[发明专利]印刷电路板式换热器设计方法及装置

说明书

本发明提供一种印刷电路板式换热器设计方法及装置，该方法包括：基于换热器的设计换热量和运行条件以及单个肋片的换热面积，确定换热器板片包括的所述肋片的数量；基于人工鱼群算法，确定各所述肋片的位置；基于所述换热器板片的形状特征及所述运行条件，确定各所述肋片的方向。本发明提供的印刷电路板式换热器设计方法及装置，基于在换热板上设置多个肋片，通过人工鱼群算法和流体动力学，得到肋片数量、位置、方向等设计和计算，能够实现对换热器中所有肋片的智能定位计算及排布，能够从全局上获取肋片布置方面的优化设计，可对微细通道流动进行优化，减小换热器整体阻力，强化换热能力，实现印刷电路板式换热器的增效减阻。

技术领域

本发明涉及换热器设计技术领域，尤其涉及一种印刷电路板式换热器设计方法及装置。

背景技术

换热器是进行热量交换的通用设备，广泛应用于石油化工、船舶、海洋工程、航空航天、核电、光热发电和余热回收等领域。随着海洋油气勘探和生产向深海发展，海洋平台的技术装备水平不断提高，船舶等海洋平台对换热器要求更为严苛，尤其是对换热器的紧凑性、高可靠性与海洋环境适应性等方面要求更高。

传统管壳式换热器尽管安全可靠性较好，但体积重量大，占据船舶等海洋平台大量宝贵空间，板式换热器紧凑性方面有明显提升，但安全可靠性、尤其是高温高压环境下的适用性存在一定风险，印刷电路板式换热器采用扩散焊等工艺将微细通道换热板片连接成紧凑换热模块，具有结构紧凑、体积小、耐高温高压等优异性能，是船舶等海洋平台的理想选择之一。

当前对于印刷电路板式换热器，主要是针对各种微细通道以及换热器中的肋片设计形式的研究，这些研究的侧重点在于对肋片自身的结构或者性能的优化，具有单一性，并且换热器设计效率较低，无法为优化换热器整体性能提供支撑。

发明内容

本发明提供一种印刷电路板式换热器设计方法及装置，用以解决现有技术中换热器整体性能差的缺陷，实现从肋片排布的数量、位置和方向，整体优化换热器的性能。

本发明提供一种印刷电路板式换热器设计方法，包括：

基于换热器的设计换热量和运行条件以及单个肋片的换热面积，确定换热器板片包括的所述肋片的数量；

基于人工鱼群算法，确定各所述肋片的位置；

基于所述换热器板片的形状特征及所述运行条件，确定各所述肋片的方向。

根据本发明提供的一种印刷电路板式换热器设计方法，所述基于人工鱼群算法，确定各所述肋片的位置，包括：

确定所述换热器板片的入口区域和出口区域中各所述肋片的位置，使得所述入口区域中各所述肋片呈扇形均匀分布并且所述出口区域中各所述肋片呈扇形均匀分布，并基于人工鱼群算法，确定所述换热器的第一区域中各所述肋片的位置；

其中，所述换热器板片包括所述入口区域、所述出口区域和所述第一区域。

根据本发明提供的一种印刷电路板式换热器设计方法，所述基于人工鱼群算法，确定所述换热器板片的第一区域中各所述肋片的位置，包括：

将所述第一区域中各所述肋片的位置信息映射到人工鱼群算法中的人工鱼位置信息；

基于目标规则对所述人工鱼位置信息进行迭代，确定所述第一区域中各所述肋片的位置。

根据本发明提供的一种印刷电路板式换热器设计方法，所述目标规则包括向心性规则、排斥性规则、规避性约规则和同向性规则。

根据本发明提供的一种印刷电路板式换热器设计方法，所述基于换热器的换热量和运行条件以及肋片的换热面积，确定所述换热器包括的所述肋片的数量，包括：

基于所述换热器的换热量和运行条件，获取所述换热器的换热面积；