[发明专利]一种基于积分平均温差法的多工况下板翅式换热器通道布局设计方法

权利要求书

1.一种基于积分平均温差法的多工况下板翅式换热器通道布局设计方法，其特征在于包括以下步骤：

1)基于积分平均温差法构建通道布局、翅片结构参数、冷热流体入口工况参数与换热器换热效能间的设计模型；

2)定义通道布局系数和通道布局设计空间；

3)基于混合粒子群算法进行多个单工况通道布局设计结果，确定多工况通道布局协调区间，所述基于多个单工况通道布局设计结果，确定多工况通道布局协调区间具体包含以下步骤：

3.1)使用混合粒子群算法计算单工况下的最大换热量Q_max,i和最优通道布局方式，在混合粒子群算法中，设计目标是最大化单工况下的总换热量；根据通道总数量确定遗传代数和每代种群数量；交叉方法为粒子最好个体与种群最好个体进行随机交叉；变异方法为个体的随机变异；

3.2)如果所有工况下的最优通道布局结果是一样的，则各工况的通道布局系数为1，通道布局设计空间为1个设计点，该设计点对应单工况的最优通道布局；

3.3)如果各工况的最优通道布局结果不同，通过协调各工况的通道布局系数，构建多工况的通道布局设计空间，具体步骤如下：

3.3.1)假设各工况的通道布局系数是一样的，通过减少通道布局系数，构建初始通道布局设计空间，如果有m个关键设计工况，假设各工况的系数为η^*，则第i个关键工况的换热量设计需求为Q_i≥η^*Q_max,i，首先令η^*＝1，根据各工况下的换热量需求，通道布局设计区间为空集Φ；然后以一个步长Δη减少η^*，即η^*＝η^*-Δη，扩展各工况的通道布局设计区间；如果多工况的协调设计区间仍然为空集Φ，继续以步长Δη减少η^*，直至多工况协调通道布局设计空间不为空集，记此时的通道布局系数为η′；

3.3.2)提高各工况的通道布局系数,进一步收缩多工况下通道布局设计空间；从关键工况1到关键工况m，使用步长Δη增加通道布局系数η_i；在关键工况i下，当通道布局系数η_i增加到η′_i，多工况协调通道布局设计空间不为空集Φ；但是η_i增加到η′_i+Δη，多工况协调通道布局设计空间为空集Φ，则η′_i为关键工况i下的最佳通道布局系数；

3.4)确定各关键工况下的最佳通道布局系数η′_i后，各工况下的换热量需求范围为Q_hot,i≥η′_iQ_max,i，通道布局设计空间为满足各工况下换热量需求的所有通道布局方式的集合；

4)以通道布局协调区间为设计域，以多工况加权换热量最高为设计目标，进行考虑多工况设计要求的板翅式换热器通道布局最优设计。