买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：南京远思智能科技有限公司

摘要：本发明公开了一种基于Modelica语言的动态换热器的建模方法，包括：搭建用于动态仿真的熔融盐介质模型，对熔融盐属性进行瞬态处理；考虑流体在换热器中的流动规律和湍流传热效应，搭建熔融盐侧动态换热器管道；搭建蒸汽侧的动态换热器管道；以及搭建两侧管道间的传热模型。利用控制体积的热力学状态，定义控制体积的密度、动态粘度。蒸汽侧换热器管道以控制体积为中心，构建质量和能量平衡方程，以控制体积边界为中心，构建动量平衡方程。每一个平衡方程都是控制体积上某种物理量守恒的表示式，求解所建立起来的代表方程以获得连续函数的节点值，大大降低了数学模型的求解困难。

主权项：1.一种基于Modelica语言的动态换热器的建模方法，其特征在于：换热器两侧的介质分别为熔融盐、蒸汽，包括以下步骤：步骤S1、搭建用于动态仿真的熔融盐介质模型，构建熔融盐介质属性对时间的求导函数；其中熔融盐介质模型的搭建过程为在熔融盐介质包中增加熔盐的动态粘度、密度、比焓的物理量对时间的求导；动态粘度对时间的求导： 密度对时间的求导： 介质比焓对时间的求导： 其中，eta是动态粘度，rho是介质密度，h是介质比焓；步骤S2、基于有限体积法搭建熔融盐侧传热的管道模型；具体的，将流体管道沿长度方向离散为n个控制体积，定义控制体积的边界变量和源项，构建n个控制体积之间的质量、动量和能量平衡方程，基于Modelica语言设定控制体积n的数值；动态质量平衡方程：ms[i]＝fluidVolumes[i]*mediums[i].dmb_flows[i]＝m_flow[i]-m_flow[i+1] 其中，ms[i]为第i个控制体积的质量流量，fluidVolumes[i]为第i个控制体积的流体体积，mediums[i].d为第i个控制体积的介质密度，m_flows[i]为流体跨段边界的质量流量，mb_flows[i]为第i个控制体积的源项流量；动态能量平衡方程： 其中，US[i]为第i个控制体积流体的内能，Hb_flows[i]为第i个控制体积流体焓值，Wb_flows[i]为机械功，Qb_flows[i]为第i个控制体积热流量；Hb_flows[i]＝H_flows[i]-H_flows[i+1]采用逆风离散的方式，计算第i个控制体积的焓流值H_flows[i]：H_flows[i]＝semilinearm_flows[i],mediums[i-1].h,mediums[i].hH_flows[1]＝semilinearport_a.m_flow,instreamport_a.h_outflow,mediums[1].hH_flows[n+1]＝-semilinearport_b.m_flow,instreamport_b.h_outflow,mediums[n].h其中H_flows[1]是流体跨段边界的第一个控制体积的焓流值，H_flows[n+1]是流体跨段边界的最后一个控制体积的焓流值，1＜i＜n+1；动态动量平衡方程：采用交错网格的形式，在n个控制体积之间定义m＝n-1个动量平衡方程； 其中Is是控制体积的动量，Ib_flows是流体跨段边界的动量，Fs_p是控制体积的压力，Fs_g是控制体积的重力；Ib_flows＝rhos[i]*vs[i]*vs[i]*crossAreas[i]-rhos[i+1]*vs[i+1]*vs[i+1]*crossAreas[i+1]其中rhos[i]是第i个控制体积的流体密度，vs[i]是第i个控制体积的平均流速，crossAreas[i]是第i个控制体积的截面面积；步骤S3、基于有限体积法搭建蒸汽侧传热的管道模型；具体的，蒸汽侧管道分为热力控制体积和水力控制体积，质量和能量平衡方程以控制体积为中心，而动量平衡方程以控制体积边界为中心；对于n个控制体积，有n+1个控制体积边界，有n个质量和能量平衡方程，n+1个动量平衡方程，水力控制体积相对于热力控制体积移动了半个单元，错位交叉；动态能量守恒方程： rhobar[i]＝rho[i]+rho[i+1]2其中l是管道长度；A是管道的截面面积；rhobar[i]是单个管道第i个控制体积的介质密度；是第i个控制体积的焓值对时间的求导；wbar[i]是单个管道第i个控制体积流经的质量流量；h[i]、h[i+1]分别是第i个、第i+1个节点处的流体比焓；为压力对时间的求导；Q_single[i]从边界进入第i个控制体积的热流量；动态质量守恒方程： 其中第i个控制体积平均密度对焓的导数；为第i个控制体积的焓值对时间的导数；为第i个控制体积的平均压力对焓值的导数；为压力对时间的导数；mi-1:i为边界上的质量流量；动量守恒方程： LA*dwdt+outfl.p-infl.p+Dpstat+Dpfric＝0其中w是质量流量，dwdt是管道流体动量，infl.p是管道进口压力，outfl.p是管道出口压力，Dpstat是水头压降，Dpfric是摩擦损失；管壁接头代表管壁表面温度，用来交换热功，wall数组接口包括焓值、温度、密度这三个变量，需要在控制体积的等间隔节点中计算，其中，包括入口节点和出口节点；步骤S4、搭建两侧管道间的传热模型；具体的，用传热单元连接换热器两侧管壁，保证传热单元与管道的控制体积对应；管壁的空间离散化对应于连通流体模型的离散化，将管壁沿长度方向离散为n段，用首尾两个热接口heatPort_a、heatPort_b表示一段管壁，每段管壁分段垂直于热传导，动态能量平衡公式：c_wall*m[j]*dT[j]＝heatPort_a[j].Q_flow+heatPort_b[j].Q_flow其中c_wall为管壁的比热容，m[j]为第j个离散管壁的质量，dT[j]是第j个管壁的温度对时间的求导函数，heatPort_a[j].Q_flow是第j个管壁的流入热接口的热流量，heatPort_b[j].Q_flow是第j个管壁的流出热接口的热流量；heatPort_a[j].Q_flow＝2*K_walls*Ta[j]-T[j]*area_hheatPort_b[j].Q_flow＝2*K_walls*Tb[j]-T[j]*area_h其中K_wall是管壁材料的导热系数，s是管壁厚度，Ta[j]、Tb[j]是壁面两侧的接口温度，T[j]是接口温度，area_h是传热面积。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 南京远思智能科技有限公司 一种基于Modelica语言的动态换热器的建模方法