考虑柔性和控制解耦的换热网络优化综合

本文在分析了换热器网络柔性及其控制特点基础上,提出了换热网络柔性指标系数的概念和控制解耦的物理方法,同时将该两项指标引入到换热网络综合和优化之中,建立了一种考虑柔性和控制解耦的换热器网络优化综合方法.结果表明,应用该方法获得的换热网络结构参数能够在保证设计工况性能条件下,具有更佳的扰动适应能力和控制性能.     

垂直非结构模型应用于换热网络优化

节点非结构模型优化换热网络时会出现换热器交叉排列的情况,分析发现在相同传热负荷下交叉结构比垂直结构换热单元总传热面积增大,同时明显降低算法的计算效率.基于此,建立垂直非结构模型.与节点非结构模型相比,垂直非结构模型降低了优化过程中的计算复杂度,并且能够消除交叉结构带来的不利影响,有效提升了优化的效率及求解精度.应用两个算例对基于垂直非结构模型的强制进化随机游走算法（RWCE）进行优化性能分析,取得了优于文献的结果.     

相变换热单元动态过程的不可逆性分析

换热单元动态过程的热力学分析可为换热器的结构设计与运行参数调整提供依据.本文根据相变换热器的基本原理与质量、能量守恒方程,将相变换热器的工作过程用微分方程来表述,建立了典型相变换热单元的动态模型,得到了换热器动态过程的换热规律,进而研究了不同结构参数下换热单元动态过程的熵产变化规律.结果 表明:与稳态过程相比,动态过程...     

组合式多壳程螺旋折流板管壳式换热器数值模拟研究

本文采用数值模拟方法对内壳程为非连续螺旋折流板的组合式螺旋折流板和单壳程弓形折流板管壳式换热器壳侧流动换热特性进行对比研究,结果表明:相同壳程质量流量和相同换热量条件下,组合式两壳程螺旋折流板换热器的压损比弓形折流板换热器降低14.6%;相同壳程质量流量条件下,组合式两壳程螺旋折流板换热器单位压降下换热量比弓形折流板换热器提高10.8%.     

一种新型的交变流动换热器的工作原理及实验

交变流动系统中的传统换热器由于受到长度、换热面积和其它因素的限制,往往难以进一步强化换热,在大功率系统中应用受到限制.本文提出了一种压力波驱动的非共振直流型换热器,该换热器利用一对单向阀片把交变流动热力系统中工作气体的流动转化为单向直流.与传统的换热器比较,这种新型的换热器在简化设计和制造工艺的同时又增强了换热能力.本文对该换热器的工作原理进行了介绍,并设计建立了非共振直流型换热器实验台,对该换热器在不同工况下的换热性能进行了测试.实验验证了该换热器在实际应用中的可行性.     

螺旋折流板换热器流动与换热特性的试验分析

对螺旋折流板换热器的流动及换热特性进行了试验研究与分析.结果表明,当保持螺旋周期为定值时,在相同流量下和相同壳径下,螺旋折流板换热器的壳侧压降随螺旋角增大而减小,且远低于弓形折流板的管壳式换热器;壳径减 小时,压降增加明显.相同Re下,螺旋折流板换热器的壳侧换热系数低于弓形折流板,在螺旋角为40°时达到最大值.相同流量下,螺旋折流板管壳式换热器单位压降和单位泵功下的换热系数均高于弓形折流板管壳式换热器.     

列管式相变储能换热器强化换热的数值研究

在考虑自然对流的情况下,利用FLUENT软件研究了进口工况、模型结构、相变材料物性及相变材料组合对列管式相变储能换热器储热换热性能的影响。结果表明:在进口功率一定的条件下,提高进口温度或进口速度对强化换热效果影响不大;管内添加翅片及提高相变材料导热系数对强化换热较为显著,最佳的翅片结构较光管结构的完全熔化时间缩短了30.7%,但在一定程度上削弱了自然对流的作用;对于管列数较多的情况,使用相变材料组合是一种有效的强化换热方式.     

应用固定投资费用松弛策略的换热网络优化

启发式算法优化有固定投资费用的换热网络时，由于存在整型变量而造成结构进化困难，提出固定投资费用松弛策略.对固定投资费用进行松弛处理实现对数学模型的简化，当换热器换热量很小时固定投资费用几乎为零，随着换热量的增大，固定投资费用以一定斜率逐步增大最终等于实际值.通过松弛强度系数控制变化斜率，在保证优化结果可靠性的基础上引导存在结构进化障碍的换热器生成或消去.对文献中两个算例的优化结果进行分析，考察不同松弛强度下对换热器生成、消去的作用.提出基于固定投资费用松弛策略的强制进化随机游走算法，并应用于换热网络实例.     

微型燃气轮机用CW原表面回热器蠕变分析

高效紧凑式微型燃气轮机用原表面回热器,长期处于高温高压工作环境,换热片材料会随着工作时间延长而发生不可恢复的塑性变形(即蠕变).发生蠕变后,气流通道变形严重,气流流通不畅,甚至会造成换热片破裂,导致回热器报废.本文应用隐式蠕变Norton方程分析了CW(Cross Wavy)原表面回热器在工作条件下运行40000h后的蠕变情况,验证了换热器材料的可靠性,发现空气和燃气通道的压差是产生蠕变的主要原因,并提出了合理的压差范围和有效预防蠕变的通道结构型式,通过对不同材料蠕变情况的对比,建议回热器应选用含有抗蠕变金属Nb的不锈钢材料制造.     

大功率水冷系统换热问题及改造效果分析

分析了稳态强磁场实验装置大功率水冷系统换热所存在的问题,以及导致该问题的多种原因.提出了在现有条件下具体的改造方法,包括增加板片提高换热面积以及对其进行拆除清洗减小污垢热阻.对比分析了板式换热器改造前后在不同水冷磁体运行负荷下的换热效果.提出了此类水冷系统换热问题的根本原因及解决办法,为其他水系统设计及改造提供参考.