[发明专利]干度跃变式蒸发器热力性能计算方法及其干度测量装置

说明书

一种干度跃变式蒸发器热力性能计算方法及其干度测量装置，干度跃变式蒸发器热力性能计算方法首先选用合适的蒸发关联式，并在计算开始时设置蒸发器基本几何尺寸以及管内工作介质的物性参数，管内工作介质的物性参数以管程进口值作为管程计算值，然后进入循环体计算；循环体计算方法包括：第一循环体、第二循环体和第三循环体；第一循环体为管内热力性能计算，第二循环体为管外热力性能计算，第三循环体为管程递进判别循环计算。干度测量装置包括离心管、第一毕托管、第二毕托管和液位传感器；第一毕托管、第二毕托管和液位传感器依流动方向安装在离心管上。本发明能准确计算干度跃变式蒸发器的管内和管外的传热性能以及阻力性能。

技术领域

本发明涉及一种蒸发器，特别涉及一种干度跃变式蒸发器热力性能计算方法及其干度测量装置。

背景技术

蒸发器是工业系统中十分重要的一种换热设备，随着工业发展，工业系统对蒸发器设备的性能要求日益增加。蒸发器作为热量交换以及运输的主要前端装置，被广泛用于电厂、化工、暖通空调、热泵以及食品等行业的热量运输上，是大量工业设备的核心部件之一。

在高效换热管式蒸发器中，工业上出现了蒸发过程中管内工作介质干度跃变的蒸发器，例如双干度分流蒸发器、气液分离蒸发器等等，此类蒸发器在蒸发过程中管内的两相工质在不同管程交接处，其干度产生不连续的跃变；而在蒸发器单独使用以及其在工业设备上的配置中，蒸发器需进行热力性能的设计计算，此外，两相流体热力性能理论计算和实际测量计算中，换热器管内的两相流体的干度和两相流量测量十分困难，因此怎样对干度跃变式蒸发器的管内与管外热力性能进行计算以及对管工作介质的干度和两相流量进行测量，是本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种能准确计算干度跃变式蒸发器的管内和管外的传热性能以及阻力性能的干度跃变式蒸发器热力性能计算方法，及一种气相流稳定，性能可靠，利于蒸发器热力性能测量的干度测量装置，以克服现有技术中的不足之处。

按此目的设计的一种干度跃变式蒸发器热力性能计算方法，其特征在于：首先选用合适的蒸发关联式，并在计算开始时设置蒸发器基本几何尺寸以及管内工作介质的物性参数，管内工作介质的物性参数以管程进口值作为管程计算值，然后进入循环体计算；循环体计算方法包括：第一循环体、第二循环体和第三循环体；所述第一循环体为管内热力性能计算，第一循环体中首次计算的出口干度X_out,k1通过假定一个逼近“0”的值进行预设；所述第二循环体为管外热力性能计算，通过预设空气条件的计算与迭代修正，得到管内、外热平衡所需空气进口工况状态；所述第三循环体为管程递进判别循环计算，递进管程的流量和干度可通过理论设定或者通过干度测量装置进行实际测量输入。

所述第一循环体计算中涉及的冷凝温度T_s、管壁温T_k,w以及工作介质质量流量G_k均采用对应的管程进口值作为管程计算值。

所述第一循环体计算中的平均干度X_av,k由进口干度值X_in,k和出口干度值X_out,k1计算获得：

所述第一循环体计算中的热负荷Q_k通过改变管壁温T_k,w进行变化计算：

Q_k＝F_k×α_k×(T_sat-T_k，w)

所述第一循环体计算中通过热负荷Q_k的计算获得第二次计算以后的出口干度X_out,k2：