一种水下航行器壳体冷凝器的设计方法技术

本发明专利技术公开了一种水下航行器壳体冷凝器的设计方法，该方法通过切片法将整个冷凝管道划分成N个尽可能小的控制单元进行计算。第一个控制体的入口条件等于初始条件。在每个控制单元i中，所有热物性参数均设为恒定常数，按照当前的温度及压强在NIST物性参数数据库中自动查找。之后通过查找到的干度x，进行当前控制单元所处位置的判断，进而选择不同的计算模型：single‑phase或者two‑phase。以上两种模型均采用与自己工况相同时的经验关联式，包括单相及两相情况下的压降及换热关联式。按照计算结果对当前控制体出口结果进行更新。最后，将当前控制体出口结果当作下一个控制体的入口条件，依次进行迭代，直至完成所有控制体的计算。该方法对于水下航行器壳体冷凝器的结构设计提供了一定的参考，同时大大降低了研发成本。

【技术实现步骤摘要】
一种水下航行器壳体冷凝器的设计方法
本专利技术涉及一种冷凝器的设计方法，更具体的说，是涉及一种基于切片法的水下航行器壳体冷凝器的设计方法。
技术介绍
闭式循环热动力系统由于不向外做任何排放，隐蔽性好，不受背压影响，从而得到水下航行器研究者的青睐。由于该动力系统不向外做任何排放，做工后的乏汽需经冷凝装置冷却成为液态后才能维持循环的继续。因此，冷凝器是闭式循环热动力系统的重要组件。由于水下航行器特殊的运行环境，其结构尺寸及载荷强度均是重要的设计指标且受到严格限制。为了节省能量同时降低载荷，壳体冷凝器通常与水下航行器的外壳做成一体的，冷凝通道则是布置在外壳体内部的一排排平行通道，壳体外侧的海水被当作冷源。冷凝过程牵涉到相变二次流等问题，本身机理较为复杂。传统冷凝器设计方法参数修改性差，设计成本较高，且设计周期较长。如何针对水下航行器壳体冷凝器的特殊结构，设计出一套灵活、通用性强、可封装的设计方法，仅通过修改设计要求便可以得到各尺寸参数，尽可能地降低设计成本及时间，成了未来研究方向的重点。
技术实现思路
本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水下航行器壳体冷凝器的设计方法，其特征在于，包括：/n步骤1：将冷凝管道划分成N个小的控制单元；/n步骤2：每个控制单元中工作介质的热物性通过当前温度及压强在NIST中进行查找；/n步骤3：依据步骤2在NIST中所得到的干度x为指标，判断当前控制体适用于single-phase计算模型还是two-phase计算模型，计算出流过该控制体后工质的压降⊿P及散热量⊿h；/n步骤4：更新流过当前控制体后，工质的温度T和压强P；/n步骤5：判断所有控制体是否全部计算结束，若已完成，则保存数据，结束计算；否则，转去步骤2继续计算。/n

【技术特征摘要】
1.一种水下航行器壳体冷凝器的设计方法，其特征在于，包括：
步骤1：将冷凝管道划分成N个小的控制单元；
步骤2：每个控制单元中工作介质的热物性通过当前温度及压强在NIST中进行查找；
步骤3：依据步骤2在NIST中所得到的干度x为指标，判断当前控制体适用于single-phase计算模型还是two-phase计算模型，计算出流过该控制体后工质的压降⊿P及散热量⊿h；
步骤4：更新流过当前控制体后，工质的温度T和压强P；
步骤5：判断所有控制体是否全部计算结束，若已完成，则保存数据，结束计算；否则，转去步骤2继续计算。


2.根据权利要求1所述的水下航行器壳体冷凝器的设计方法，其特征在于，所述步骤1中，控制单元要尽可能的小，即N尽可能的大。


3.据权利要求1所述的水下航行器壳体冷凝器的设计方法，其特征在于，所述步骤2中，第一个控制单元的入口条件等于初始条件，即Tinitial，in＝T0，Pinitial，in＝P0；同一个控制单元中的热物性参数保持恒定。


4.根据权利要求1所述的水下航行器壳体冷凝器的设计方法，其特征在于，所述步骤3中，以干度x为指标判断控制体所处的冷凝位置，其中x＝1时，表示该控制体中全部为气体，x＝0时...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛昭勇，陈佩雨，卢丞一，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61