[发明专利]一种用于恒壁温边界增压供水系统持续性供水工况管道结冰厚度检测方法

权利要求书

1.一种用于恒壁温边界增压供水系统持续性供水工况管道结冰厚度检测方法，其特征在于，包括：

利用超声波流量计和管道式温度传感器，测试增压供水系统稳态、低流量供水时管道内的流量Q和水温T₀；根据所述管道内的水温T₀，确定水和冰的基本物性参数，所述基本物性参数包括水的密度ρ、粘度υ、导热系数λ_L、热扩散系数α_L和凝固点T_f，以及冰的导热系数λ_S和相变潜热L；

通过贴片式温度传感器，测试管道壁面温度T_w，若所述管道壁面温度T_w≦T_f，则判定管道内有结冰发生，需进一步检测结冰厚度；

根据管道流量Q和管道直径D，确定管道内水的平均流速V，公式为：

根据所述管道内水的平均流速V、管道直径D、粘度υ，确定雷诺数Re；根据管道内水的粘度υ和热扩散系数α_L，确定普朗特数Pr；

根据管道入口到被测位置处的距离z、管道直径D、雷诺数Re、普朗特数Pr，确定无量纲距离z^*；

雷诺数Re公式为：

普朗特数Pr公式为：

无量纲距离z^*公式为：

根据所述管道内水的温度T₀、凝固点T_f和管道壁面温度T_w，以及水的导热系数λ_L和冰的导热系数λ_S，确定无量纲冻结参数B；并得到与无量纲距离z^*和γ_m有关的级数A(z^*)，其中γ_m为0阶贝塞尔函数的正根；

无量纲冻结参数B公式为：

与无量纲距离z^*和γ_m有关的级数A(z^*)获取公式为：

判断冰层厚度计算选择公式是否成立，若成立，启用方案1确定冰层厚度；否则，启用方案2确定冰层厚度；

所述冰层厚度计算选择公式为：

方案1为：根据管道直径D、无量纲冻结参数B、级数A(z^*)，利用下式确定冰层厚度e：

方案2为：根据管道直径D、无量纲冻结参数B、无量纲轴向距离z^*，利用下式确定冰层厚度e：