换热模组的温度场分析方法与流程

本发明涉及换热模组，尤其涉及一种换热模组的温度场分析方法。

背景技术：

1、微通道换热技术因其具有较大的比表面积和较高的传热系数，在高热流密度散热领域显示出巨大优势。然而，微通道内部流动形态复杂，气液两相流动状态多变，导致换热性能预测困难，制约了微通道换热器的优化设计和控制。

2、相变储能技术能够显著提高换热系统的能量密度和温度控制精度，但相变过程中的传热机理复杂，涉及热传导、对流换热和相变潜热等多种传热方式的耦合，且相变区域的温度场分布难以准确测量和预测。现有的温度场分析方法大多基于简化模型，忽略了流动形态、相变特性等关键影响因素，导致分析结果与实际工况存在较大偏差。

技术实现思路

1、本发明提供了一种换热模组的温度场分析方法，本发明提升了换热性能预测的准确性，同时，得到了兼顾换热效率和能耗的最优控制参数。

2、第一方面，本发明提供了一种换热模组的温度场分析方法，所述换热模组的温度场分析方法包括：

3、对微通道双相态精密相变换热模组进行多源数据采集，得到温度场采集数据、压力数据、流量数据和相变材料特性数据；

4、对所述压力数据和所述流量数据进行无量纲数分析计算，得到流型判据数值，并根据所述流型判据数值计算气液两相流动换热系数分布数据；

5、将所述气液两相流动换热系数分布数据和所述相变材料特性数据代入相变传热控制方程进行耦合计算，得到相变区域传热特性数据；

6、根据所述相变区域传热特性数据和所述温度场采集数据输入径向基函数插值算法进行共轭梯度迭代计算，得到温度场重建数据；

7、将所述温度场重建数据输入温度场演变预测模型进行温度场演变预测，得到温度场预测数据；

8、根据所述温度场预测数据建立包含换热效率和能耗的双目标优化函数，并通过粒子群算法迭代求解得到换热器控制参数。

9、第二方面，本发明提供了一种换热模组的温度场分析装置，所述换热模组的温度场分析装置包括：

10、采集模块，用于对微通道双相态精密相变换热模组进行多源数据采集，得到温度场采集数据、压力数据、流量数据和相变材料特性数据；

11、分析模块，用于对所述压力数据和所述流量数据进行无量纲数分析计算，得到流型判据数值，并根据所述流型判据数值计算气液两相流动换热系数分布数据；

12、计算模块，用于将所述气液两相流动换热系数分布数据和所述相变材料特性数据代入相变传热控制方程进行耦合计算，得到相变区域传热特性数据；

13、迭代模块，用于根据所述相变区域传热特性数据和所述温度场采集数据输入径向基函数插值算法进行共轭梯度迭代计算，得到温度场重建数据；

14、预测模块，用于将所述温度场重建数据输入温度场演变预测模型进行温度场演变预测，得到温度场预测数据；

15、求解模块，用于根据所述温度场预测数据建立包含换热效率和能耗的双目标优化函数，并通过粒子群算法迭代求解得到换热器控制参数。

16、本发明第三方面提供了一种换热模组的温度场分析设备，包括：存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令；所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述指令，以使得所述换热模组的温度场分析设备执行上述的换热模组的温度场分析方法。

17、本发明的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述的换热模组的温度场分析方法。

18、本发明提供的技术方案中，通过建立考虑流型特征的无量纲分析模型，结合气液两相流动换热系数分布数据，准确描述了微通道内部的流动换热特性，提升了换热性能预测的准确性；采用多源数据融合的温度场重建方法，综合利用温度传感数据和相变区域传热特性数据，实现了换热器温度场的高精度重建；引入物理约束的深度学习预测模型，通过能量守恒约束和注意力机制，保证了温度场预测结果的物理合理性；构建了基于自适应粒子群算法的多目标优化方法，通过熵权法和topsis决策，得到了兼顾换热效率和能耗的最优控制参数。

技术特征：

1.一种换热模组的温度场分析方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的换热模组的温度场分析方法，其特征在于，所述对微通道双相态精密相变换热模组进行多源数据采集，得到温度场采集数据、压力数据、流量数据和相变材料特性数据，包括：

3.根据权利要求2所述的换热模组的温度场分析方法，其特征在于，所述对所述压力数据和所述流量数据进行无量纲数分析计算，得到流型判据数值，并根据所述流型判据数值计算气液两相流动换热系数分布数据，包括：

4.根据权利要求3所述的换热模组的温度场分析方法，其特征在于，所述将所述气液两相流动换热系数分布数据和所述相变材料特性数据代入相变传热控制方程进行耦合计算，得到相变区域传热特性数据，包括：

5.根据权利要求4所述的换热模组的温度场分析方法，其特征在于，所述根据所述相变区域传热特性数据和所述温度场采集数据输入径向基函数插值算法进行共轭梯度迭代计算，得到温度场重建数据，包括：

6.根据权利要求5所述的换热模组的温度场分析方法，其特征在于，所述将所述温度场重建数据输入温度场演变预测模型进行温度场演变预测，得到温度场预测数据，包括：

7.根据权利要求6所述的换热模组的温度场分析方法，其特征在于，所述根据所述温度场预测数据建立包含换热效率和能耗的双目标优化函数，并通过粒子群算法迭代求解得到换热器控制参数，包括：

8.一种换热模组的温度场分析装置，其特征在于，用于执行如权利要求1-7中任一项所述的换热模组的温度场分析方法，包括：

9.一种换热模组的温度场分析设备，其特征在于，所述换热模组的温度场分析设备包括：存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令；

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，其特征在于，所述指令被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的换热模组的温度场分析方法。

技术总结本发明涉及换热模组技术领域，公开了一种换热模组的温度场分析方法。所述方法包括：对微通道双相态精密相变换热模组进行多源数据采集，得到温度场采集数据、压力数据、流量数据和相变材料特性数据；进行无量纲数分析计算，得到流型判据数值，并计算气液两相流动换热系数分布数据；进行耦合计算，得到相变区域传热特性数据；进行共轭梯度迭代计算，得到温度场重建数据；将温度场重建数据输入温度场演变预测模型进行温度场演变预测，得到温度场预测数据；根据温度场预测数据建立包含换热效率和能耗的双目标优化函数，求解得到换热器控制参数，本发明提升了换热性能预测的准确性，同时，得到了兼顾换热效率和能耗的最优控制参数。技术研发人员：赵小健,朱代合,谢锋,谢必华,谢洪梅,王娅,周艳,徐敏,王紫怡,吴全圣受保护的技术使用者：广东精冷源建设有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6