申请/专利权人：灵谷化工集团有限公司;宜兴市压力容器厂有限公司

申请日：2021-12-17

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN114235891B

主分类号：G01N25/20

分类号：G01N25/20

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2022.04.12#实质审查的生效;2022.03.25#公开

摘要：本发明公开了一种用于空分装置高压板翅换热器换热优化方法，包括：S1、建立板翅换热器内部流道结构动态模型；S2、模拟分析中压空气、高压空气、纯氮气、高压氧气流经板翅换热器内部时的流动状态参数A、流动状态参数B，得到板翅换热器内部热源、冷源流速分布情况和热源、冷源的换热面温度分布情况；S3、将流动状态参数A和流动状态参数B代入板翅换热器内部流道结构动态模型中，计算影响板翅换热器换热损失的V1、V2、V3、V4的最优解；S4、将V1、V2、V3、V4的最优解代入板翅换热器内部流道结构动态模型中进行验证分析；本发明设计合理，有利于降低板翅换热器冷量损失，从而提高了空分装置的产能，适宜大量推广。

主权项：1.一种用于空分装置高压板翅换热器换热优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、模型建立采用FLUENT软件对板翅换热器内部流道结构进行建模，得到板翅换热器内部流道结构动态模型；S2、参数获取S2-1、根据步骤S1所得板翅换热器内部流道结构动态模型，采用所述FLUENT软件模拟分析中压空气和高压空气流经板翅换热器内部时的流动状态参数A，得到板翅换热器内部热源流速分布情况和热源的换热面温度分布情况；S2-2、然后采用FLUENT软件模拟分析纯氮气和高压氧气流经板翅换热器内部时的流动状态参数B，得到板翅换热器内部冷源流速分布情况和冷源的换热面温度分布情况；S3、换热损失模拟将步骤S2-1所得流动状态参数A和步骤S2-2所得流动状态参数B代入步骤S1所得板翅换热器内部流道结构动态模型中，并以控制中压空气流量的阀门的开度V1、控制高压空气流量的阀门的开度V2、控制纯氮气流量的阀门的开度V3以及控制高压氧气的阀门的开度V4作为参数变量，利用板翅换热器内部流道结构动态模型模拟出流动状态参数A、流动状态参数B和V1、V2、V3、V4的相互关系，计算影响板翅换热器换热损失的V1、V2、V3、V4对应的最优解；S4、分析验证将步骤S3所得V1、V2、V3、V4对应的最优解代入步骤S1所得板翅换热器内部流道结构动态模型中，进行板翅换热器内部热源、冷源流速分布情况和热源、冷源的换热面温度分布情况验证分析；步骤S2-1、S2-2中，所述流动状态参数A、流动状态参数B均包括温度变量参数、压力变量参数和流量变量参数；步骤S4的具体操作为：S4-1、根据板翅换热器内部流道结构动态模型，基于正余弦函数构建换热函数；所述换热函数表达式为：XL＝x-bCos[x2^2]YL＝y-bCos[y2^2]ZL＝z-bCos[z2^2]p1＝ContourPlot3D[Cos[XL]Sin[YL]+Con[YL]Sin[ZL]+Cos[ZL]Sin[XL]＝0，{x，-Pi，Pi}，{y，-Pi，Pi}，{z，-Pi，Pi}]式中，p1为换热函数，ContourPlot3D[*]为三维空间变换函数，x为x轴坐标值，y为y轴坐标值，z为z轴坐标值，b为可变参数；S4-2：对步骤S4-1所得换热函数进行三维建模，构建V1、V2、V3、V4对应的单元体；S4-3、对步骤S4-2所得V1、V2、V3、V4对应的单元体进行调整，获取满足预设条件的V1、V2、V3、V4对应的最佳单元体，最后板翅换热器内部热源、冷源流速分布情况和热源、冷源的换热面温度分布情况验证分析；步骤S1的具体操作为：S1-1、利用Gambit软件对板翅换热器进行建模，然后选择网格类型、设置网格边界条件，并导出网格文件；S1-2、将步骤S1-1所得网格文件导入EDEM中，然后填充板翅换热器内部流道结构参数，得到板翅换热器内部流道结构参数模型；S1-3、将步骤S1-2所得板翅换热器内部流道结构参数模型导入到FLUENT中，即可得到板翅换热器内部流道结构动态模型。

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