【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于換熱器，涉及基于壓縮方法的gyroid型三周期極小曲面一次表面換熱器。
技術(shù)介紹
1、石油化工領(lǐng)域中，對(duì)油品進(jìn)行冷卻是重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。通常使用水等工質(zhì)冷卻油品，熱量交換的重要場(chǎng)所是換熱器。換熱器在石油化工行業(yè)中具有不可或缺的作用。通過有效利用換熱器，可以提高生產(chǎn)效率、降低能源消耗、減少環(huán)境污染。例如，在煉油過程中，換熱器被廣泛應(yīng)用于原油加熱、煉油加熱和瓦斯回收等領(lǐng)域，能夠顯著降低能源消耗并提高生產(chǎn)效率?。
2、典型gyroid型tpms結(jié)構(gòu)用于換熱器，如cn116933527a一種基于隱式場(chǎng)的高效換熱器流道設(shè)計(jì)方法及系統(tǒng)，公開了選取三周期極小曲面中的gyroid類型作為換熱器內(nèi)部填充結(jié)構(gòu)，然而，典型gyroid型tpms在壓降以及換熱量的性能上仍具有可優(yōu)化空間。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決典型gyroid型tpms優(yōu)化以提高換熱器換熱性能的問題，根據(jù)本申請(qǐng)一些實(shí)施例中的基于壓縮方法的gyroid型三周期極小曲面一次表面換熱器，包括：
2、殼體，所述殼體成型有在第一方向相對(duì)設(shè)置的低溫工質(zhì)入口及低溫工質(zhì)出口、在第二方向相對(duì)設(shè)置的高溫工質(zhì)入口及高溫工質(zhì)出口以及容置空間，所述第一方向與所述第二方向相交；
3、壓縮的gyroid型三周期極小曲面芯體，設(shè)置在所述容置空間，由gyroid型三周期極小曲面芯體在任一坐標(biāo)軸方向壓縮成型，所述壓縮的gyroid型三周期極小曲面芯體表面成型有低溫工質(zhì)通道口以及高溫工質(zhì)通道口，內(nèi)部成型有低溫工質(zhì)通道以及高溫
4、所述gyroid型三周期極小曲面芯體的基本控制方程為：
5、sinxcosy+sinycosz+sinzcosx=c；
6、式中，x=2απx，y=2βπy，z=2γπz，其中，x，y和z是在晶格胞元建立的空間直角坐標(biāo)系的x軸，y軸和z軸的坐標(biāo)，α、β、γ是用于控制在各自對(duì)應(yīng)x軸，y軸和z軸方向上晶格胞元的尺寸的系數(shù)，c是用于控制整體結(jié)構(gòu)的孔隙率的常數(shù)；
7、其中，所述壓縮的gyroid型三周期極小曲面芯體是將所述gyroid型三周期極小曲面芯體在單個(gè)坐標(biāo)軸方向上進(jìn)行結(jié)構(gòu)壓縮所得，其中，所述壓縮是調(diào)整單個(gè)坐標(biāo)軸方向上晶格胞元的尺寸的系數(shù)大于其他兩個(gè)坐標(biāo)軸方向上晶格胞元的尺寸的系數(shù)，且其他兩個(gè)坐標(biāo)軸方向上晶格胞元的尺寸的系數(shù)相等；
8、所述壓縮方向是x軸方向，α=2，β=1，γ=1，c=0.438。
9、根據(jù)本申請(qǐng)一些實(shí)施例中的基于壓縮方法的gyroid型三周期極小曲面一次表面換熱器，所述單個(gè)坐標(biāo)軸方向上晶格胞元的尺寸的系數(shù)是其他兩個(gè)坐標(biāo)軸方向上晶格胞元的尺寸的系數(shù)的整數(shù)倍。
10、根據(jù)本申請(qǐng)一些實(shí)施例中的基于壓縮方法的gyroid型三周期極小曲面一次表面換熱器，還包括第一擋板以及第二擋板；
11、其中，所述芯體表面成型的通道口中，以中央?yún)^(qū)域最大面積的通道口以及與所述中央?yún)^(qū)域最大面積的通道口相隔的通道口為低溫工質(zhì)通道口以及高溫工質(zhì)通道口中的一種類型的通道口，以與所述中央?yún)^(qū)域最大面積的通道口相鄰的通道口為低溫工質(zhì)通道口以及高溫工質(zhì)通道口中的另一種類型的通道口；
12、所述第一擋板在所述第一方向遮擋所述芯體表面的高溫工質(zhì)通道口，使所述第一方向的所述芯體表面的低溫工質(zhì)通道口開敞；
13、所述第二擋板在所述第二方向遮擋所述芯體表面的低溫工質(zhì)通道口，使所述第二方向的所述芯體表面的高溫工質(zhì)通道口開敞。
14、根據(jù)本申請(qǐng)一些實(shí)施例中的基于壓縮方法的gyroid型三周期極小曲面一次表面換熱器，還包括：
15、第一封頭，成型在所述殼體上，設(shè)置在所述低溫工質(zhì)入口以及所述芯體之間，以及設(shè)置在所述芯體與所述低溫工質(zhì)出口之間，使得所述第一封頭的內(nèi)部空間成型集液腔；
16、第二封頭，成型在所述殼體上，設(shè)置在所述高溫工質(zhì)入口以及所述芯體之間，以及設(shè)置在所述芯體與所述高溫工質(zhì)出口之間，使得所述第二封頭的內(nèi)部空間成型集液腔。
17、根據(jù)本申請(qǐng)一些實(shí)施例中的基于壓縮方法的gyroid型三周期極小曲面一次表面換熱器，還包括：
18、法蘭，將所述第一封頭、第二封頭與工質(zhì)管路固定連接。
19、根據(jù)本申請(qǐng)一些實(shí)施例中的基于壓縮方法的gyroid型三周期極小曲面一次表面換熱器，所述壓縮的gyroid型三周期極小曲面芯體上的相對(duì)于工質(zhì)入口、工質(zhì)出口的一側(cè)以輪廓邊沿與所述殼體的內(nèi)壁密封連接，所述壓縮的gyroid型三周期極小曲面芯體上的與殼體的底面相對(duì)的一側(cè)與所述底面密封連接。
20、根據(jù)本申請(qǐng)一些實(shí)施例中的基于壓縮方法的gyroid型三周期極小曲面一次表面換熱器，所述第一方向與所述第二方向相互垂直。
21、本專利技術(shù)的有益效果：
22、在第一方面，本專利技術(shù)通過將典型gyroid型tpms結(jié)構(gòu)進(jìn)行壓縮，獲得基于壓縮方法的gyroid型三周期極小曲面一次表面換熱器。gyroid型tpms結(jié)構(gòu)在眾多tpms結(jié)構(gòu)中性能占優(yōu)，本專利技術(shù)是在gyroid型tpms結(jié)構(gòu)占優(yōu)的前提下對(duì)性能的再優(yōu)化，通過引入壓縮方法極大提升了換熱器芯體比表面積，降低了截面結(jié)構(gòu)的振幅，實(shí)現(xiàn)減阻增效。
23、在第二方面，本專利技術(shù)可用于解決石油化工行業(yè)中油品冷卻問題，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明本專利技術(shù)的具有壓縮的gyroid型三周期極小曲面芯體的換熱器，相較于具有經(jīng)典gyroid型三周期極小曲面芯體的換熱器，降低了展向壓降，并提升了換熱量，該優(yōu)化明顯提高了換熱器的換熱效果。
24、在第三方面，本專利技術(shù)沿x方向壓縮芯體的一次表面換熱器a1，α=2，β=1，γ=1，c=0.438，在高溫工質(zhì)平均壓降降幅比例最高，且換熱量平均增幅比例最高。平均壓降降幅比例、換熱量平均增幅比例效果提升具有同一性，即實(shí)現(xiàn)了同步壓降與換熱效果的同步提升，效果最優(yōu)。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于壓縮方法的Gyroid型三周期極小曲面一次表面換熱器，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于壓縮方法的Gyroid型三周期極小曲面一次表面換熱器，其特征在于，所述單個(gè)坐標(biāo)軸方向上晶格胞元的尺寸的系數(shù)是其他兩個(gè)坐標(biāo)軸方向上晶格胞元的尺寸的系數(shù)的整數(shù)倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2中任一項(xiàng)所述的基于壓縮方法的Gyroid型三周期極小曲面一次表面換熱器，其特征在于，還包括第一擋板(203)以及第二擋板(204)；
4.根據(jù)權(quán)利要求1-2中任一項(xiàng)所述的基于壓縮方法的Gyroid型三周期極小曲面一次表面換熱器，其特征在于，還包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于壓縮方法的Gyroid型三周期極小曲面一次表面換熱器，其特征在于，還包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1-2中任一項(xiàng)所述的基于壓縮方法的Gyroid型三周期極小曲面一次表面換熱器，其特征在于，所述壓縮的Gyroid型三周期極小曲面芯體(200)上的相對(duì)于工質(zhì)入口、工質(zhì)出口的一側(cè)以輪廓邊沿與所述殼體(100)的內(nèi)壁密封連接，所述壓縮的Gyroid型三周期極小曲面芯體(2
7.根據(jù)權(quán)利要求1-2中任一項(xiàng)所述的基于壓縮方法的Gyroid型三周期極小曲面一次表面換熱器，其特征在于，所述第一方向與所述第二方向相互垂直。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于壓縮方法的gyroid型三周期極小曲面一次表面換熱器，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于壓縮方法的gyroid型三周期極小曲面一次表面換熱器，其特征在于，所述單個(gè)坐標(biāo)軸方向上晶格胞元的尺寸的系數(shù)是其他兩個(gè)坐標(biāo)軸方向上晶格胞元的尺寸的系數(shù)的整數(shù)倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2中任一項(xiàng)所述的基于壓縮方法的gyroid型三周期極小曲面一次表面換熱器，其特征在于，還包括第一擋板(203)以及第二擋板(204)；
4.根據(jù)權(quán)利要求1-2中任一項(xiàng)所述的基于壓縮方法的gyroid型三周期極小曲面一次表面換熱器，其特征在于，還包括：
5.根據(jù)權(quán)利...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉瑜，閆廣涵，宋永臣，孫明瑞，張趙達(dá)，張曉凱，李帥，廖文鵬，肖帥林，楊海歌，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：大連理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。