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申请/专利权人：华中科技大学

摘要：本发明公开了一种锅炉水冷壁三维壁温耦合计算方法，属于锅炉水动力计算领域，其通过构建锅炉及水冷壁模型，进行全炉膛燃烧数值模拟并输出炉膛水冷壁的热流密度分布、对流传热系数和工质温度；再通过针对每一个计算模块设计壁面温度分布计算方法，能够准确计算得到计算模块中水冷壁周向温度场，确定计算区域中水冷壁的向火侧温度、背火侧温度和管内壁面温度，完成水冷壁三维壁温的计算。本发明中的锅炉水冷壁三维壁温耦合计算方法，其步骤简单，计算便捷，能够准确得到锅炉在不同负荷下水冷壁管壁温度的详细分布以及水冷壁管道周向温度分布，实现锅炉受热面壁温的准确预测，为受热面的优化提供依据，并为锅炉的安全运行提供保障。

主权项：1.一种锅炉水冷壁三维壁温耦合计算方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：根据锅炉的实际尺寸构建几何模型，选择锅炉数值计算所需的物理化学模型，设定边界条件并假定受热面的初始计算条件；S2：进行全炉膛燃烧数值模拟，得到并输出炉膛水冷壁的热流密度分布；S3：划分水冷壁计算模块，根据炉膛水冷壁的热流密度分布统计各模块热流量，并计算管内工质流动传热，得到各计算模块的对流传热系数和工质温度；S4：根据所述热流密度分布、对流传热系数和工质温度计算每一个计算模块的壁面温度分布；其计算过程包括：S41：读取水冷壁工质管入口处第一个计算模块的燃烧侧热流密度以及工质侧的对流换热系数和工质温度：S42：根据膜式水冷壁的实际尺寸在UDF中建立网格系统，通过判断各网格中心点坐标划分出计算区域：S43：建立计算区域的控制方程，并对每一个节点的控制方程进行离散，确定计算区域内每一个计算节点的离散控制方程，得到对应于计算区域的方程组：S44：对S43中的方程组进行求解，得到当前计算区域中各计算节点的温度，进而得到计算模块中水冷壁周向温度场；S45：统计计算区域中各节点的温度，确定计算区域的向火侧温度、背火侧温度、管子内壁面温度；S46：沿工质流动方向对下一个计算模块进行计算，重复进行S42~S45的过程，直到完成所有计算模块的计算，进而组合得到当前水冷壁的计算壁面温度场；S5：通过对数值模拟进行多次迭代，并比较相邻两次迭代计算得到的向火侧温度；若同一区域最大温差大于预设值，则更新锅炉受热面的壁温边界条件，重复S2~S5，直到最大温差小于预设值，此时计算收敛，终止迭代，得到收敛的壁面温度场。

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