[发明专利]锥形内肋换热管设计方法、装置、设备及存储介质

说明书

本发明提供一种锥形内肋换热管设计方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：基于锥形内肋换热管多个待优化的设计参数各自对应的取值范围，确定每个所述设计参数的多个候选取值；基于所确定的每个所述设计参数的多个候选取值，得到所述多个待优化的设计参数对应的多个候选取值组合；获取每个所述候选取值组合对应的流动换热综合评价因子PEC值和插入损失ΔB值，并对所述PEC值和所述ΔB值分别进行归一化处理；基于归一化处理后每个所述候选取值组合对应的PEC值和ΔB值，确定所述多个待优化的设计参数对应的最优候选取值组合。从而可以同时兼顾换热效率、流动阻力和流噪声等多重性能，实现换热管综合性能的最优设计。

技术领域

本发明涉及换热技术领域，尤其涉及一种锥形内肋换热管设计方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

在舰船通海冷却系统的换热器设备中，换热管是最重要的换热元件。在传统的设计过程中，换热管既要提高换热效率，又要保障不明显增加管道流体的流动阻力，因此，需要对换热管表面进行特殊工艺处理，例如通过锥型肋模型在圆形换热管表面冲压一定深度，使得管内流动时在靠近壁面区域产生多个纵向涡流，在保障流动阻力增加不大的情况下达到增强换热的目的。

同时，由于舰船通海冷却系统的低噪声要求，换热管设计除了要考虑换热效率、流动阻力等传统性能指标外，需要同时兼顾换热管的流噪声水平指标。现有设计方案中，一般使用流体计算软件FLUENT对换热管的流场进行仿真，计算换热管的换热效率与流动阻力；使用COMSOL软件对换热管的声场进行仿真，计算换热管的流噪声。这种设计方案，可以实现单个性能指标的最优设计，但无法同时兼顾换热效率、流动阻力和流噪声等多重性能，难以实现换热管综合性能的最优设计。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种锥形内肋换热管设计方法、装置、设备及存储介质。

第一方面，本发明提供一种锥形内肋换热管设计方法，包括：

基于锥形内肋换热管多个待优化的设计参数各自对应的取值范围，确定每个所述设计参数的多个候选取值；

基于所确定的每个所述设计参数的多个候选取值，得到所述多个待优化的设计参数对应的多个候选取值组合；

获取每个所述候选取值组合对应的流动换热综合评价因子PEC值和插入损失ΔB值，并对所述PEC值和所述ΔB值分别进行归一化处理；

基于归一化处理后每个所述候选取值组合对应的PEC值和ΔB值，确定所述多个待优化的设计参数对应的最优候选取值组合。

可选地，所述基于锥形内肋换热管多个待优化的设计参数各自对应的取值范围，确定每个所述设计参数的多个候选取值，包括：

确定每个所述设计参数对应的取值步长；

按照所述取值步长，在所述取值范围内，针对每个所述设计参数进行分段取值，确定每个所述设计参数的多个候选取值。

可选地，所述获取每个所述候选取值组合对应的流动换热综合评价因子PEC值和插入损失ΔB值，包括：

基于每个所述候选取值组合中所述多个待优化的设计参数的取值，分别进行锥形内肋换热管的流体仿真和声场仿真；

根据所述流体仿真和所述声场仿真的结果，获取每个所述候选取值组合对应的流动换热综合评价因子PEC值和插入损失ΔB值。

可选地，所述对所述PEC值和所述ΔB值分别进行归一化处理，包括：

确定所获取的所有PEC值中的最大值和最小值，以及所有ΔB值中的最大值和最小值；

基于所述所有PEC值中的最大值和最小值，对每个所述候选取值组合对应的PEC值进行归一化处理；并基于所述所有ΔB值中的最大值和最小值，对每个所述候选取值组合对应的ΔB值进行归一化处理。