[发明专利]固体废弃物热解过程中的温度场数值模拟方法和装置

权利要求书

1.固体废弃物热解过程中的温度场数值模拟方法，其特征在于，包括：

获取由多个监测传感器发来的与每个所述监测传感器对应的监测数据；其中，所述热解装置内设置有物料，所述物料为固体废弃物，每个所述监测传感器均匀地设置于所述物料中，所述监测数据包括空间位置和实际温度；

接收由用户输入的预设的初始参数；其中，所述初始状态参数包括物料导热系数、进行数值模拟的单位时间和总计算时间；

基于所述初始参数和预设的数值模拟规则，对固体废弃物热解过程中的温度场进行数值模拟，得到在每个所述单位时间内与每个所述空间位置对应的模拟温度；

针对每个所述空间位置，基于与当前空间位置对应的模拟温度和实际温度，对与当前空间位置对应的物料导热系数进行修正，以得到在每个所述单位时间内的固体废弃物热解过程中的目标温度场。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热解装置内还设置有气体，所述初始参数还包括所述热解装置的结构参数、气体导热系数、初始气体温度、初始物料温度、传热面几何特征长度、普朗特数、雷诺数、所述气体与所述物料的接触面积、玻尔兹曼常量、所述热解装置的内壁面温度、所述热解装置的内壁面材料的发射率、所述物料的发射率、所述物料的粒径、所述热解装置的壁面与所述物料的接触面积和所述物料的比热容。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设的数值模拟规则包括采用对流换热量、辐射换热量和接触换热量进行数值模拟；其中，

所述对流换热量是采用如下公式进行计算的：

式中，Q₁为所述对流换热量，单位为J；λ_g为所述气体导热系数，单位为W·m^-1·K^-1；Pr为所述普朗特数；Re为所述雷诺数；d_p为所述传热面几何特征长度；A₁为所述气体与所述物料的接触面积，单位为m²；T₂为所述初始气体温度，单位为K；T₁为所述初始物料温度，单位为K；

所述辐射换热量是采用如下公式进行计算的：

式中，Q₂为所述辐射换热量，单位为J；σ为所述玻尔兹曼常量；A₂为所述热解装置的壁面与所述物料的接触面积，单位为m²；T_b为所述热解装置的内壁面温度，单位为K；T₁为所述初始物料温度，单位为K；ε_b为所述热解装置的内壁面材料的发射率；ε₁为所述物料的发射率；

所述接触换热量是采用如下公式进行计算的：

式中，Q₃为所述接触换热量，单位为J；A₂为所述热解装置的壁面与所述物料的接触面积，单位为m²；λ为所述物料导热系数，单位为W·m^-1·K^-1；r为所述物料的半径，单位为m；T_b为所述热解装置的内壁面温度，单位为K；T₁为所述初始物料温度，单位为K。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述初始参数和预设的数值模拟规则，对固体废弃物热解过程中的温度场进行数值模拟，得到在每个所述单位时间内与每个所述空间位置对应的模拟温度，包括：

针对每个所述物料，均执行：步骤S1、基于所述初始参数和预设的数值模拟规则，计算当前物料在单位时间内的总换热量；步骤S2、基于当前物料在单位时间内的总换热量、当前物料的质量和比热容，计算当前物料在单位时间内的温度变化，以得到当前物料在经历单位时间后的新的物料温度；步骤S3、将所述新的物料温度作为所述初始物料温度，并循环执行步骤S1和S2，直至进行数值模拟的时间到达所述总计算时间；

基于每个所述空间位置和在每个所述单位时间内每个所述物料的物料温度，确定在每个所述单位时间内与每个所述空间位置对应的模拟温度。