[发明专利]一种宽通道板式换热器及换热器粒子群优化结构设计方法

摘要

一种宽通道板式换热器及换热器粒子群优化结构设计方法，属于换热器设计技术领域。提取单层换热板片表面的梯形凸台的6个变量构成结构参数，确定设计范围。采用正交法，生成25组具有不同结构和操作条件的典型换热器板。通过Solidworks生成单层换热板片，基于Fluent数值模拟软件，获得相应换热器板结构的换热努塞尔数和压降。根据获得的样本集，拟合换热器板的换热努赛尔数和压降综合准则关系模型。以最大换热努塞尔数和最小压降作为优化目标，采用粒子群优化，寻优获得最佳换热器板的结构参数。优点：适用于找到对于板式换热器的流动和换热特性影响显著的形状参数，并且在核心参数连续分布的情况下，寻找得到换热效果最好同时压降损失最小的形状参数分布范围。

主权项

1.一种宽通道板式换热器，其特征是：宽通道板式换热器包括：板束、连接板、侧板、折流板、套管、底板、板侧壳和管侧壳；所述底板位于板束的底面，在板束的一个对应两端各有一个相同的热水腔体；所述的热水腔体有侧板，在侧板的两端向外延伸有连接板，在侧板一端与底板连接，在侧板上连接有板侧壳；在二个热水腔体的板侧壳上分别连接有热水流道入口和热水流道出口；在板束另一对应两端各有一个冷水腔体；所述的冷水腔体有管侧壳，在连接板的端部通过端板连接管侧壳；在二个冷水腔体的管侧壳上分别连接有冷水流道出口和冷水流道入口；在板束两端的侧壁上间隔连接有折流板，在折流板处连接有套管；在板束两侧相对应的位置连接的折流板为一组，一侧的折流板与一侧的管侧壳内侧壁封闭连接，另一侧的折流板与另一侧的管侧壳内侧壁不连接，相邻二组折流板与管侧壳内侧壁封闭连接不在同一侧，多组折流板与管侧壳内侧壁封闭连接的状态，构成弯折的水流通道，冷水流道出口和冷水流道入口分别位于水流通道不相同的端；两个冷水腔体通过板束相通，两个热水腔体通过板束相通，冷水腔体与热水腔体在板束1中交叉通过，互不相通；板束构成板式换热器和管壳式换热器，板式换热器的板间流道流动热水，从热水流道入口流入，从热水流道出口流出；管壳式换热器的管间流道流动冷水，从冷水流道入口流入，冷水流道出口流出。