平板和叉排散热器的综合换热性能分析及结构优化

本文引用无量纲品质因数F,分别对平板和叉排散热器的换热性能进行了综合分析。研究了空气流动速度、肋片排列方式以及几何尺寸对散热器综合换热性能的影响,并且以最小化F为目标函数优化了散热器。计算所得的数据有利于散热器结构的设计与改进。     

板式换热器在供热系统中的应用

本文介绍板式水－水换热器的基本特点,详述了它的计算、设备选型、组合方式和应注意问题。     

顺排与叉排套片式换热器的热力性能对比研究

套片式换热器的管束排列形式一般都是叉排,顺排非常少见。由于顺排形式的套片式换热器通常比叉排的流动阻力更小,因而对一些流动阻力有限制的场合,可以考虑使用顺排形式的套片式换热器。为论证这一点,对某种结构形式的顺排套片式换热器和叉排套片式换热器的热力性能进行了对比研究。为便于对比、分析,两个换热器试件的纵向管间距及管排数设计成相等。结果显示:两个试件的热力性能非常接近。分析表明,在某些应用场合,套片式换热器排列成顺排是更合适的选择。图7参6     

应用遗传算法优化设计紧凑式换热器

应用遗传算法对锯齿型板翅式换热器的结构进行了优化设计.以预定的传热量、两侧压降、体积等设计要求为适应度函数,通过对设计变量构成的种群个体进行适应度评估以及选择、交叉、变异等遗传操作,得到符合设计约束的换热器最优结构参数(如翅高、翅长、间距,以及长、宽、高等).此外,对10次计算得到的设计参数进行了统计分析.结果表明:相关结构参数的不确定度很小,应用遗传算法可以快速方便地对紧凑式换热器的几何结构参数作出符合设计要求的选择.     

板式换热器性能的数值模拟

建立了人字形板式换热器冷热双流道的流体流动与传热计算模型,利用计算流体力学软件对5组不同速度工况下换热器内流体的流动和传热进行了数值模拟,分析了换热器流道内的速度场、温度场和压力场.结果表明:数值模拟得到的板式换热器进、出口温差和压降与试验测量值的误差均小于6%;换热器内流体的流动和传热存在明显的不均匀性,导致其进、出口的另一侧出现明显的传热"死区";换热器的总传热系数和流道阻力均随着流体流速的增大而增大.     

等流速法在板式换热器传热试验中的应用

在换热器的传热性能试验中,对流换热系数的测定是一个重要的组成部分。对于板式换热器而言,用等雷诺数法来获得其对流换热系数是比较合适的一种方法,但对试验过程的控制要求比较高。文中阐述了一种修正的等雷诺数方法－－等流速法,它使试验过程的控制十分方便,通过实例,介绍了该方法的具体应用。     

应用遗传算法优化设计管壳式换热器

两级管壳式换热器优化设计是一个有约束非线性规划问题,目前还没有方法能够保证寻找到该问题的全局最优解.传统的转动坐标轴直接搜索可行方向法(DSFD方法)可以获得该问题的局部最优解,但该最优解对初始点的依赖性很大,需要多次尝试寻找"全局"最优解.应用遗传算法对两级管壳式换热器进行优化设计,优化结果与DSFD方法优化结果对比表明,遗传算法更易于寻找"全局"最优解,提高优化过程的效率.     

等雷诺数法在板式换热器传热试验中的应用

在换热器的传热性能试验中,对流换热系数的测定是重要的一个组成部分,对流换热系数的测定方法有很多种,但都有各自的应用范围和条件。对于板式换热器而言,用等雷诺数法来获得其对流换热系数是比较合适的一种方法,文中介绍了等雷诺数法的原理及其在板式换热器中的应用。通过实例,介绍了具体的试验及计算方法。     

板壳式换热器传热准则关系式的分析与实验研究

假设板壳式换热器为特殊板式换热器,介绍了板壳式换热器传热准则关系式的研究方法.分析比较了壁面温度测定法、等雷诺数法、威尔逊法和等流速法等的适用性,确定了利用等流速法来进行实验研究,并分别进行了测定实验和验证实验,测定实验控制进出口流速相同,验证实验控制热侧流速不变,改变冷侧流速,采用实验获得的数据拟合传热准则关系式,计算出传热系数的相对误差.结果表明:传热系数的相对误差小于5%,所得传热准则关系式是合理的,表明板式换热器的研究方法适用于板壳式换热器.     

冰级船板式换热器流动传热分析及结构优化

采用数值模拟方法研究换热板结构对冰晶两相流换热机制和流动特性的影响。研究结果表明:波纹倾角β=60°、波纹深度h=4 mm、波纹间距λ=12 mm为所研究的换热器适用于海水-冰晶两相流的最佳值。利用宽通道对其进行结构优化设计,并采用相关试验数据验证。结果表明:宽通道间距为16 mm时,换热强度最大,流动阻力较小,可有效防止冰晶堵塞板内沟槽,且此时的换热效果和流动特性最佳,适合极地工况下冰晶两相流流动换热。     

椭圆管与扁管管板式换热器换热性能的分析比较

本文对椭圆管与扁管管板式换热器的充分发展的周期性层流流动与换热特性进行了数值计算分析,给出了在400相似文献   

管壳式换热器折流部件优化研究进展

为了提高管壳式换热器的能源利用率,换热器强化传热的研究得到广泛关注。本文从强化传热原理、结构改进和设计优化等三方面对换热器折流部件的优化改进研究进行了分析和总结。其中,强化传热原理主要包括不同折流板通过改变流场的特性影响换热器性能;结构改进包括分段挡板、折流孔板和螺旋挡板的优化进展以及与单弓挡板的对比研究;设计优化包括利用各种新型算法对换热器结构参数的优化和成本的控制。针对管壳式换热器折流部件的强化传热问题,提出了非连续螺旋挡板的研究和结合多目标优化设计的结构改进是未来的重点研究方向。     

板式换热器可视化计算机辅助设计系统的研制

板式换热器是一种结构紧凑型的高效换热器,其换热及流动特性非常复杂,作者在Ｗindows９５平台上,综合利用Visual Basic、Autocad及Turbo C等软件开发了板式换热器可视化计算机辅助设计系统。利用该系统,使用者只需输入几个参数,系统便能自动完成从设计计算到绘图的全过程。系统界面友好,使用方便,实用性强。     

精确数学控制下多股流换热器的运行优化

本文在多股流换热器精确数学控制的基础上,针对板翅式平行流多股流换热器,从最小能耗的角度确定辅助流体间的最佳调节组合建立优化目标函数,对其进行了运行优化的研究.即当目标流体入口参数发生工况变动后,为了确保其出口的工艺条件,通过调节不同的辅助流体及不同辅助流体间的调节组合来寻求能量投入量最小,同时引入优化算法,可以快速的求解出最小能耗下辅助流体间的最佳调节组合.     

小管径穿片式翅片管三种间距下的换热与阻力特性

对3种基管外径(10 mm)和管间距相同、翅片间距不同的穿片式空气-水换热器的换热与阻力特性进行了试验研究,翅片间距分别为1.0、1.6、1.9 mm.得出了不同翅片间距下的管外换热系数和流动阻力系数以及相应的计算关联式,利用评价指标对3种试件的综合换热性能进行了评价.结果表明:翅片间距对管外换热性能的影响很大;在选择具有合理翅化比的换热器的翅片间距时还需考虑经济性和紧凑度等方面的因素.     

改进粒子群算法在管壳式换热器优化设计中的应用

以管壳式换热器每年的总费用作为目标函数,采用含随机扰动算子的改进粒子群算法(IPOS)对其进行了优化.在优化设计模型中,采用Bell-Delaware法描述壳侧流体,优化变量选择管程数、换热管内径和外径及间距、管布置方式、封头类型、流体分配方式、密封条数、壳程压降和管程压降.对采用IPOS算法得到的优化结果与相关文献的结果进行了比较.结果表明:IPOS算法具有全局收敛、计算精度高、稳定性好的特点,并能获得约束条件下管壳式换热器的最优设计方案.     

Conjugate Heat Transfer for Free Convection along a Vertical Plate Fin

<正>In this study,a new and effective improved Semi-Analytic and Semi-Empirical formula f(Pr)= (0.749999437Pr~(1/2))/((0.609+1.221Pr~(1/2)+1.238Pr)~(1/4))has been proposed to solve a conjugate problem with free convection in the incompressible laminar boundary layer flow and heat conduction in a solid wall for the flow passing a flat plate fin. A combination of flat-plate flow and flat-plate fin heat conduction has been considered in the present study.Finite -difference solutions for the interface temperature profiles and the heat transfer rates have been presented over the entire thermo-fluid-dynamic field for Prandtl numbers from 0.001 to 10000.First,the similar flow field has been solved by the Runge-Kutta method and the shooting methods,then the correlation equation of the local heat transfer coefficient have been obtained.Finally,the empirical formula has been substituted into the fin temperature heat conduction calculation processes to obtain the iterative solutions of the conjugate problems.     

基于粒子群优化算法的板式换热器优化设计

从板式换热器的结构出发,通过对板式换热器中的流程组合数和冷热流体流速优化分析,得出板式换热器最优结构参数的数学模型,并且结合实例,运用粒子群算法对其进行求解,最终得到更为合适的流程组合数和流体流速,使设计的板式换热器更经济,效率更高。     

基于遗传算法的污水换热器的优化研究

以污水换热器的年总费用为目标函数,应用遗传算法对污水换热器进行了设计参数的优化计算.介绍了遗传算法工具箱的使用方法.该方法克服了传统优化算法的缺陷;优化结果更加符合工程实际.并指出了减小污水换热器年总费用的主要方向.     

板壳式换热器金属腐蚀原因分析

介绍了300MW燃气-蒸汽轮机联合循环机组加热系统焊接型板壳式换热器的结构和运行情况,针对波纹换热板焊缝开裂及腐蚀问题,对换热板材质作了判断,确认为316L不锈钢;从裂纹分布及裂纹起源着手,对裂纹和撕裂部位进行了微观形貌观察和金属元素分析。分析认为在现有工作温度和氯离子含量等条件下,换热板应力腐蚀开裂的风险较小。换热器泄漏的主要原因是焊缝腐蚀和热应力相对集中。