冰层内外壁面间温差，其中冰层外壁面温度认为为0℃；步骤3：根据冰层内外壁面间温差，基于传热方程，推算出结冰区域的冰层厚度，从而得到传热管上冰层位置和厚度的实测数据。 2.根据权利要求1所述一种浸没燃烧式气化器的传热管冰层预测与测量方法，其特征在于：所述测量模块包括导热装夹工装、热电偶和温差发电片；所述热电偶埋设在导热装夹工装中，温差发电片贴附在导热装夹工装外表面；所述导热装夹工装与传热管随型安装，且紧贴传热管外壁面；通过热电偶得到传热管外壁面温度，根据传热管外壁面温度和温差发电片的输出信号，解算得到测量模块外表面温度。 3.根据权利要求1或2所述一种浸没燃烧式气化器的传热管冰层预测与测量方法，其特征在于：步骤1中对浸没燃烧式气化器的传热管进行数值模拟计算，预估得到传热管上的冰层形成位置的具体过程为：在CFD软件中建立浸没燃烧式气化器传热管传热计算模型；根据浸没燃烧式气化器中的水浴与LNG给定参数估算热流，以热流为边界条件赋值于传热管外壁面，并在外壁面边界上加载Shell-Conduction模型，模拟传热管外壁面冰层的附加热阻，开展数值计算，获取传热管外壁面温度参数；通过判定传热管外壁面温度与0℃的关系，预估得到传热管上的冰层形成位置。 4.根据权利要求2所述一种浸没燃烧式气化器的传热管冰层预测与测量方法，其特征在于：步骤2中，当得到传热管外壁面温度以及测量模块外表面温度，根据以下情况判断观测点处是否有冰层：如果热电偶测得传热管外壁面高于0℃则表示无冰层形成；如果热电偶测得传热管外壁面低于0℃，则进一步利用温差发电片的输出信号解算得到的测量模块外表面温度进行判断，当测量模块外表面温度低于0℃，则判断存在冰层，否则无冰层形成。 5.根据权利要求4所述一种浸没燃烧式气化器的传热管冰层预测与测量方法，其特征在于：当热电偶测得传热管外壁面低于0℃时，根据温差发电片的输出信号能够定性估计冰层薄厚：当温差发电片测得两壁面温差较大时，判断结薄冰，当温差发电片测得两壁面温差较小时，判断冰层厚度较厚，冰层起到保温层作用，致使冰层内壁面温度与传热管外壁面温度接近。 6.根据权利要求2所述一种浸没燃烧式气化器的传热管冰层预测与测量方法，其特征在于：导热装夹工装采用铜材质，在解算测量模块外表面温度时，忽略导热装夹工装热阻。
所属类别：	发明专利