主权项 |
一种流体回路辐射器性能的能质比优化方法,其特征在于步骤如下:(1)确定所述流体回路辐射器的能量平衡关系式为:<maths num="0001" id="cmaths0001"><math><![CDATA[<mrow><mi>h</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>T</mi><mi>f</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>T</mi><mn>0</mn></msub><mo>)</mo></mrow><msub><mi>πD</mi><mi>i</mi></msub><mo>=</mo><mi>ϵσ</mi><mrow><mo>(</mo><msubsup><mi>T</mi><mn>0</mn><mn>4</mn></msubsup><mo>-</mo><msubsup><mi>T</mi><mi>s</mi><mn>4</mn></msubsup><mo>)</mo></mrow><mrow><mo>(</mo><mn>2</mn><mi>H</mi><msub><mi>η</mi><mn>0</mn></msub><mo>+</mo><mn>0.5</mn><mi>π</mi><msub><mi>D</mi><mi>o</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo></mrow>]]></math><img file="FDA00002787139500011.GIF" wi="964" he="82" /></maths>其中,h为对流换热系数,T<sub>f</sub>和T<sub>0</sub>分别为所述流体回路辐射器的工质温度和肋根温度,D<sub>i</sub>为流体回路内径,ε为所述流体回路辐射器的表面发射率,σ为斯忒藩‑玻耳兹曼常数,T<sub>s</sub>为空间热沉等效温度,H为所述流体回路辐射器的肋宽,D<sub>o</sub>为所述流体回路的外径,η<sub>0</sub>为所述流体回路辐射器的净肋效率且η<sub>0</sub>=(1‑1.255ζ+1.585ζ<sup>2</sup>)ζ≤0.21,ζ为传导参数且<img file="FDA00002787139500012.GIF" wi="482" he="82" />λ为所述流体回路辐射器的材料导热系数,δ为所述流体回路辐射器的肋片厚度;(2)通过步骤(1)中确定出的能量平衡关系式得出辐射器能质比表达式及微元段能质比表达式;(3)利用解析法优化所述流体回路辐射器的最佳肋宽;(4)利用步骤3得到的所述流体回路辐射器的最佳肋宽,对所述流体回路辐射器进行以能质比最大化为目标的优化,具体为:(4.1)首先确定不同肋根温度T<sub>0</sub>下微元能质比E<sub>r,Δl</sub>关于不同管径数值(D<sub>i</sub>,i=1,2...)的变化规律,做出最大微元能质比E<sub>r,Δl</sub>关于肋根温度T<sub>0</sub>及管径系列的曲线图;(4.2)通过公式Q<sub>r</sub>=ρq<sub>v</sub>C<sub>p</sub>(T<sub>in</sub>‑T<sub>out</sub>)计算不同管径(D<sub>i</sub>,i=1,2...)下流体回路辐射器的出口温度T<sub>out</sub>,其中,Q<sub>r</sub>为所述流体回路散热器的散热需求指标,ρ为流体回路工质密度,T<sub>in</sub>为工质进口温度,q<sub>v</sub>为工质体积流量,C<sub>p</sub>为工质定压比热;(4.3)通过公式<img file="FDA00002787139500013.GIF" wi="363" he="78" />计算所述流体回路辐射器的工质总平均温度<img file="FDA00002787139500021.GIF" wi="82" he="78" />令所述流体回路辐射器的肋根总平均温度<img file="FDA00002787139500022.GIF" wi="52" he="71" />等于<img file="FDA00002787139500023.GIF" wi="82" he="78" />根据步骤(4.1)中最大微元能质比E<sub>r,Δl</sub>关于肋根温度及管径曲线,确定不同管径下,<img file="FDA00002787139500024.GIF" wi="52" he="71" />对应的微元能质比数值,该数值最大的所对应管径值即为所述流体回路辐射器的最佳管径,对应的微元能质比数值约等于为流体回路辐射器能质比。 |