一种肋片式相变蓄热装置优化设计方法

摘要

一种肋片式相变蓄热装置优化设计方法，（1）确定肋片相变蓄热装置下底板热流密度及装置截面面密度上限；（2）将肋片式相变蓄热装置相邻两个肋片沿装置高度方向的对称轴之间的部分作为典型分析单元，将典型分析单元的一半作为设计中的一个分析单元；（3）建立一个分析单元的二维传热模型；（4）初始化W，根据二维传热模型计算相变蓄热材料完全熔化时分析单元的温差，以该温差最小作为优化目标进行优化，得到优化后的相邻两个肋片间距离的一半W；（5）根据优化后的W计算肋片的厚度S2，进而确定装置截面面密度ρ，并判断ρ是否大于ρ1；若大于，则增加优化后的W，从步骤（4）开始优化；否则，按照优化后的W及S2设计肋片式相变蓄热装置。

主权项

一种肋片式相变蓄热装置优化设计方法，所述的肋片式相变蓄热装置包括安装在上盖板和下底板之间的互相平行的肋片以及填充在肋片之间的相变蓄热材料；其特征在于步骤如下：（1）根据肋片式相变蓄热装置所在飞行器再入返回过程中电子设备的总热耗Q、肋片式相变蓄热装置的重量上限m、相变蓄热装置安装的空间尺寸V转化为肋片相变蓄热装置下底板热流密度q以及装置截面面密度上限ρ1；（2）将肋片式相变蓄热装置相邻两个肋片沿装置高度方向的对称轴之间的部分作为典型分析单元，根据对称性，将典型分析单元的一半作为设计中的一个分析单元，其中肋片的厚度记为S2，相邻两个肋片间的距离为2W；（3）建立一个分析单元的二维传热模型；（4）将步骤（1）确定的肋片相变蓄热装置下底板热流密度q作为步骤（3）建立的二维传热模型的输入，初始化W，根据步骤（3）中的二维传热模型计算相变蓄热材料完全熔化时分析单元的温差，以该温差最小作为优化目标进行优化，得到优化后的相邻两个肋片间距离的一半W；（5）根据步骤（4）优化后的W计算肋片的厚度S2，进而确定装置截面面密度ρ，并判断ρ是否大于ρ1；若大于，则增加优化后的W，从步骤（4）开始重新优化；否则，按照优化后的W及S2设计肋片式相变蓄热装置。