[发明专利]一种以导热油热为热源的定型机热风温度估算方法

摘要

本发明公开了一种以导热油热为热源的定型机热风温度估算方法，本发明通过经过机理分析和实际检测相结合的方式，可以省去一些温度的测量环节，较准确的获取热空气t2的值，从而降低定型机中的硬件成本，为定型机定型质量的提升提供了有力的技术支持。

主权项

1.一种以导热油热为热源的定型机热风温度估算方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将导热油导入管壳式换热器，使其在管壳式换热器的内部流通，循环空气在管壳式换热器的外部流通，通过热风的循环风机进行循环，根据热量守恒定律，可以得到：Q＝ρoiluoilCoil(T1‑T2)   (1)Q＝ρairuairCair(t2‑t1)   (2)这里的符号ρ表示密度，u表示流量，C代表的是比热，T1是流入的导热油的油温，T2是经过换热器后导热油的温度，t1是流入换热器的冷空气温度，t2是经过换热器后的热空气温度；2)管壳式换热器，在整个过程中导热油不发生相变，在管内做强制湍流对流传热，在管外流体作横掠错列圆形肋片管束对流换热，整个换热器的热量传递分为三大块：1，壳程；2，管程；3，间壁换热；因此，总的换热系数为壳程、管程、间壁换热三部分组成，可以用如下的表达式进行表示：式中a0——管外流体传热膜系数，ai——管内流体传热膜系数，r0，ri——分别为管外、管内流体污垢热阻，A0，Ai——换热管的外表、内表传热面积，Am——换热器管内和管外的平均传热面积，δ——管壁厚度，λ2——管壁材料的导热系数，在这里，等式右边加法中的第一项是壳程换热系数，第二项是管程换热系数，第三项是间壁换热系数；最后一项是污垢的换热系数；第一项壳程做对流运动，空气与肋片管束发生换热，但没有相变，通过实验测定，并对比现有理论，可以推导出如下关系：a0＝cεRe0.65Pr0.4＝k1uair0.65   (4)这里，其中c代表比热，ε代表管排数修正系数，Re为导热油雷诺数，w_air是空气流速，d_w是换热器管子的外径，v_air定性温度下空气的运动粘度，Pr为普朗特准数也是常数，因此除w_air外，其他都是常数，流量正比于流速，因此a₀正比于即，a0＝k1uair0.65   (5)k1的值能够通过实验的方式确定；对应第二项是导热油在壳体内流动的情况，因此也是一个对流换热的过程，等同于管内导热油受迫紊流放热的努谢尔特准数：其中，这里Re为导热油雷诺数，w_oil是管外空气流速，d_n是换热器管子的内径，v_oil定性温度下导热油的运动粘度，d_n、v_oil在定型机运行时都是常数，Pr为普朗特准数也是常数，除了导热油流速是变量外，其他在计算中都可以视为常数，因此a_i正比于得到，k2的值能够通过实验的方式确定；而第三项中，面积在换热器设计好了之后就已经确定，其中污垢的换热系数在比较长的时间段可以视为一个常数，(3)中后面两项可以视为一个统一的整体，可以通过实验的方法进行测定；基于此这里面k3代表污垢和间壁的总换热系数；将上述两个推导的情况代入，这里把面积相关的用对应系数k4替换掉，从而可以得到：在定型机中，空气的换热的基本方式为叉流的方式，因此整理的热量Q也可以被写成如下形式：这里的K表示总的换热系数，A是交换面积，在实际中发现(T1‑t2)/(T2‑t1)≤2，因此这里面对数温度表现形式可以用以下的算术平均值进行逼近，逼近后形式如下所示：因此从表达式(1)和(2),可以推导出再通过表达式(1)和(12)可以推导出将(13)代入(14)，可以得到从而得到经过换热器后的从热风喷嘴喷出的热空气温度t2。