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申请/专利权人：北京航空航天大学
申请日：2023-12-04
公开（公告）日：2024-05-10
公开（公告）号：CN117493744B
主分类号：G06F17/12
分类号：G06F17/12
优先权：
专利状态码：有效-授权
法律状态：2024.05.10#授权;2024.02.23#实质审查的生效;2024.02.02#公开
摘要：本发明属于冰晶粒子融化技术领域，具体公开一种冰晶粒子对流换热实验关联式的确定方法，该方法包括：确定冰晶粒子在融化阶段的传热传质方程，确定球形粒子对流换热的Nu数的半经验公式，根据比拟理论，阻力系数Cd和Nu数的关系并进行简化，基于简化后的阻力系数Cd和Nu数的关系与Nu数的半经验公式确定冰晶粒子对流换热通用关联式。本发明针对冰晶对流换热融化问题，展开了试验研究和理论分析，最终得到了针对冰晶在空气下的对流换热的实验关联式，基于该关联式所确定的冰晶融化时间具有更高的准确性。
主权项：1.一种冰晶粒子对流换热实验关联式的确定方法，其特征在于，所述方法包括：确定冰晶粒子在融化阶段的传热传质方程如下所示： 上式中，dp为粒子直径；Tp为粒子温度；Ta为空气温度；Ka为空气导热系数；和分别为冰晶的蒸发速率和融化速率；Lv和Lf分别是蒸发潜热和融化潜热；mp,i和dp,i分别是融化过程中冰核的质量和直径，Sh为舍伍德数；ρa是冰晶粒子密度；Dv,a是空气中的蒸汽扩散率，yv,s和yv,a分别代表粒子表面与自由表面中的蒸汽所占的质量分数；Φ为粒子球形度；Nu为努塞尔数，是表征对流换热强度的无量纲数；确定球形粒子对流换热的Nu数的半经验公式表示为： 式中，Re为雷诺数，是表征流体流动情况的无量纲数；Pr为普朗特数，是表征温度边界层和流动边界层关系的无量纲数；根据比拟理论，阻力系数Cd和Nu数的关系表示为： 对公式5简化后得到： 联立公式4和公式6得到： 根据公式7得到冰晶粒子对流换热通用关联式： 式中，a为待定系数；通过如下方法确定待定系数a的数值大小：在确定的实验参数下，设置待定系数a的初始值，利用基于冰晶的相变融化模型模拟融化过程，得到仿真融化时间，所述基于冰晶的相变融化模型通过冰晶粒子对流换热通用关联式与冰晶粒子在融化阶段的传热传质方程进行确定；将仿真融化时间与实验融化时间进行对比，确定相对误差；根据相对误差对待定系数a的数值进行调整，确定待定系数a的数值大小。
全文数据：
权利要求：
百度查询： 北京航空航天大学 一种冰晶粒子对流换热实验关联式的确定方法
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