一种流延辊流道内阻力损失的预测方法、介质和设备

    技术2025-12-21  12


    本发明涉及到一种流道内阻力损失的预测方法,尤其涉及了一种大尺寸加热流延辊内部流道的阻力损失的预测方法、介质和设备。


    背景技术:

    1、在流延辊制造薄膜过程中,需要通过流道内部的水与流延辊进行辊内部与表面的热量传递,因此流道内水的流动过程对薄膜最终冷却效果至关重要。流速越高,辊外表面的温度一致性越好。但是,流速越高,必然引起阻力损失过大。由于流延辊内部流道呈螺旋状,受流延辊内部流道复杂结构的影响,导致了水在流动的过程中产生相当大的压力损失,流道内过大的压力损失会导致入口压力过大、管道内流体的压力下降造成的管道损坏等后果,从而会对流延薄膜的制造造成不利影响。

    2、目前,流道内的压力降低仅通过测量进出口压力进行计算,一旦流延辊流道内部的压力损失超过设定范围,将会造成巨大经济损失。然而,现有的螺旋流道内的阻力损失计算是通过将螺旋流道的流动情况等效为粘性流体管道内的流动,从而使其适用管道内局部损失计算公式。然而该公式中有一无量纲沿程损失系数λ,λ与流体的粘度、雷诺数以及普通的壁面粗糙度都有关系,无法直接进行计算得出,导致流延辊流道内部的压力损失无法准确预测。

    3、因此,有必要提出一种流延辊流道内阻力损失的预测方法,解决现有流延辊流道内部的压力损失预测准确度低的问题。


    技术实现思路

    1、本申请提供了一种流延辊流道内阻力损失的预测方法、介质和设备,用以解决现有技术中存在的上述问题,即现有技术中流延辊流道内部的压力损失预测准确度低的问题。本申请提供一种流延辊流道内阻力损失的预测方法,该方法包括:

    2、获取流延辊内螺旋流道的直径、螺旋升角、进水头数、流道内水的入口流速和密度ρ;

    3、根据螺旋流道的直径、螺旋升角、进水头数,得到螺旋线总长、流道宽度、流道的水力直径和流道内平均水流速;

    4、不考虑阻力修正系数,根据流道内水的入口流速和密度得到水的阻力损失,将水的阻力损失与三维模拟获得的螺旋流道内的实际阻力损失进行线性拟合,得到无量纲阻力系数;

    5、根据无量纲阻力系数和管道内局部损失关系,得到螺旋流道内的阻力损失预测结果。

    6、可选的,所述方法还包括:

    7、所述螺旋流道为截面为矩形的长方体管状流道;其中螺旋流道的高度为该长方体管道的高、流道宽度可等效为长方体管状流道的宽度,螺旋线长度即为长方体管道的长度。

    8、可选的,所述根据螺旋流道的直径、螺旋升角、进水头数,得到螺旋线总长、流道宽度、流道的水力直径和流道内平均水流速,具体包括:

    9、采用如下公式计算得到所述螺旋线总长:

    10、sg=πdn tanα

    11、

    12、其中,dn为流延辊的内端面直径,sg为螺旋流道上螺旋线的螺距,l为流延辊的轴向长度,α为螺旋流道的螺旋升角;

    13、采用如下公式计算得到所述螺旋流道宽度:

    14、

    15、采用如下公式计算得到所述流道的水力直径:

    16、

    17、其中,dx为螺旋流道的高度,dy为螺旋流道的宽度,n为进水头数;

    18、采用如下公式计算得到所述流道内平均水流速:

    19、

    20、其中,uin为入口流速,din为液体水入口处内径。

    21、可选的,采用如下公式计算得到所述水的阻力损失:

    22、

    23、其中,g为重力加速度。

    24、可选的,采用如下公式计算得到所述螺旋流道内的阻力损失预测结果:

    25、

    26、其中,λ为无量纲阻力系数。

    27、本申请提供了一种计算机可读存储介质,所述存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述流延辊流道内阻力损失的预测方法。

    28、本申请提供了一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现上述流延辊流道内阻力损失的预测方法。

    29、相对于现有技术,本申请的有益效果如下:本申请提供了一种流延辊流道内阻力损失的预测方法,该方法通过对获取的流延辊的模型参数进行分析,在不考虑阻力修正系数的情况下,根据所述流道内水的流动参数得到水的阻力损失,将所述水的阻力损失与三维模拟获得的螺旋流道内的实际阻力损失进行线性拟合,得到无量纲阻力系数,再根据所述无量纲阻力系数和管道内局部损失计算公式,得到螺旋流道内的阻力损失预测结果。针对流延辊流道内部的压力损失预测准确度低的问题,通过对大量数据的计算分析以及拟合,可以实现对流延辊流道的压力损失准确、快速预测。



    技术特征:

    1.一种流延辊内部的流道阻力损失的分析预测方法,其特征在于,所述方法包括:

    2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

    3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据螺旋流道的直径、螺旋升角、进水头数,得到螺旋线总长、流道宽度、流道的水力直径和流道内平均水流速,具体包括:

    4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,采用如下公式计算得到所述水的阻力损失:

    5.如权利要求3所述的方法,其特征在于,采用如下公式计算得到所述螺旋流道内的阻力损失预测结果:

    6.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述权利要求1~5任一项所述的方法。

    7.一种计算机设备,其特征在于,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现上述权利要求1~5任一所述的方法。


    技术总结
    本发明应用在实际工程制造场景中,尤其提供了一种流延辊内部的流道阻力损失的分析预测方法、介质和设备。通过获取流延辊内螺旋流道的直径、螺旋升角、进水头数、流道内水的入口流速和密度ρ,根据流延辊内螺旋流道的直径、螺旋升角、进水头数,得到螺旋线总长、流道宽度、流道的水力直径和平均水流速;不考虑阻力修正系数,根据入口流速和密度得到水的阻力损失;将水的阻力损失与三维模拟获得的螺旋流道内的实际阻力损失进行线性拟合,得到无量纲阻力系数;根据无量纲阻力系数和管道内局部损失关系,得到螺旋流道内的阻力损失预测结果。该方法通过大量数据的计算分析以及拟合,可以快速计算流延辊内部流道压力损失。

    技术研发人员:张郁,巫家慧,代鹏,汪春梅,孙东方,周培,周涛涛,崔昆朋,高建伟,李良彬
    受保护的技术使用者:合肥工业大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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