(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 202210533359.X (22)申请日 2022.05.13 (71)申请人 合肥工业大 学智能制造技 术研究院 地址 230000 安徽省合肥市包河区花园大 道369号 (72)发明人 李满厚　胡培源　杨慎林　 (74)专利代理 机构 合肥市泽信专利代理事务所 (普通合伙) 3414 4 专利代理师 方荣肖 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) F24C 3/00(2006.01) (54)发明名称 一种灶台-锅底 最佳间距的计算方法及其灶 台 (57)摘要 本发明涉及一种灶台 ‑锅底最佳间距的计算 方法及其灶台。 该计算方法先构建火焰高度模 型， 再根据火焰高度确定灶台 ‑锅底最佳间距的 所在区间， 然后构建火焰中心线轴向速率的分布 模型， 进而令火焰中心线轴向速率与环境空气流 速相等， 以计算出火焰轴向高度， 最后利用灶台 ‑ 锅底最佳间距的所在区间， 对火焰轴向高度进行 验证， 得到灶台 ‑锅底最佳间距。 在固定流量下可 以通过调节灶台 ‑锅底间距来提高热效率， 在固 定灶台‑锅底间距下可以通过调节 流量大小来提 高热效率， 使锅底能达到最佳受热效果， 并且提 升了能源利用率。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 114840898 A 2022.08.02 CN 114840898 A 1.一种灶台 ‑锅底最佳间距的计算方法， 其用于计算出能够达到锅底最佳受热效果的 灶台‑锅底间距； 其特 征在于， 所述计算方法包括以下步骤： S1、 构建火焰高度模型； 所述火焰高度模型的表达公式为： Hf＝YDs 式中， Hf为所述火焰高度； Y为 直径‑高度系数； Ds表示灶台的喷口直径； S2、 根据所述火焰高度Hf确定灶台 ‑锅底最佳间距d的所在区间0＜d＜Hf； S3、 构建火焰中心线轴向速率u0的分布模型， 所述火焰中心线轴向速率u0的分布模型的 表达公式为： 式中， cp为空气比热容， T∞为环境温度， ρ∞为空气密度， 为燃料热释放速率， z为火焰轴 向高度； S4、 令所述火焰中心线轴向速率u0满足u0＝ug， 以计算出所述火焰轴向高度z＝Hf1； 其 中， ug为环境空气流速； S5、 利用所述灶台 ‑锅底最佳间距d的所在区间， 对所述火焰轴向高度z进行验证， 满足d ＝z＝Hf1(d＜Hf)时， 得到所述灶台 ‑锅底最佳间距Hf1。 2.根据权利要求1所述的灶台 ‑锅底最佳间距的计算方法， 其特征在于， 步骤S1中， 所述 火焰高度模型的建立方法包括以下步骤： (1)获取灶台参数， 并根据所述灶台参数确定出口流 量Q以及喷口直径Ds； (2)根据所述出口流 量Q以及所述喷口直径Ds， 计算出喷口处气体流速us； 其中， 所述喷口处气体流速us的计算公式为： (3)通过求 解得到所述 直径‑高度系数； 所述 直径‑高度系数的求 解方程为； CaY5/3+CbY2/3‑Cc＝0 式中， Ca为计算变量一， 且Ca＝0.024(gDs/us2)1/3； Cb为计算变量二； Cc为计算变量三， 且 Cc＝(2.85/W)2/3； 其中， g为重力加速度， W 为可燃物质在混合物中的质量百分比； (4)根据所述 直径‑高度系数构建起所述火焰高度模型。 3.根据权利要求2所述的灶台 ‑锅底最佳间距的计算方法， 其特征在于， 步骤(3)中， 所 述计算变量 一的计算公式表示 为： 4.根据权利要求2所述的灶台 ‑锅底最佳间距的计算方法， 其特征在于， 步骤(3)中， 所 述计算变量 二Cb＝0.2。 5.根据权利要求2所述的灶台 ‑锅底最佳间距的计算方法， 其特征在于， 步骤(3)中， 所 述可燃物质在混合物中的质量百分比W ＝1； 所述计算变量 三Cc＝(2.85/W)2/3＝2.01。 6.根据权利要求1所述的灶台 ‑锅底最佳间距的计算方法， 其特征在于， 步骤S3中， 所述权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114840898 A 2燃料热释放速率 的计算公式为： 其中， Hc为燃料热值； η为燃烧效率； 为燃料质量损失速率。 7.根据权利要求1所述的灶台 ‑锅底最佳间距的计算方法， 其特征在于， 步骤S4中， 所述 环境空气流速ug的取值范围为3.3 3～16.67ml/s。 8.一种灶台， 其用于对锅的锅底进行加热； 其特 征在于， 所述灶台包括： 灶台本体， 其上表面设置有正对所述锅底的喷口； 间距调节机构， 其用于调节所述锅底与所述灶台本体之间的间距； 以及 控制器， 其包括计算单元以及执行单元； 所述计算单元用于计算出灶台 ‑锅底最佳间 距； 其中， 当所述锅底与所述灶台本体处于所述灶台 ‑锅底最佳间距 时， 能够达到所述锅底 的最佳受热效果； 所述计算单元应用如权利要求1至7中任意一项所述的灶台 ‑锅底最佳间 距的计算方法进行计算； 所述执行单元用于控制所述间距调节机构， 以使所述锅底与所述 灶台本体之间的间距达 到所述灶台 ‑锅底最佳间距。 9.根据权利要求8所述的灶台， 其特 征在于， 所述间距调节机构包括： 支撑架， 其呈圆环状， 且套设在所述锅的顶部 外缘圆周上； 以及 至少两组伸缩件； 其中两组所述伸缩件对称设置在所述锅的两侧； 每组所述伸缩件的 一端固定在所述灶台本体上， 另一端与所述支撑架固定连接 。 10.根据权利要求9所述的灶台， 其特征在于， 所述伸缩件采用气缸、 液压缸、 电动伸缩 杆中的任意 一种。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114840898 A 3