工业级分层水蓄热罐计算应用

输入罐体与工况参数，基于 CoolProp 物性计算储热量与里查德森数，评估分层稳定性

参数输入

计算结果

输入参数后点击「计算」获取储热量、流速、里查德森数及分层状态。

斜温层温度分布（高度 - 温度）

拖动图表中的斜温层可调整冷热水分界，实时查看热水占比

布水器开孔设计专业指南

在分层水罐中，布水器的核心作用是消除入流动能，确保水流以低弗劳德数平稳进入罐体，从而保护斜温层。

1. 核心设计准则

出流速度 u_out：建议 0.1～0.25 m/s。速度过高会打破重力分层。
致密性要求：总开孔面积应为入水管横截面积的 2～4 倍。
弗劳德数 Fr：Fr = u / √(g·Δρ/ρ·D_hole)，出口处 Fr < 1.0 以保护分层（严苛条件下 < 0.5）。

2. Fr 数判定与流速建议

判定项	要求
Fr 数	Fr < 1.0 以保护斜温层
开孔面积比例	总孔面积 = 总管面积的 200%～400%
流速建议	0.1～0.2 m/s 为优；>0.3 m/s 需警告

3. 开孔参数推荐表

参数	符号	推荐范围	备注
单孔直径	d_h	10～30 mm	视罐体规模而定
孔间距	S	2d_h～3d_h	避免出流相互干扰
开孔率	α	15%～25%	占支管表面积
入流雷诺数	Re	< 2300	尽量层流或过渡区

4. 不同管径推荐孔径与孔数（目标流速 0.15 m/s）

流量 (m³/h)	10 mm 孔径	20 mm 孔径	30 mm 孔径
5	约 79 孔	约 20 孔	约 9 孔
10	约 157 孔	约 39 孔	约 17 孔
20	约 314 孔	约 79 孔	约 35 孔
50	约 785 孔	约 196 孔	约 87 孔

5. 布水器形式建议

H 型或八角形：适用于中大型水罐，水平覆盖面均匀。
伞形：适用于小型水罐，结构简单。
径向多孔管：适用于高径比较大的细长水罐。