[发明专利]一种管壳式换热器多孔介质系数计算方法

权利要求书

1.一种管壳式换热器多孔介质系数计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)根据模型几何参数建立管壳式换热器传热管位置计算模型；

(2)建立模型网格结构，计算各个控制体的网格参数；

(3)根据控制体的网格参数和传热管的位置参数计算控制容积内的传热管数目；

(4)计算传热管内均匀分布的N个点坐标，计算分布点位于控制容积内的比例，并以此计算控制容积的体积孔隙率

(5)不重复地计算传热管的周向、径向投影面积，并以此计算控制容积的表面渗透率

其中，V是网格体积，V_f是控制容积中流体所占容积，V_s是控制体内所有传热管所占容积，是流体在i方向上的投影面积，是传热管在i方向上的投影面积，是整个控制体在i方向上的投影面积。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(1)中所述的模型几何参数包括外形尺寸、管束坐标、管束外径及长度。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(4)中控制体内所有传热管所占容积V_s是控制体内的所有传热管体积加和得到的，每个传热管占据的控制体的体积V₁为：

其中，N为传热管直径范围内均匀分布的点数，M为位于控制体积内的坐标点，d是传热管管径，Δz是在轴向，即Z方向上的网格尺寸。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(5)中周向投影面积需要计算传热管在某方向上的投影面积，计算步骤如下：对位于有效区域内的传热管按照中心坐标r值进行排序，判断1号传热管的内径向位置是否位于控制体积内，若是，则流通面积增加，增长量为传热管边缘到控制体边缘的面积；依次判断其它传热管的内径向坐标是否大于前一传热管的外径向坐标；其中r₁是1号传热管中心坐标的径向值，d是传热管管径。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(5)中径向投影面积需要计算传热管在某方向上的投影面积，计算步骤如下：对位于有效区域内的传热管按照中心坐标θ值进行排序，判断1号传热管的内径向位置是否位于控制体积内，若是，则流通面积增加，增长量为传热管边缘到控制体边缘的面积；依次判断其它传热管的左周向坐标是否大于前一传热管的右周向坐标；其中θ₁是1号传热管中心坐标的周向值，r₁是1号传热管中心坐标的径向值，d是传热管管径。