[發明專利]印刷電路板式換熱器設計方法及裝置

有效

• 申請號: 202110925409.4
• 申請日: 2021-08-12
• 公開（公告）號: CN113742999B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發明（設計）人: 肖頎;柯漢兵;黃崇海;趙振興;鄒振海;代路;龐杰;李勇;馮毅
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一九研究所
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06N3/006;F28F3/02;G06F113/08;G06F119/08
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 呂偉盼

本發明提供一種印刷電路板式換熱器設計方法及裝置，該方法包括：基于換熱器的設計換熱量和運行條件以及單個肋片的換熱面積，確定換熱器板片包括的所述肋片的數量；基于人工魚群算法，確定各所述肋片的位置；基于所述換熱器板片的形狀特征及所述運行條件，確定各所述肋片的方向。本發明提供的印刷電路板式換熱器設計方法及裝置，基于在換熱板上設置多個肋片，通過人工魚群算法和流體動力學，得到肋片數量、位置、方向等設計和計算，能夠實現對換熱器中所有肋片的智能定位計算及排布，能夠從全局上獲取肋片布置方面的優化設計，可對微細通道流動進行優化，減小換熱器整體阻力，強化換熱能力，實現印刷電路板式換熱器的增效減阻。

技術領域

本發明涉及換熱器設計技術領域，尤其涉及一種印刷電路板式換熱器設計方法及裝置。

背景技術

換熱器是進行熱量交換的通用設備，廣泛應用于石油化工、船舶、海洋工程、航空航天、核電、光熱發電和余熱回收等領域。隨著海洋油氣勘探和生產向深海發展，海洋平臺的技術裝備水平不斷提高，船舶等海洋平臺對換熱器要求更為嚴苛，尤其是對換熱器的緊湊性、高可靠性與海洋環境適應性等方面要求更高。

傳統管殼式換熱器盡管安全可靠性較好，但體積重量大，占據船舶等海洋平臺大量寶貴空間，板式換熱器緊湊性方面有明顯提升，但安全可靠性、尤其是高溫高壓環境下的適用性存在一定風險，印刷電路板式換熱器采用擴散焊等工藝將微細通道換熱板片連接成緊湊換熱模塊，具有結構緊湊、體積小、耐高溫高壓等優異性能，是船舶等海洋平臺的理想選擇之一。

當前對于印刷電路板式換熱器，主要是針對各種微細通道以及換熱器中的肋片設計形式的研究，這些研究的側重點在于對肋片自身的結構或者性能的優化，具有單一性，并且換熱器設計效率較低，無法為優化換熱器整體性能提供支撐。

發明內容

本發明提供一種印刷電路板式換熱器設計方法及裝置，用以解決現有技術中換熱器整體性能差的缺陷，實現從肋片排布的數量、位置和方向，整體優化換熱器的性能。

本發明提供一種印刷電路板式換熱器設計方法，包括：

基于換熱器的設計換熱量和運行條件以及單個肋片的換熱面積，確定換熱器板片包括的所述肋片的數量；

基于人工魚群算法，確定各所述肋片的位置；

基于所述換熱器板片的形狀特征及所述運行條件，確定各所述肋片的方向。

根據本發明提供的一種印刷電路板式換熱器設計方法，所述基于人工魚群算法，確定各所述肋片的位置，包括：

確定所述換熱器板片的入口區域和出口區域中各所述肋片的位置，使得所述入口區域中各所述肋片呈扇形均勻分布并且所述出口區域中各所述肋片呈扇形均勻分布，并基于人工魚群算法，確定所述換熱器的第一區域中各所述肋片的位置；

其中，所述換熱器板片包括所述入口區域、所述出口區域和所述第一區域。

根據本發明提供的一種印刷電路板式換熱器設計方法，所述基于人工魚群算法，確定所述換熱器板片的第一區域中各所述肋片的位置，包括：

將所述第一區域中各所述肋片的位置信息映射到人工魚群算法中的人工魚位置信息；

基于目標規則對所述人工魚位置信息進行迭代，確定所述第一區域中各所述肋片的位置。

根據本發明提供的一種印刷電路板式換熱器設計方法，所述目標規則包括向心性規則、排斥性規則、規避性約規則和同向性規則。

根據本發明提供的一種印刷電路板式換熱器設計方法，所述基于換熱器的換熱量和運行條件以及肋片的換熱面積，確定所述換熱器包括的所述肋片的數量，包括：

基于所述換熱器的換熱量和運行條件，獲取所述換熱器的換熱面積；