[發(fā)明專利]一種板翅式換熱器的雙向波紋型導(dǎo)流封頭及其構(gòu)建方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710108730.7
• 申請日: 2017-02-27
• 公開（公告）號(hào): CN106989629B
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐敬華;張樹有;譚建榮;高翔宇;陳曉杰;陳前勇
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): F28F9/02
• 分類號(hào): F28F9/02
• 代理公司: 杭州天勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 何彬

1.一種構(gòu)建板翅式換熱器的雙向波紋型導(dǎo)流封頭模型的方法，所述雙向波紋型導(dǎo)流封頭包括封頭殼體、與所述封頭殼體連通的入口接管及固設(shè)在所述封頭殼體內(nèi)的導(dǎo)流結(jié)構(gòu)；

所述導(dǎo)流結(jié)構(gòu)包括帶孔波紋板及兩片傾斜布置成八字型的帶孔波紋導(dǎo)流翼板；所述帶孔波紋導(dǎo)流翼板的上端與所述入口接管的下端口固接，下端與所述帶孔波紋板相交并固接，兩側(cè)邊與所述封頭殼體的內(nèi)壁相交并固接；所述帶孔波紋板的側(cè)邊與所述封頭殼體的內(nèi)壁相交并固接；

所述帶孔波紋導(dǎo)流翼板為單對稱面結(jié)構(gòu)，位于其對稱面兩側(cè)的導(dǎo)流孔的孔徑、孔間距均逐漸增大；

所述帶孔波紋板為雙對稱面結(jié)構(gòu)，位于與所述帶孔波紋導(dǎo)流翼板的對稱面共面的一對稱面兩側(cè)的導(dǎo)流孔的孔徑、孔間距均逐漸增大；

其特征在于，所述方法包括以下步驟：

獲得雙向波紋型板與所述封頭殼體內(nèi)壁相交處的離散初始點(diǎn)，所述雙向波紋型板為所述帶孔波紋板或所述帶孔波紋導(dǎo)流翼板；

使用移動(dòng)最小二乘算法，構(gòu)建系數(shù)向量、基函數(shù)及緊支節(jié)點(diǎn)，在離散點(diǎn)附近子域內(nèi)定義權(quán)函數(shù)向量，擬合得到雙向波紋型曲面；

將擬合得到的雙向波紋型曲面有理化，表達(dá)為裁剪的基曲面、裁剪曲面外環(huán)和裁剪曲面內(nèi)環(huán)；

對基曲面的控制頂點(diǎn)做線性回歸得到基準(zhǔn)線，改變控制頂點(diǎn)到基準(zhǔn)線的距離，控制所述雙向波紋型曲面的形狀與波紋度，獲取所述雙向波紋型板的導(dǎo)流面。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：

所述帶孔波紋導(dǎo)流翼板上位于其對稱面的垂直面兩側(cè)的導(dǎo)流孔等孔徑、等孔距；所述帶孔波紋板上位于其另一對稱面兩側(cè)的導(dǎo)流孔等孔徑、等孔距。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：

所述帶孔波紋導(dǎo)流翼板為正弦形波紋板，所述正弦形波紋板的波谷槽沿所述封頭殼體的長度方向布置；

沿所述入口接管的徑向指向其軸線的方向，所述帶孔波紋板逐漸朝上凸起。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：

所述封頭殼體包括垂向半橢圓柱面殼及位于所述垂向半橢圓柱面殼兩端且與其對接的1/4橢球面殼。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于：

所述帶孔波紋導(dǎo)流翼板的對稱面沿所述封頭殼體的長度方向布置且所述入口接管的軸線位于其上，所述帶孔波紋板的另一對稱面沿所述封頭殼體的寬度方向布置且所述入口接管的軸線位于其上。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于：

所述帶孔波紋導(dǎo)流翼板位于其對稱面兩側(cè)的導(dǎo)流孔的孔徑、孔間距均為等差增大，所述帶孔波紋板位于所述一對稱面兩側(cè)的導(dǎo)流孔的孔徑、孔間距均為等差增大。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于：

步驟1，根據(jù)設(shè)計(jì)中所述雙向波紋型板與所述封頭殼體的相對位置關(guān)系，在所述封頭邊界上均勻選取若干初始點(diǎn)，在所述封頭殼體的底部中心偏上位置選取一關(guān)鍵點(diǎn)，以控制曲面上凸；

步驟2，對選取的初始點(diǎn)劃分網(wǎng)格，根據(jù)網(wǎng)格點(diǎn)位置形成uv方向的數(shù)據(jù)點(diǎn)列{V_i，j，i＝0，1，...，m，j＝0，1，...，n}；

步驟3，根據(jù)步驟2形成的數(shù)據(jù)點(diǎn)列構(gòu)造出逼近待插值數(shù)據(jù)點(diǎn)的雙向波紋型曲面；

步驟4，根據(jù)步驟3所獲得的雙向波紋型曲面，選取其關(guān)鍵點(diǎn)并與步驟(1)中的點(diǎn)集共同組成點(diǎn)云{(x_i，y_i)，i＝1，2，...，n}；

步驟5，對選取的點(diǎn)云{(x_i，y_i)，i＝1，2，...，n}劃分網(wǎng)格；

步驟6，使用移動(dòng)最小二乘法對每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)(x_i，y_i)進(jìn)行校正調(diào)整，連接經(jīng)校正調(diào)整后的網(wǎng)格點(diǎn)以擬合成所述雙向波紋型曲面；

步驟7，將擬合得到的所述雙向波紋型曲面有理化，表達(dá)為裁剪的基曲面、裁剪曲面外環(huán)和裁剪曲面內(nèi)環(huán)；

步驟8，利用梯度下降法作多項(xiàng)式擬合得到控制網(wǎng)格的基準(zhǔn)線方程C(x，y)＝0，將控制點(diǎn)到基準(zhǔn)線的距離擴(kuò)大或縮小，控制所述雙向波紋型曲面的波紋度和波峰，獲取所述雙向波紋型板的導(dǎo)流面。