(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211219702.X (22)申请日 2022.09.30 (71)申请人 南京远思智能科技有限公司 地址 211106 江苏省南京市江宁开发区迎 翠路7号科创大厦五层楼5 026-2房间 (72)发明人 石翠莹　沙锋　侯郡阳　徐爱国　 李香　 (74)专利代理 机构 南京睿之博知识产权代理有 限公司 32 296 专利代理师 杨雷 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/28(2020.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 111/10(2020.01)G06F 113/08(2020.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种基于Modelica语言的间接蒸发冷却换 热器模型的建模方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于Modelica语言的间 接蒸发冷却换热器模型的建模方法， 包括： 搭建 喷淋水和室外干空气的混合介质模 型； 采用有限 体积法划分换热器， 基于Modelica语言设定离散 单元的个数； 构建湿模式下水膜的守恒方程， 湿 空气和水膜的传热、 传质计算方程， 根据换热器 的几何结构、 两侧换热流体、 换热片材料、 换热和 压降关联式， 搭建每个离散单元的守恒方程； 基 于Modelica语言的connect 语句连接 各离散单元 的出口， 得到了基于有限体积法获得的间接蒸发 冷却换热器模 型， 既能够体 现出换热器有限体积 模型的内部层次结构， 又能降低模 型构建的复杂 度， 将复杂模型简单化， 提高建模效率。 权利要求书3页 说明书8页 附图3页 CN 115422811 A 2022.12.02 CN 115422811 A 1.一种基于Modelica语言的间接蒸发冷却换热器模型的建模方法， 其特征在于： 包括 以下步骤： S1、 搭建喷淋水和室外干空气的混合介质模型： 所述混合介质模型用于生成室外湿空 气； S2、 采用有限体积法划分换热器， 设定离散单元： 间接蒸发冷却换热器模型包括室内干 空气、 室外湿空气和换热壁面， 根据有限体积法将换热器的计算区域划分为一系列不重复 的离散单元， 基于Modelica语言设定离散单元的个数； S3、 搭建每个离散单元的守恒方程： 室内干空气和室外湿空气通过换热器中间的换热 壁面进行叉流换热连接， 首先搭建水膜的冷凝、 蒸发、 能量和质量守恒方程； 其次搭建湿空 气和水膜的传热、 传质计算方程； 最后根据换热器的几何结构、 两侧换热流体、 换热片材料、 换热和压降关联式， 搭建每 个离散单元的守恒方程； S4、 基于Modelica语言的connect语句连接各离散单元， 构建连接方程， 得到了基于有 限体积法获得的间接蒸发冷却换 热器模型。 2.根据权利 要求1所述的一种基于Modelica语言的间接蒸发冷却换热器模型的建模方 法， 其特征在于： 所述步骤S1中混合介质模型 的搭建过程包括创建喷淋水和室外空气的边 界条件， 添加体积流量混合接头， 实现喷淋水和室外空气的均匀混合， 得到混合介质， 在混 合接头中设置混合介质的温度、 相 对湿度和体积参数， 基于Modelica语言输入混合介质的 能量守恒方程和动量守恒方程， 完成计算， 然后将混合介质引入换 热器中。 3.根据权利 要求2所述的一种基于Modelica语言的间接蒸发冷却换热器模型的建模方 法， 其特征在于： 所述能量守恒方程 为： 其中， H为混合介质的焓， h为混合介质的比焓， A为室内干空气介质， B为室外湿空气介 质， hA为介质A的比焓， hB为介质B的比焓， hC为喷淋水的比焓， mflowC为喷淋水的质量流量， volume为混合介质的体积， p为混合介质的压力； 动量守恒方程 为： 其中， ξ为混合介质的含湿量， ξA为介质A的含湿量， ξB为介质B的含湿量， ζC为喷淋水的 含湿量， mGas为气体的质量。 4.根据权利 要求1所述的一种基于Modelica语言的间接蒸发冷却换热器模型的建模方 法， 其特征在于： 所述步骤S 3中水膜的冷凝、 蒸发质量计算方程和能量、 质量守恒方程， 具体 为： 湿空气中水蒸气冷凝质量计算方程： mflowCondensate＝betaAef f·ρGas·( ζ‑ξSaturati on) 其中， betaAeff为传质系数， ρGas为气体密度， ζ 为冷凝状态下空气的含湿量， ζSaturation为 饱和温度下湿空气的含湿量， mflowCondensate为湿空气中冷凝水的质量 流量； 液膜中水分蒸发质量计算方程：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115422811 A 2mflowEvaporate＝betaAef f·ρGas·( ζSaturati on‑ζ ) 质量守恒方程： 其中， mFilm为水膜的质量流量， Film为水膜， mflowWaterDrain为水的散 失量， mflowEvaporate为 湿空气中蒸发水的质量 流量； 能量守恒方程： 其中， HFilm为水膜的焓值， portN、 portW、 portE表示离散单元对外传热的上、 左、 右出口， Qflow为离散单元出口对外的传热量， hFilm为水膜的比焓。 5.根据权利 要求1所述的一种基于Modelica语言的间接蒸发冷却换热器模型的建模方 法， 其特征在于： 所述 步骤S3中湿空气和水膜的传热、 传质计算方程具体为： 其中， Nu为努塞尔数， Le为刘易斯数， α为对流传热系数， L为特征长度， λ为湿空气的导 热系数， C、 m、 n为系数， 不同的流动情况具有不同的数值； Re为雷诺数， Sh为舍伍德数， β 为湿 空气的传质系数， D为水蒸气在湿空气中溶和的特性系数， S c为施密特数， v为运动粘度， μ为 动力粘度， ρ 为流体密度， Pr 为普朗特数， Cp为比定压热容， a为导温系数， βidealGas为理想气体 的传质系数。 6.根据权利 要求1所述的一种基于Modelica语言的间接蒸发冷却换热器模型的建模方 法， 其特征在于： 所述步骤S3中离散单元守恒方程包括质量守恒、 能量守恒和动量守恒方权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115422811 A 3