(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211153211.X (22)申请日 2022.09.21 (71)申请人 中国人民解 放军国防科技大 学 地址 410073 湖南省长 沙市开福区德雅路 109号 (72)发明人 汪元　赵普君　 (74)专利代理 机构 长沙国科天河知识产权代理 有限公司 432 25 专利代理师 赵小龙 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 113/14(2020.01) (54)发明名称 基于圆弧线的异型微通道换热管型设计方 法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种基于圆弧线的异型微通 道换热管型设计方法， 包括： 以点A(RA,0)作为换 热管中心圆弧线与换热器内径的交点， 以点B (RB,θB)作为换热管中心圆弧线与换热器外径 的交点， RA为换热器内径， RB为换热器外径， θB为 点B的极角； 确定换热管中心圆弧线的最大弧长 以及可布置换热管的最大数量； 计算换热器横截 面内的空气有效流通面积以及总换热面积； 以 RA、 θB为控制参数， 以空气有效流通面积满足预 设条件且总换热面积最大为目标进行优化， 得到 换热管中心圆弧线的最优线型设计。 本发明应用 于换热器设计领域， 以圆弧作为单根换热管的基 本线型， 在已知换热器基本构型和流动损失要求 的前提下， 实现换热器内总换热面积最大的设计 目标。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 115525997 A 2022.12.27 CN 115525997 A 1.一种基于圆弧线的异型微 通道换热管型设计方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 以极坐标点A(RA,0)作为换热管中心圆弧线与换热器内径的交点， 以极坐标点B(RB, θB) 作为换热管中心圆弧线与换热器外径的交点， 其中， RA为换热器内径， RB为换热器外径， θB为 点B的极角； 基于极坐标点A(RA,0)与极坐标点B(RB, θB)确定换热管中心圆弧线的最大弧长 并基于换 热器内径RA确定换热器中可布置换 热管的最大 数量n； 计算换热管数量为n时换热器横截面内的空气有效流通面积Aair以及n根换热管的总换 热面积S； 以换热器内径RA、 极角 θB为控制参数， 以空气有效流通面积Aair满足预设条件且总换热 面积S最大为目标进行优化， 得到换 热管中心圆弧线的最优线型设计。 2.根据权利要求1所述的基于圆弧线的异型微通道换热管型设计方法， 其特征在于， 所 述换热管中心圆弧线的最大弧长 的确定过程 为： 式中， AB为点A与点B之间的线段长度， 2α0为最大弧长 的圆心角。 3.根据权利要求1或2所述的基于圆弧线的异型微通道换热管型设计方法， 其特征在 于， 换热器中可布置换 热管的最大 数量的确定过程 为： 式中， di为换热管内径， δ 为换 热管壁厚， 符号 表示向下 取整。 4.根据权利要求1或2所述的基于圆弧线的异型微通道换热管型设计方法， 其特征在 于， 所述空气有效流 通面积Aair的确定过程 为： Aair＝A‑Atube 其中， 式中， A为换热器横截面积， Atube为换热器横截面内n根换热管所占的面积， di为换热管 内径， δ 为换 热管壁厚。 5.根据权利要求1或2所述的基于圆弧线的异型微通道换热管型设计方法， 其特征在 于， 所述总换 热面积S为： 6.根据权利要求1或2所述的基于圆弧线的异型微通道换热管型设计方法， 其特征在权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115525997 A 2于， 所述空气有效流 通面积Aair满足预设条件， 具体为： 式中， A为换 热器横截面积， σ ％为 最小空气有效流 通面积占比。 7.根据权利要求1或2所述的基于圆弧线的异型微通道换热管型设计方法， 其特征在 于， 在进行优化的过程中， 换 热器内径RA与极角 θB的搜索空间为： RA∈(0,RB)、 θB∈[0, π ]。 8.一种基于圆弧线的异型微 通道换热管型设计系统， 其特 征在于， 包括： 存储器， 用于存 储程序； 处理器， 用于执行所述存储器存储的所述程序， 当所述程序被执行时， 所述处理器用于 执行如权利要求1至7中任一所述的基于圆弧线的异型微通道换热管型设计方法的部分或 全部步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115525997 A 3