Способ определения состояния теплообменного устройства

1. Способ определения состояния теплообменного устройства (10), содержащего средства для передачи тепла с помощью по меньшей мере одного технологического потока, при этом выполняют теплогидравлическое моделирование указанного по меньшей мере одного технологического потока, проходящего через по меньшей мере один проход (14) в теплообменном устройстве (10), для определения температуры и/или профилей коэффициента теплопередачи указанных средств для передачи тепла.
2. Способ по п. 1, в котором указанный по меньшей мере один технологический поток является потоком вещества, в частности, потоком соответствующей технологической текучей среды, или потоком энергии.
3. Способ по п. 1 или 2, в котором определяют температурные граничные условия и/или профили коэффициента теплопередачи, изменяющиеся с течением времени, в частности, в средствах для передачи тепла, путем теплогидравлического моделирования.
4. Способ по п. 3, в котором температурные граничные условия, изменяющиеся с течением времени, определяют с помощью модели фазового перехода технологической текучей среды для разделения веществ, входящих в состав технологической текучей среды, для заполнения технологической текучей средой и/или для гидродинамической неустойчивости технологической текучей среды.
5. Способ по одному из пп. 1-4, в котором для теплогидравлического моделирования воспроизводят соответствующий проход (14) вместе с присоединенным средством для передачи тепла к системе одномерной модели посредством подачи (13) технологического потока, секцию (S3) передачи тепла и выпуск (12) для технологического потока, при этом вдоль секции (S3) передачи тепла проходит тело (11), обладающее теплоемкостью (CW).
6. Способ по п. 5, в котором соответствующий проход (14) описывают с помощью одномерных уравнений Навье-Стокса для теплогидравлического моделирования.
7. Способ по п. 5 или 6, в котором одномерное моделирование включает показатели, описывающие временную концентрацию массы технологической текучей среды, пространственный перенос массы технологической текучей среды, скорость реакции, временную концентрацию импульса технологической текучей среды, пространственный перенос импульса технологической текучей среды, пространственный градиент давления, пространственное трение, влияние гравитационной силы на технологическую текучую среду, временную концентрацию энергии технологической текучей среды, пространственный перенос энтальпии технологической текучей среды, работу расширения технологической текучей среды, рассеивание трения и/или поступление тепла снаружи.
8. Способ по одному из пп. 1-7, в котором состояние теплообменного устройства (10) определяют как расход ресурса стойкости по кривой усталости Велера, при этом напряжение определяют в зависимости от количества эксплуатационных циклов теплообменного устройства (10).
9. Способ по одному из пп. 1-8, в котором средства для передачи тепла содержат трубу, пластину, разделительный лист, профилированную часть, ребро, продольный выступ или средство для сохранения тепла.
10. Способ по одному из пп. 1-9, в котором при моделировании учитывают эффект Джоуля-Томпсона для технологического потока в проходах.
11. Способ по одному из п.п. 1-10, в котором при его реализации выполняют временную и пространственную дискретизацию.
12. Способ по одному из п.п. 3-11, в котором состояние теплообменного устройства (10) определяют с помощью метода конечных элементов (FEM) для расчета конструктивно-механических параметров состояния в зависимости от изменяемых температурных граничных условий.
13. Способ по одному из пп. 1-12, в котором определяют распределенные в пространстве и во времени состояния напряжения теплообменного устройства (10).
14. Способ создания теплообменного устройства (10), в котором в зависимости от конкретного состояния, полученного с помощью способа по одному из пп. 1-13, задают конструктивные параметры теплообменного устройства (10), причем конструктивным параметром является, в частности, место пайки, толщина материала или тип материала.
15. Способ эксплуатации теплообменного устройства (10), в котором в зависимости от конкретного состояния, полученного с помощью способа по одному из пп. 1-13, задают эксплуатационные параметры, причем эксплуатационным параметром является, в частности, давление, интервал между техническими обслуживаниями или время замены средств для передачи тепла.