S-CO2印刷电路板式换热器构形优化方法及系统技术方案

技术编号:39971602 阅读:57 留言:0更新日期:2024-01-09 00:49
本发明专利技术属于换热器构形优化技术领域,公开了一种基于成本最小的S‑CO<subgt;2</subgt;印刷电路板式换热器(PCHE)构形优化方法,本发明专利技术基于构形理论,以无量纲总成本最小为优化目标,采用分段热设计方法,在换热器总体积和换热通道总体积一定的条件下,对PCHE的长宽比和通道半径开展单自由度和双自由度构形设计,探索PCHE几何结构设计与无量纲总成本之间的变化规律,获得PCHE最优构形,并分析了冷/热流体质量流率、进口温度和进口压力等参数对最小总成本和最优构形的影响。本发明专利技术通过优化PCHE的长宽比和通道半径,可显著降低换热器的总成本,对S‑CO<subgt;2</subgt;循环PCHE的制造与应用具有重要指导意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于换热器构形优化,尤其涉及一种基于成本最小的s-co2印刷电路板式换热器构形优化方法。


技术介绍

1、能源需求的快速增长加剧了资源短缺和环境污染问题。超临界二氧化碳(s-co2)布雷顿循环,具有循环热效率高、系统结构紧凑、功率密度高、经济效益好等突出特点,在核能开发、太阳能光热利用、余热回收等领域具有非常广阔的应用前景。换热器是s-co2布雷顿循环的关键设备,印刷电路板式换热器(pche)因其换热密度高、结构紧凑、重量轻、可在极端压力和高温条件下运行等优点,被认为是s-co2布雷顿循环的首选换热器,备受关注。

2、总成本分析是换热器众多性能的综合评估,对pche制造与广泛应用具有至关重要的意义。目前,无量纲总成本与几何设计参数之间的变化规律,冷/热流体质量流率、进口温度和进口压力对换热器总成本和最优构形的影响并不明确,亟需一种方法探明这些参数对s-co2印刷电路板式换热器构形演化的影响,为s-co2循环pche的优化设计提供理论指导。


技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题,本专利技本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于成本最小的S-CO2印刷电路板式换热器构形优化方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求书1所述基于成本最小的S-CO2印刷电路板式换热器构形优化方法,其特征在于,所述步骤一中PCHE的长宽高分别为Lx,Ly和Lz(m),冷/热流体换热通道为半圆直通道,半径均为R(mm)。冷/热换热流体均为S-CO2。冷/热流体的进口总质量流率分别为mtotal,c和mtotal,h(kg/s),进口温度分别为Tc,in和Th,in(℃),进口压力分别为Pc,in和Ph,in(MPa)。

3.如权利要求书1所述基于成本最小的S-CO2印刷电路板式换热器构形优化方...

【技术特征摘要】

1.一种基于成本最小的s-co2印刷电路板式换热器构形优化方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求书1所述基于成本最小的s-co2印刷电路板式换热器构形优化方法,其特征在于,所述步骤一中pche的长宽高分别为lx,ly和lz(m),冷/热流体换热通道为半圆直通道,半径均为r(mm)。冷/热换热流体均为s-co2。冷/热流体的进口总质量流率分别为mtotal,c和mtotal,h(kg/s),进口温度分别为tc,in和th,in(℃),进口压力分别为pc,in和ph,in(mpa)。

3.如权利要求书1所述基于成本最小的s-co2印刷电路板式换热器构形优化方法,其特征在于,所述步骤二中s-co2循环印刷电路板式换热器的总成本可计算为:

4.如权利要求书1所述基于成本最小的s-co2印刷电路板式换热器构形优化方法,其特征在于,所述步骤三中根据换热器长宽比对换热器无量纲制造成本、无量纲运行成本和无量纲总成本的影响,确定最佳长宽比;根据冷/热流体质量流率对换热器最小无量纲总成本以及换热器最佳长宽比的影响,确定最佳冷热流体流量。

【专利技术属性】
技术研发人员:林道光谢志辉孟凡凯奚坤陆卓群纪祥鲲
申请(专利权)人:中国人民解放军海军工程大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1