一种用于强化传热的固体电蓄热改进装置及改进方法与流程

技术特征：

1.一种用于强化传热的固体电蓄热改进装置，其特征在于，包括：

装置箱体，其设置有入口及出口；

多个蓄热体，其为圆柱体，所述蓄热体横向平行贯穿设置在所述装置箱体内部；

多个折流板，其平行设置在所述蓄热体之间；

其中，所述入口与所述出口分别设置在所述装置箱体的相对面，流体通过所述入口进入所述装置箱体后，垂直经过所述蓄热体以及所述折流板，通过所述出口流出所述装置箱体。

2.如权利要求1所述的用于强化传热的固体电蓄热改进装置，其特征在于，所述蓄热体具有加热电阻。

3.如权利要求1或2所述的用于强化传热的固体电蓄热改进装置，其特征在于，所述蓄热体圆周表面设置有方形凹槽。

4.如权利要求3所述的用于强化传热的固体电蓄热改进装置，其特征在于，所述凹槽的深度为所述蓄热体直径的5％～10％。

5.如权利要求4所述的用于强化传热的固体电蓄热改进装置，其特征在于，还包括：

温度传感器，其分别设置在所述装置箱体内部、所述装置箱体入口处以及所述装置箱体出口处；以及

流速传感器，其设置在所述入口处。

6.一种用于强化传热的固体电蓄热改进方法，其特征在于，采集监测数据，包括如下步骤：

步骤一、按照采样周期，分别采集环境温度T_a、装置箱体内部温度T_b、流体进入装置箱体前温度T_c以及流体流出装置箱体后温度T_d；

步骤二、依次将数据进行归一化，建立三层BP神经网络的输入层向量，x＝{x₁,x₂,x₃,x₄}；其中，x₁为环境温度系数，x₂为装置箱体内部温度系数，x₃为流体进入装置箱体前温度系数，x₄为流体流出装置箱体后温度系数；

步骤三、所述输入层向量映射到中间层，所述中间层向量y＝{y₁,y₂,…,y_m}，m为中间层节点个数；

步骤四、得到输出层向量z＝{z₁,z₂,z₃,z₄}；其中，z₁为流体流速调节系数，z₂为蓄热体内部加热电阻电流调节系数，z₃为蓄热体内部加热电阻工作时间调节系数，z₄为紧急停机信号；

步骤五、控制流体流速，蓄热体内部加热电阻电流以及蓄热体内部加热电阻工作时间，使

$Q_{i+1}=z_1^i{Q}_{\max },$

$I_{i+1}=z_2^i{I}_{\max },$

$t_{i+1}=z_3^i{t}_{max},$

其中，其中，其中z₁ⁱ、z₂ⁱ、z₃ⁱ分别为第i个采样周期输出层向量参数，Q_max、I_max、t_max分别为设定的流体最大流速、蓄热体内部加热电阻最大电流以及蓄热体内部加热电阻最长工作时间，Q_i+1、I_i+1、t_i+1分别为第i+1个采样周期时的流体流速、蓄热体内部加热电阻电流以及蓄热体内部加热电阻工作时间。

7.如权利要求6所述的用于强化传热的固体电蓄热改进方法，其特征在于，所述步骤五之后还包括：根据第i个采样周期中的环境温度、装置箱体内部温度、流体进入装置箱体前温度以及流体流出装置箱体后温度采样信号，判断第i+1个采样周期中的改进装置的运行状态，当输出信号时，进行紧急停止。

8.如权利要求7所述的用于强化传热的固体电蓄热改进方法，其特征在于，所述步骤二中，环境温度T_a、装置箱体内部温度T_b、流体进入装置箱体前温度T_c以及流体流出装置箱体后温度T_d进行规格公式为：

$x_j=\frac{X_j-X_{j\min }}{X_{jmax}-X_{j\min }},j=1,2,3,4;$

其中，x_j为输入层向量中的参数，X_j分别为测量参数T_a、T_b、T_c、T_d，j＝1,2,3,4；X_jmax和X_jmin分别为相应测量参数中的最大值和最小值。

9.如权利要求8所述的用于强化传热的固体电蓄热改进方法，其特征在于，在所述步骤三中，所述中间层节点个数m满足：其中n为输入层节点个数，p为输出层节点个数。

10.如权利要求9所述的用于强化传热的固体电蓄热改进方法，其特征在于，初始运行状态下，流体流速、蓄热体内部加热电阻电流以及蓄热体内部加热电阻工作时间满足经验值：

Q₀＝0.55Q_max，

I₀＝0.83I_max，

t₀＝0.75t_max，

其中，Q₀为流体初始流速，I₀为蓄热体内部加热电阻初始通电电流，t₀为蓄热体内部加热电阻初始工作时间，Q_max为设定的流体最大流速，I_max为设定的蓄热体内部加热电阻最大电流，t_max为设定的蓄热体内部加热电阻最长工作时间。