(19)中华 人民共和国 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 202111481585.X (22)申请日 2021.12.0 6 (71)申请人 大连理工大 学 地址 116024 辽宁省大连市甘井 子区凌工 路2号 (72)发明人 王继红　陈思宇　邢启峰　张腾飞　 王树刚　 (74)专利代理 机构 大连智高专利事务所(特殊 普通合伙) 2123 5 代理人 盖小静 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G01B 21/08(2006.01) G01F 1/66(2022.01) G01K 13/00(2021.01)G06F 113/14(2020.01) G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 一种基于管壁温度条件检测瞬态增压供水 管道结冰厚度方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于管壁温度条件检测 瞬态增压 供水管道结冰厚度方法， 其基于相变传 热和能量守恒原理， 应用汉克尔变换和拉普拉斯 变换方法， 建立短暂性、 低流量供水时(即： 瞬态 层流)管道结冰厚度解析模型。 以该解析模型为 计算依据， 以管道壁面温度、 管道内水温及其流 量作为检测量。 解决了有关客机增压供水管道结 冰检测难题， 提升了检测方法的适用性和便捷 性， 同时对于制定精准的管道伴热方案、 降低客 机增压供 水系统失效风险具有重要工程 价值。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 114117822 A 2022.03.01 CN 114117822 A 1.一种基于管壁温度条件检测瞬态增压供 水管道结冰厚度方法， 其特 征在于， 包括： 利用超声波流量计和管道式温度传感器， 测试增压供水系统低 流量供水时管道内的水 温T0和流量Q； 根据所述 管道内的水温T0， 确定水和冰的物性参 数， 所述物性参数包括 水的密 度ρ 、 粘度 υ、 导热系数λL、 热扩散系数αL和凝固点Tf， 以及冰的导热系数λS和相变潜 热L； 并确 定管道入口到被测位置处的距离 z； 通过贴片式温度传感器， 测试管道壁面温度Tw， 若所述管道壁面温度Tw≦Tf， 则判定管 道内有结冰发生， 需进一 步检测结冰厚度； 根据管道流 量Q和管道直径D， 确定管道内水的平均流速V， 其公式为： 根据所述管道内水的平均 流速V、 管道直径D、 粘度 υ， 确定雷诺数Re； 根据管道内水的粘 度 υ和热扩散系数αL， 确定普朗特 数Pr； 根据所述管道内水的温度T0、 凝固点Tf、 密度ρ 、 导热系数λL、 热扩散系数αL和相变潜热L， 确定无量纲液相导 热系数ΛL； 根据管道内水的热扩 散系数αL、 冻结时间、 管道直径D， 确定无 量纲冻结时间τ； 根据所述管道入口到被测位置处的距离z、 管道直径D、 雷诺数Re、 普 朗特数Pr， 确定无 量纲距离z*； 根据所述管道内水的温度T0、 凝固点Tf和管道壁面温度Tw， 以及水的导热系数λL和冰的 导热系数λS， 确定无量纲冻结参数B； 并得到与无量纲距离z*和γm有关的级数A(z*)， γm为0 阶贝塞尔函数的正 根； 根据所述无量纲 液相导热系数ΛL、 无量纲冻结时间τ、 无量纲距离z*、 无量纲冻结参数B 和级数A(z*)， 确定无量纲冰层厚度e*； 根据所述无量纲冰层厚度e*和管道直径D， 确定实际冰层厚度e。 2.根据权利要求1所述一种基于管壁温度条件检测瞬态增压供水管道结冰厚度方法， 其特征在于， 确定雷诺数Re公式为： 3.根据权利要求1所述一种基于管壁温度条件检测瞬态增压供水管道结冰厚度方法， 其特征在于， 确定普朗特 数Pr公式为： 4.根据权利要求1所述一种基于管壁温度条件检测瞬态增压供水管道结冰厚度方法， 其特征在于， 确定无量纲液相导热系数ΛL公式为： 5.根据权利要求1所述一种基于管壁温度条件检测瞬态增压供水管道结冰厚度方法， 其特征在于， 确定无量纲冻结时间τ 公式为： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114117822 A 26.根据权利要求1所述一种基于管壁温度条件检测瞬态增压供水管道结冰厚度方法， 其特征在于， 确定无量纲 距离z*公式为： 7.根据权利要求1所述一种基于管壁温度条件检测瞬态增压供水管道结冰厚度方法， 其特征在于， 确定无量纲冻结参数B公式为： 8.根据权利要求1所述一种基于管壁温度条件检测瞬态增压供水管道结冰厚度方法， 其特征在于， 与无量纲 距离z*和γm有关的级数A(z*)获取公式为： 9.根据权利要求1所述一种基于管壁温度条件检测瞬态增压供水管道结冰厚度方法， 其特征在于， 确定无量纲冰层厚度e*公式为： 10.根据权利要求1所述一种基于管壁温度条件检测瞬态增压供水管道结冰厚度方法， 其特征在于， 确定实际冰层厚度e公式为： 权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114117822 A 3