印刷电路板换热器（Printed circuit heat exchanger, PCHE）设计过程中的独特性及面临的挑战

1) 目前PCHE的热水力学设计大多以一个(或几个)通道为分析域，并假设整个PCHE的周期模式适用。其中，封头区域是将流体从管道入口分配到通道中的部分，而换热板片区通常是分开研究的。这是由于计算费用问题(即它将需要很长时间的计算模拟工作来完成计算)，因此这种方法是有必要的用来模拟整个热交换器。但在实际应用中，封头区域和换热板片区流动相互作用强烈。模拟设定的理想化条件并不能真实反映印刷电路板换热器（Printed circuit heat exchanger, PCHE）的真实性能。

2)大多数现有的PCHE研究都集中在传统的热工水力学方面，即压降、传热、热容等。然而，PCHE最大的挑战之一是在热应力方面，例如PCHE材料强度和接头的应力、蠕变、疲劳。通常情况下，PCHE的热应力性能最终决定了PCHE的安全性、可靠性和经济性。

针对这类颇为让客户头疼的问题，航烨积攒了多年的微细通道设计经验，并且独创了快速响应式微通道热应力分析校核模块，为客户在设计阶段就免除后顾之忧，降低废品率，从而在起跑线为客户换热器定制降低费用、提高可靠性。

我们的研究包括设计PCHEs，使由于热和机械效应而施加的应力远低于组件材料和接头的失效强度。特别值得关注的是由于热膨胀系数产生的应力、(CTE)PCH板与用作防腐蚀层/涂层的粘合箔之间的不匹配。此外，我们还研究了压缩应力的影响，通过使用特制的外部夹具，以补偿s-CO2通道内升高的压力。这种方法可以通过增加接头的失效应力来提高接头的可靠性。热-力学分析将有助于最大限度地利用不锈钢、钛合金、铝合金、碳化硅等材料在高温下的高刚度，并且避免由于热膨胀引起的应力超限。