热交换器强化传热结构设计优化计算方法研究

针对管壳式热交换器强化传热设计问题，建立了结构参数优化计算模型，采用Ｂｅｌ方法进行热交换器的热力及水力计算，正交网络法进行优化计算。该计算方法能较准确地预测热交换器的性能及强化传热设计的潜力，为热交换器的改进设计提供可靠依据。     

列管式热交换器的特征模型控制

列管式热交换器具有时滞和大惯性的特点,其出口温度会受到冷热流体流量和入口温度等的干扰,一般的PID控制系统的超调量大,过渡时间长,动态特性较差;本文通过研究热交换器的过程特性,建立对象特征模型,利用在线辨识构建自适应控制律,实时更新控制器参数,使用西门子SIMATIC PCS7对热交换器对象进行出料口的温度控制。结果表明,用该方法建立的热交换器控制系统能够很好地克服对象存在的各种扰动,缩短了过渡过程时间,具有良好的动态性能。     

基于热交换器的电开水器冷却设计研究

为改进电开水器接出的水温度较高无法直接饮用的问题,本文以人群密集单位常见的电开水器为研究对象,对出流进行冷却技术研究,并对采用热交换器的电开水器的经济效应进行分析;采用2台串联的1-2型管壳式热交换器,冷源采用电开水器来流,使得电开水器的出流温度保持在50度,并满足流量为0.06kg/s的需求,成本约为50元,每冷却17.5kg开水即可节约1度电,具有良好的冷却效果和性价比,对电开水器冷却设计提供优化的方案。     

基于最小二乘曲面拟合的流量计量温度补偿算法

针对时差法超声波式热量表流量计量结果受流体温度影响而存在的非线性误差问题,提出了基于最小二乘曲面拟合的温度补偿算法,通过建立温度和流量之间的非线性映射模型实现温度补偿。在实现温度补偿后,针对超声波式热量表自身计量特性的差异,进一步提出多温度点误差二次修正算法,根据相邻温度点的流量计量误差和可变权值计算当前的流量计量误差,对误差进行二次修正,实现流量计量的全局优化。实验表明,流量计量误差在±2.0%以内,具有较高的工程应用价值。     

热式流量计组合铂膜探头特性研究

针对微小流量测量精度不高以及重复性较差等特点,提出了一种基于组合铂膜探头的气体流量计。对该组合铂膜探头的温度特性以及温度补偿性能进行了实验研究,并给出了气体流量测量的实验数据;讨论了该流量计的特性曲线并运用基于正交多项式的最小二乘法进行了高次曲线的精确拟合。结果表明,该组合铂膜探头在微小流量测量中具有较高的灵敏度、较好的测量精度和重复性。     

热式质量流量计在多通道管路系统中的应用

根据多通道管路系统的结构特点,设计了一种专门用于此类系统流量测量的热式质量流量计.针对该流量计量系统,在综合误差分析的基础上,理论和实验研究了流量和输入电压、气流温度之间的关系,提出了在严格控制输入电压的情况下,还需对气流温度进行修正的思想.最后,对某一多通道管路系统,采用设计的热式质量流量计和普通热线风速仪进行了性能比较,在小流量测量时,其测量误差小于5%,试验时间缩短10倍.实验结果表明:该流量测试系统无论在准确度和数据采集方面都有显著的优点.     

一种电驱动双活塞式气体流量标准装置的研制

为了解决活塞式气体流量标准装置的最大检定流量受活塞缸容积限制的问题,开发了一种双活塞式气体流量标准装置。该装置利用2个活塞交替运行连续产生标准流量。简述了该双活塞式气体流量标准装置的检定原理,根据临界流流量计的检定规程和流量特性研究了装置的检定模型,介绍了装置软硬件设计,对装置进行重复性实验,结果表明:重复性优于0.05%,可以用于临界流流量计的检定。     

基于函数链神经网络的管道煤气流量计量系统

在管道煤气计量系统测量中引入了管道煤气相对湿度修正,并对采用湿度传感器转换相对湿度信号,利用函数链神经网络对管道煤气工况温度下所对应的水蒸汽饱和压力进行了拟合,得到了基于函数链神经网络的管道煤气流量计量模型和在线计量系统,从而可以大大简化管道煤气流量计量软件,在流量计设计范围内可以快速准确地实现管道煤气流量实时在线计量。实际应用结果表明:该计量系统测量管道煤气流量误差为±0.7%。     

下泄热交换器调节阀可靠性提升研究

某核电1～4号机组自商运至今,冬季环境温度较低时,下泄热交换器流量调节阀（RRI155VN）在自动状态下,下泄温度（RCV002MT）容易出现异常波动,无法维持35℃的设定值。通过对PID参数优化、阀门调节特性诊断等手段处理后基本消除冬季下泄温度波动问题;但环境温度过低时,阀门达到最小设定开度（10%）后出现下泄温度降至27℃的现象。结合历史调节情况和调研同行综合分析后,在验收范围内对阀门零点进行迁移后彻底消除缺陷。分析研究了RRI155VN当前存在的问题和处理措施,并提出了改进方案,对后续处理同类型问题有借鉴意义。     

液态肥扭力靶式流量计的研制及试验研究

为了实时检测液态肥变量施肥系统中排肥口的流量,研制了一种液态肥扭力靶式流量计.采用力-扭力管-应变电压的转换方式设计了流量计结构,建立了流量与应变电压的数学模型;采用FLUENT软件分析了不同靶片形状和不同直径比对扭力靶式流量计性能的影响;制作样机并对扭力靶式流量计的性能进行了校验实验.实验结果表明,该扭力靶式流量计测量结果稳定可靠,可测流量范围为0.2m3/h~3.9m3/h,误差小于2.0%FS.满足液态肥变量施肥系统中流量测量的要求.     

换热网络流程模拟系统

本文建立了由换热器、分流器和混合器构成的换热网络流程模拟系统。经过系统分解求出系统中可以独立求解的子系统并给出计算顺序,对环路子系统,求出最佳断裂物流数及物流号,建立了基础物性数据库和标准系列换热器结构参数数据库。提出了校正传热单元数法求换热温度,结果输出详细,经对许多实例的模拟计算,取得了令人满意的结果。     

串级控制的换热机组

分析了换热机组的组成和控制方式,建立了换热机组的传递函数,结合工程实例对换热机组串级控制的原理、特点及实现进行了说明,并给出了经验数据。     

Optimal Allocation of Heat Exchanger Investment

The optimal allocation of a given investment capital to the heat exchanging inventory is studied for heat engines, refrigerators and heat pumps. The study is based on an endoreversible model operating between two constant temperature heat reservoirs at optimal thermodynamic performance, which is either minimal entropy production or maximum power production. The analysis accounts for the fact that the actual costs of heat exchangers equipment is subject to the material, design and operating conditions of the heat exchangers so that the dependence between the costs and heat transfer coefficients generally needs to be considered as nonlinear and different for the hot and cold side of the system. Contrary to existing results showing no difference between cyclic and stationary operation for Newtonian heat transfer we find one. This result also pertains to non-Newtonian heat transfer.     

采暖换热系统升级改造方案

原来采暖换热系统的供水温度依靠人工手动设定调节,供水温度不能随天气的变化而及时调整设定温度,造成能源浪费,因此,对采暖换热控制系统进行升级改造,采取使用西门子公司PLC控制和E+E温度传感器,使之稳定性、可靠性得到进一步提高,满足用户的采暖供热需要.     

多功能换热器数学模型的开发研究

针对目前国内用于化工流程仿真的换热器模块计算功能不全面的情况,为了提高通用仿真软件中换热器的计算功能,开发了换热器功能模型。改进的换热器模型能实现换热器计算热负荷,并能计算换热器面积。除此以外,还具有自动判断相变以及处理温度交叉现象的功能。首先对换热器计算功能进行了分类,然后基于物料平衡、热量平衡和总传热速率方程等分别建立其数学模型,并实现对模型的求解,最后以异丙醇、正丁醇、正戊醇的混合物为例进行了仿真计算。仿真结果与实验值基本吻合,平均相对误差较小。结果表明,数学模型的建立是正确的,可以用于换热器换热过程的仿真,并为实际生产过程提供理论基础和支持。     

换热网络数值模拟稳定性分析

换热网络的数值模拟在换热网络的定量分析中起着重要作用。但在模拟计算中,有时表现出数值稳定性差。提高数值稳定性的方法,目前多通过改善算法来实现。本文通过对换热网络数值模拟的误差分析,提出了误差放大因子的概念,并依此选择迭代变量。通过对迭代变量的选择,达到提高换热网络数值模拟稳定性的目的。     

热管换热器在电机冷却器中的应用

为解决火电厂及工业生产领域中大功率电动机背包式水冷却器因发生管裂漏水、管面结露而危及电机安全运行的问题,应用热管理论和技术成果,设计了热管式气－ 水冷却器取代原来的冷却器。利用热管的换热特性、设计方法、制造工艺和结构特点等,论述了解决上述问题的理论和实践的可行性,做到即能满足换热要求,且所需费用少、实施难度小、不改变原有设备及系统。     

换热网络的一般结构模型

本文在定义了矩阵的元积运算和网络参数状态矩阵,推导了相应的运算法则之后,在单台 换热器的热量、质量平衡基础上,推导了适用于任意结构的换热网络模型.同时,提出了一种 新的建模方法.     

基于OpenGL的翅片管式换热器可视化仿真方法

采用OpenGL的可视化技术和计算机编程技术，对制冷、化工领域中常用的翅片管式换热器进行可视化仿真，详细地介绍了采用三维图形来显示翅片管式换热器结构的方法，以及用颜色渐变图来显示仿真结果的方法。采用这种方法开发的翅片管换热器仿真系统具有友好的用户交互性和良好用户操作性，给翅片管式换热器的仿真和设计提供了一个友好的和形象的开发平台，可以有效地缩短换热器的设计周期，提高换热器设计质量。该文所提出的可视化仿真方法，对制冷和化工领域中应用的其他热交换设备的仿真具有应用价值。     

飞机环控系统热交换器优化分析

将和中以热力学第二定律为基础的熵产分析方法应用于飞机环境控制系统的部件级优化设计,通过分析空气在环控系统中的流动过程,得出系统熵产与给定初始条件的函数关系,结合热交换器设计计算过程,得到当引气压力和座舱设计温度变化时热交换器热边流动长度、冷边流动长度和高度之间的比例关系对整个系统熵产的影响.