含不凝气体蒸汽凝结与蒸发相变耦合方法技术

技术编号:41772104 阅读:21 留言:0更新日期:2024-06-21 21:48
本发明专利技术公开了含不凝气体蒸汽凝结与蒸发相变耦合方法,建立关于水下动力系统的冷凝器与冷凝器的流体域、蒸发器与蒸发器的流体域的三维模型;利用多重分块结构化网格方法对三维模型进行网格划分;选取冷凝器的初始壁温,对冷凝器内耦合面上每个网格的壁面热流密度仿真计算;结合冷凝器内耦合面上每个网格的壁面热流密度对蒸发器内耦合面每个网格的壁面温度仿真计算;判断两次仿真计算均收敛,若均收敛,则完成耦合计算;否则将蒸发器内耦合面每个网格的壁面温度作为冷凝器的初始壁温返回进行仿真计算,本发明专利技术方法通过将耦合面的壁面温度与壁面热流密度作为中间量,能够实现两个不同多相流模型下耦合计算。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于工程热力学,具体涉及含不凝气体蒸汽凝结与蒸发相变耦合方法


技术介绍

1、随着各国对海洋权益的日渐重视,无人水下航行器(uuv)的性能须进一步提升才能满足水下探测、侦察、攻击等任务的需求。攻击型无人水下航行器由于其威力大、隐蔽性高等特点,在现在乃至未来一段时间内,仍是打击敌方舰艇的重要武器。近年来,水面与水下作战舰艇普遍拥有了更强的航行机动能力,这对攻击型无人水下航行器的航行性能提出了更高的要求。

2、水下航行器新型半闭式循环动力系统中,包含高温高压燃气凝结换热和液相水蒸发相变换热两个循环通道。燃料燃烧产生的高温高压燃气在内道,而内循环工质水在外道。外循环为高温高压燃气凝结换热,高温高压燃气的组分复杂,包含蒸气和不凝气体,不凝气体的存在会严重抑制蒸气凝结换热从而降低高温换热器的换热效率。高温高压燃气进入高温换热器冷凝,将冷凝带来的热量通过换热器将内循环的液相水加热成过热蒸气。内循环是蒸气朗肯循环,高温高压的过热蒸气推动微型涡轮机做功。该动力系统充分利用了高温换热器燃气通道压力高的特点,为水下航行器大航深的实现创造了可能。

<本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.含不凝气体蒸汽凝结与蒸发相变耦合方法,所述冷凝器的一面与蒸发器的一面相邻形成耦合面,其特征在于,具体步骤为:

2.根据权利要求1所述含不凝气体蒸汽凝结与蒸发相变耦合方法,其特征在于,步骤1具体过程为:利用三维建模软件对动力系统蒸发器和冷凝器实体几何造型的构造,形成关于水下动力系统的冷凝器与冷凝器的流体域、蒸发器与蒸发器的流体域的三维模型。

3.根据权利要求1所述含不凝气体蒸汽凝结与蒸发相变耦合方法,其特征在于,步骤2后还包括:对网格划分后的三维模型垂直固体域和流体域交界面处第一层网格尺寸设为0.01,生长比率为1.1。

4.根据权利要求1所述含不凝...

【技术特征摘要】

1.含不凝气体蒸汽凝结与蒸发相变耦合方法,所述冷凝器的一面与蒸发器的一面相邻形成耦合面,其特征在于,具体步骤为:

2.根据权利要求1所述含不凝气体蒸汽凝结与蒸发相变耦合方法,其特征在于,步骤1具体过程为:利用三维建模软件对动力系统蒸发器和冷凝器实体几何造型的构造,形成关于水下动力系统的冷凝器与冷凝器的流体域、蒸发器与蒸发器的流体域的三维模型。

3.根据权利要求1所述含不凝气体蒸汽凝结与蒸发相变耦合方法,其特征在于,步骤2后还包括:对网格划分后的三维模型垂直固体域和流体域交界面处第一层网格尺寸设为0.01,生长比率为1.1。

4.根据权利要求1所述含不凝气体蒸汽凝结与蒸发相变耦合方法,其特征在于,步骤3具体过程为:

5.根据权利要求4所述含不凝气体蒸汽凝结与蒸发相变耦合方法,其特征在于,所述冷凝器流体域出入口边界条件包括冷凝器流体域的入口为质量流量入口、冷凝器流体域的出口为压力出口。

6.根据权利要求4所述含不凝气体蒸汽凝结与蒸发相变耦合方法,其特征在于,步骤3.2具体过程为:将初始壁温、冷凝器的流体域的工作温度、冷凝器的流体域的工作压力、冷凝器出入口边界条件输入双精度的3d压力基求解器,所述3d压力基求解器使用simple算法,设定燃气和水蒸气为理想可压气体并打开能量...

【专利技术属性】
技术研发人员:罗凯韩拓秦侃黄闯李代金党建军
申请(专利权)人:西北工业大学
类型:发明
国别省市:

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