基于粒子群优化算法的燃气轮机间冷器结构优化

针对间冷循环燃气轮机间冷器结构的高效紧凑性要求,本文提出了一种基于粒子群优化算法的燃气轮机间冷器结构优化方法。以间冷器质量最小为优化目标,选择间冷器换热效率与气侧压力降损失率为约束条件,对间冷器气侧通道板间距、液侧通道板间距、气侧翅片间距、气侧翅片厚度、间冷器长度、间冷器宽度以及气侧通道层数7个参数进行优化。以某型间冷器为例验证该方法的有效性,并与传统的遗传算法优化结果进行对比分析。研究结果表明,在相同的间冷器设计参数和相同的优化变量搜索范围条件下,采用粒子群优化算法得到的间冷器结构更加紧凑,间冷器综合性能更优。     

换热技术从大型化向微小化的发展

在分析传统换热器结构特点的基础上，具体分析了目前常用紧凑式换热器的结构、性能及应用情况，阐述了微型化学（化工）机械系统的发展及应用情况。以氨冷器为例，分别进行了板翅式换热器和另一种高效的小型换热装置——热管换热器的设计，表明板翅式换热器具有更加高效的换热效率和紧凑的结构，由此综合说明了换热技术从大型化向紧凑化、微小化发展的必然趋势。进一步以典型的微型化换热器装置——微通道换热器、微通道蒸发器和微通道加热器为例，具体分析了微型换热技术广阔的应用前号。     

燃气轮机间冷器设计及试验研究

为了提高燃气轮机的功率,一种有效的方法就是在高低压压气机之间增加间冷器,从而降低高压压气机进口的温度,减少耗功。考虑到燃气轮机总体设计需求,间冷器设计必满足高效、紧凑的要求。用解析法对间冷器的性能进行设计计算,搭建试验台对其性能进行验证,试验结果表明:换热效率误差为1.8%,空气侧流阻误差为30.5%,水侧流阻误差为2.03%。通过分析对比解析计算结果与试验结果,提出换热效率及空气侧流阻修正公式,为板翅式换热器的设计提供了参考依据。     

盘管式蓄冷装置蓄冰过程的模拟研究

本文对盘管式蓄冷装置的蓄冷过程建立了集总参数的数学物理模型,并进行了理论计算.分析了该系统的换热效果,讨论了某些参数的变化对蓄冷器换热特性的影响.计算结果对该类换热器的设计和性能优化有一定指导作用.     

基于换热单元非均匀流动的换热器整体等效计算方法研究

为了解决因翅片与换热器整体尺寸跨度较大、新型换热器设计过程中缺乏试验数据而难以进行换热器整体性能模拟预测的问题,提出了一种基于换热单元非均匀流动的油冷器等效计算方法。该方法利用油冷器单元模型进行数值模拟,从中提取出换热单元的流动与换热特性参数,将该参数代入简化为多孔介质的油冷器整体模型中进行等效计算。结果表明,该方法在大范围内获得与试验数值相一致的结果,换热功率平均误差在试验工况范围内为3.5%。此外,等效计算换热的准确性受到换热参数拟合精度的影响,该影响可通过增加单元换热模拟工况点得到改善。     

并且建立一维数

在锅炉换热器中通常含有多种复杂的管路，各个通道内水流或汽水流的分配是否合理与热交换器能否安全运行有密切关系。以中原乙烯公司发生过一次炉管失效事故的换热器为例，分析事故发生的原因。并且建立一维数学模型，进行了数值计算，得出了流量分配情况，给出了一种合理分配流量的设计方案。该模型条理清晰，算法误差小。用该方法可对各种复杂通道的流量分配进行计算和优化。     

复杂循环船用燃气轮机间冷器的数值模拟

在间冷(IC)循环燃气轮机中,间冷器是时燃气轮机性能有重要影响的部件.为了确定机上布置问冷器结构型式,针对某船用燃气轮机提出了3种间冷器结构方案,并进行了数值模拟,经过优化,得出了较好的模拟结果.由于在计算时对模型进行了简化,压降损失的计算结果不够准确,因此又进行了小流道的模拟计算,据此对3个方案压降损失的计算结果进行了修正.     

板式换热器热工选型优化算法探讨

介绍了各种板式换热器选型优化算法的优缺点,基于板式换热器的特点提出了一种热工选型和优化算法,该方法将传统换热器的校核计算与板式换热器特有的通道结构有机结合,物理概念清晰,简单易懂。针对某一工况和板型找到最佳的通道组合形式和最小的换热面积,计算结果比较表明该算法简单可靠。     

基于CFD的油冷器流动和换热性能

利用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)软件Fluent对某板翅式油冷器进行仿真计算分析,得到油冷器压力场、温度场和流场的分布情况,评价该油冷器的工作性能并保证其工作的可靠性。根据油冷器性能试验选取3组不同的工况进行模拟计算,并将模拟结果与试验结果进行对比,仿真结果表明:在误差容限范围内,仿真数据与试验结果吻合良好,仿真方法合理。     

多股流板翅式换热器温度交叉的数值分析

以平行多股流板翅式换热器为研究对象，给出了考虑翅片旁通作用的多股流板翅式换热器流体和翅片的能量方程。在改变多股流板翅式换热器各通道的流体参数、流动方式及换热器的结构参数等情况下，对能量方程进行数值求解，获得了各通道的流体温度分布情况及相邻通道的流体温度差，并分析了流体参数、流动方式和结构参数的变化对相邻通道流体温度交叉的影响。     

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.     

套管换热器对流换热的数值模拟研究

本文建立了一种复杂的数学模型用于预测套管式换热器内流体的流动及传热特性。数学模型包括计算流体力学模型和计算传热学模型。其中,计算传热学模型中的湍流扩散系数是利用温度方差t2和温度方差耗散率εt来求解,而不是利用通常采用的Pr数假设值或实验测定值来求解。为验证新建立模型预测结果的准确性,本文将数值模拟结果与文献中的实验结果进行了比较,结果吻合较好。     

Heat extraction characteristic of embedded heat exchanger in honeycomb ceramic packed bed

On the basis of experimental verification of mathematical model, the influence of honeycomb ceramic on heat extraction is numerically studied under the steady state condition. The calculation results show the packed honeycomb ceramic influences the extracted heat of heat exchanger by changing the flow field while not radiation heat transfer of heat exchanger outer wall, and the difference between the extracted heat of heat exchanger embedded in packed bed and that of heat exchanger in empty bad is gradually obvious with gas temperature increasing under the condition of the same gas mass flow rate. In addition, under the same operating condition, when the two characteristic sizes of heat extraction zone honeycomb ceramic in the vertical gas flow direction increase, the extracted heat of embedded heat exchanger shows a trend of first increase while extracted heat of embedded heat exchanger shows a trend of decrease because the decreasing of the windward and leeward side gas flow velocity of heat exchanger results into weakening of convective heat transfer of embedded heat exchanger outer wall.     

R290热泵供热换热器的节能性能研究

通过建立R290热泵供热换热器模型,对R290供热换热器的总传热系数进行计算,得出增大R290的质量流速,减小换热管的直径,降低冷凝饱和温度,可增加总传热系数,减少供热换热器尺寸,节约金属材料。通过对R290冷凝流动过程的压降计算,得到随着换热管内径、换热管长、R290质量流量和冷凝温度的变化,沿程阻力压降的变化最大,而局部阻力压力降和加速度阻力压降的变化较小。应从系统运行性能和加工成本等方面综合考虑,优化选择合适的管径、管长和R290质量流量,以节约能源,保护环境。     

间歇式热处理炉传热计算与分析

建立了台车式热处理炉炉膛传热数学模型和辐射换热器工作模型，分析了换热器的传热特性（空气预热温度、壁温、传热系数）随炉况的变化。结果表明，辐射换热器的传热特性随炉子的升温及保温过程变化而波动很大，因而对炉子的热工性能产生了影响。     

土壤源热泵U型埋管换热器传热的非稳态数值模拟

本文基于能量平衡方程,建立了土壤源热泵U型埋管换热器周围土壤的非稳态传热模型,用所建立的传热模型对土壤源热泵冬季取热过程进行了动态模拟.研究了不同物性土壤温度及U型埋管出口流体温度的变化规律,分析了土壤物性对换热器换热性能的影响,采用间歇运行方式提高了换热器换热能力.通过建立数学模型得出的结果,可供设计参考.     

蓄冷平板相变换热器凝固传热特性研究

本文建立了蓄冷平板相变换热器中蓄冷平板单体凝固过程变化规律的数理模型,并用一种简便方法求解了凝固过程非稳态移动界面传热问题,获得了有关传热速率,界面移动,载冷剂出口温度的变化规律,讨论了蓄冷平板相变换热器的传热特性。     

换热器传递有效度

通过阐述效率法在工业炉余热回收换热器的热力学性能分析中的局限性,提出了一个新的评价换热器热力学性能的概念——传递有效度,得到了一般计算式。讨论了传热单元数、冷热流体热容量比和流型对换热器传递有效度的影响,并把换热器传递有效度和效率以及换热器无因次熵产数进行了比较。     

再生式换热器的实验研究与数值模拟

为了解再生式换热器工作特性,采用Matlab软件计算简化后的模型,对换热器内流体和固体的温度分布进行了数值模拟,并进行了实验验证.研究了蓄热体长度、比表面积、速度和蓄热体材质对换热效果的影响.结果表明,面积和流速对换热效果影响明显,而改变蓄热体材质基本无影响.     

两种用于HCPV/T的水冷换热器传热特性的对比实验研究

本文对两种适用于高倍聚光发电供热（HCPV/T）系统的多槽道和微通道水冷换热器进行了实验研究。利用模拟热源模拟了HCPV/T系统中光伏电池工作时的热流密度,分别研究了流量、壁面温度和输入电压对两种换热器传热特性的影响,并利用传热学理论对两种换热器的特点进行分析,获得了两种换热器努赛尔数Nu与雷诺数Re的拟合经验公式。实验结果表明,微通道换热器在低流量下有较强的换热能力,但在高流量下,换热能力无法随流量增大继续提高;多槽道换热器在低流量下换热能力不佳,但在高流量下仍可随流量增大继续提高。