对流换热可控温差场分布原则

应用火积概念导出了对流换热过程的火积耗散表达式,进一步基于火积耗散极值原理讨论了换热器N股冷、热流在不同情况下参与换热的优化。研究表明,若参与换热的任何冷、热流之间的温差可以独立调控,在总换热量一定寻求火积耗散最小或在总火积耗散一定的条件下寻求换热量最大,则整个换热系统冷、热流之间的温差分布均匀时换热最优;若参与换热的任何冷、热流体之间的换热量或火积损耗可独立确定,则换热冷热流之间的温差分别保持各自的均匀温差分布时换热最优;若在任何冷、热流之间存在可能换热的情况下,无论是总换热量一定时寻求火积耗散最小,还是总火积耗散一定时寻求换热量最大,整个换热系统不同的冷热流换热的优化温差并不是同一个常数。     

连续重整装置换热网络节能研究

采用夹点技术对连续重整生产过程进行用能分析,找出系统中用能不合理的环节,在不改变装置主要设备的前提下,针对这些环节对换热网络进行改造,实现了装置的节能降耗。现行换热网络热公用工程用量为43 664 kW,冷公用工程用量为25 139 kW。夹点温差确定为20℃,根据冷热组合曲线图,确定夹点位置在110℃处,最小热公用工程量为36 742 kW,最小冷公用工程量为18 216 kW,装置的节能潜力为热公用工程15.9%,冷公用工程27.5%。参考夹点设计原则并考虑现行的换热网络结构,提出了换热网络的改造方案:拆除一台加热炉,新增五台换热器和一台冷却器。最终可节约热公用工程4 584 kW,节能10.5%;节约冷公用工程4 580 kW,节能18.2%,节能效果显著。     

多参数优化拟合确定换热器冷、热流体换热规律的研究

本文根据传热原理,应用优化的方法确定了换热器的换热面两侧冷、热流体换热规律,该方法可用于确定多未知参数的计算,实际应用证明该方法有较高的计算精度。     

换热器效率的影响因素及其在热经济分析中的作用

通过对简单换热器的效率进行分析,得出了在忽略热损失及压力损失时,换热器的火用效率不仅与换热温差的大小有关,而且与热冷流体的温度有关的结论;提出了在热经济分析中,不能简单地根据效率的高低来判断换热器的结论.     

用夹点法合成常减压蒸馏装置的换热网络

采用夹点法对某炼油厂常减压装置的换热网络进行了优化合成，与原换热网络相比，本换热网络的加热炉热负荷大约降低了１２．７％，换热面积增大了７．８％，冷公用工程均用于发生水蒸汽．     

带热贮存的间歇过程最小公用工程目标的确定

在级联分析法的基础上,采用只考虑热源与热阱的级联表,认为直接换热是单个时间段内热源与热阱的匹配,间接换热是所有时间段内热源与热阱的匹配;通过将热源、热阱等价为热流、冷流,提出了二次级联法;在分析各种热贮存传热温差的基础上,确定了带热贮存的间歇过程最小公用工程。     

折流杆换热器的工程优化设计

利用折流杆换热器的传热性能和流动特性，从设备技术经济学角度和工程实际出发，提出以寿命周期费用为目标函数，在给定热负荷及折流杆换热器多约束条件下，寻求折流杆换热器的工程优化设计。     

U型地埋管地源热泵系统换热试验研究

文中介绍了垂直U型埋地换热器地源热泵系统的现场换热试验方法,并结合某地源热泵示范工程,通过垂直竖井单U型管埋地换热器的现场换热试验,研究了地下换热器的进出水温差和平均温度,冬夏季地源热泵的吸（排）热量、制热（冷）量及循环性能,为地源热泵的工程设计提供了参考。     

基于夹点技术的加氢裂化装置换热网络节能改造

基于炼油厂加氢裂化装置现行换热网络,利用夹点技术对其进行分析改造,得到了较好的节能效果。首先以夹点温差为20℃,计算得出该装置换热网络的夹点温度为125℃,最小热公用工程量为10 449kW,最小冷公用工程量为49 193kW;针对换热网络不合理的情况提出节能改造方案,然后对提出的节能方案进行严格模拟,确定该方案可节省57.89%的热公用工程和27.76%的冷公用工程,投资回收期为1.2a。     

换热器网络窄点区物流分枝选择原则的分析

为了获得最小能量需求的换热器网络，可通过窄点设计法来确定是否有必要进行物流分枝。本文分析了物流分枝与物流匹配、换热器个数之间的关系，阐明了物流分枝的位置和分枝热容流率的大小。通过热容流率各矩阵和热负荷矩阵的系统分析，设计出物流分枝网络。     

吉化炼油厂第二常减压换热网络的优化节能研究

应用换热网络软件包 ,对吉化炼油厂第二常减压换热网络进行了优化节能研究 ,找出了原有换热网络存在的问题 ,通过换热网络的合成、分析、换热器优化设计及流程模拟 ,提出了对原有换热网络优化改进的方案 ,并进行了优化设计 .改进后换热网络的初底油换后温度由原来的 30 2℃提高到 32 2℃ ,2 0 0 0年 5月大检修期间改造开车一次成功 ,2 0 0 0年 6月对装置进行了技术标定 ,其各项指标均达到了设计值 .每年直接节省燃料油 4918吨 ,年节能效益 6 88万元 ,设备投资 15 0万元 ,改造投资回收期 2 .6个月 ,节能效益可观 .     

常减压装置灵活加工换热网络的优化设计

针对原油供应情况的不确定性,应用化工过程模拟优化软件和换热网络系统软件,对某常减压装置进行了灵活加工换热网络的优化设计。通过装置的过程模拟、换热网络的合成、分析、模拟及换热器的核算与优化设计等工作,提出了切实可行的研究策略和改造方案。改进后的换热网络对现有换热设备全部利用,只需新增5台换热器,改造工程量小,且提高了装置的灵活加工性,只需经过简单切换即可实现加工高硫高酸重质原油和沙特阿拉伯轻质原油的能力,前者原油换热后温度可达315℃左右,后者原油换热后温度可达300℃左右。     

An area method for visualizing heat-transfer imperfection of a heat exchanger network in terms of temperature–heat-flow-rate diagrams

The identification of the imperfection originating from finite-temperature-difference heat transfer is an indispensable step for both the performance analysis and the better design of a heat exchanger network(HEN) with the aim of energy saving. This study develops a convenient area method for visualizing the heat-transfer imperfection of a HEN in terms of temperature–heat flow diagrams( T-Q diagrams) by combining the composite curves that have already been used in pinch analysis and the recently developed entransy analysis. It is shown that the area between the hot and cold composite curves and the hot and cold utility lines on a T-Q diagram is just equal to the total entransy dissipation rate during the multi-stream heat transfer process occurred in a HEN, and this area can be used to graphically represent the total heat-transfer imperfection of the HEN. The increase in heat recovery or decrease in energy requirements with decreasing the minimum temperature difference, ΔT_(min), of a HEN can then be attributed to a lower entransy dissipation rate, quantitatively represented by the decrease of the area between the composite curves and the utility lines. In addition, the differences between the T-Q diagram and the pre-existing energy level–enthalpy flow diagram(Ω-H diagram) in the roles of visualizing process imperfection and designing HENs are discussed.     

U型翅片管换热器传热单元数计算式

为了得到U型翅片管换热器传热单元数计算式,以U型翅片管换热器为研究对象,通过建立翅片管换热模型,推导出了逆流和顺流2种流体流动趋势的传热单元数计算式(NTU计算式)．分别采用推导出的传热单元数计算式(εNTU法)和前人推导出的平均温差关系式(LMTD法)计算U型翅片管传热系数,并进行对比分析．结果表明,当进水温度为45～60 ℃,热水流量为30～110 kg／h时,由εNTU法和LMTD法计算出来的翅片管传热系数相差很小．所推导出来的U型翅片管换热器传热单元数计算式是合理的．     

基于多极理论传热模型的垂直U型地埋管传热特性研究

地埋管循环介质出口温度不仅仅反映了地埋管的换热能力,同时极大地影响着热泵主机的运行效率,是地埋管换热过程的一个重要能效特性参数,可通过引入能效系数来反映。文基于地埋管轴向流动多极理论传热模型对不同的回填材料物性、支管间距、地埋管埋设深度、土壤物性、管内循环介质流速条件下地埋管传热过程进行动态模拟和分析,得出了各重要特性参数的变化对U型地埋管传热能效的影响规律,可为土壤源热泵地埋管换热器的设计提供参考。     

温度均匀分布辐射冷顶板的传热特性

构建一种表面温度均匀分布的辐射冷顶板,分析其物理结构和传热机理,建立其辐射供冷传热过程的数学模型,利用MATLAB计算其供冷量,并通过该辐射冷顶板的热工特性试验验证模型的合理性,模拟得到的顶板温度和供冷量与实验结果的误差小于6%。通过对实验结果和计算结果的分析,研究发现在定流量稳态工况下,该辐射冷顶板结构由于存在空气夹层,顶板的供冷量随顶板温度的增大而增大,但受冷冻水温度的限制,顶板的温度在实际运行时宜保持在18~20℃之间。基于对实验数据的分析,研究了室内相对湿度随顶板温度的变化规律、房间的温度分布及其通过对流和辐射方式各自分担的冷负荷。     

Heat transfer performance evaluation of one-stream heat exchangers and one-stream heat exchanger networks

One-stream heat exchangers and one-stream heat exchanger networks are widely used in engineering. In this paper, the heat transfer performance evaluation of one-stream heat exchangers and one-stream heat exchanger networks is analyzed with the concepts of entropy generation rate, entropy generation number, revised entropy generation number, entropy resistance, entransy dissipation rate, entransy dissipation number and generalized thermal resistance. For the analyzed one-stream heat exchangers, our numerical results show that the extremum value of the entransy dissipation rate and the minimum values of the entropy resistance and the generalized thermal resistance always lead to the largest heat transfer rate or the lowest temperature of the cooled object,while the minimum values of the other parameters do not always. For the analyzed one-stream heat exchanger networks, the minimizations of entransy dissipation rate, entransy dissipation number and generalized thermal resistance always correspond to the lowest average temperature of the cooled objects, while the minimizations of the other parameters do not. Therefore, only the extremum entransy dissipation principle and the minimum generalized thermal resistance principle are always applicable for the heat transfer performance evaluation of the systems in this paper, while the applicability of the other parameters is conditional.     

Principle of uniformity of temperature difference field in heat exchanger

A principle of uniformity of temperature difference field (TDF) in heat exchangers is advanced.It states that the more uniform the temperature difference field,the higher the effectiveness of heat exchanger for a given NTU and C,.Analytical and numerical results on the uniformity of TDF and effectiveness of thirteen types of heat exchangers show the validity of the uniformity principle.Its further verification is given by the asymptotical solution of TDF in terms of a recurrence formula of heat transfer area distribution.The analyses of entropy generation caused by heat transfer indicate that the uniformity principle is based on the second law of thermodynamics.Two ways,redistributing heat transfer areas and varying the connection between tubes,are presented for the improvement of the uniformity of TDF and the consequent increase of effectiveness for crossflow heat exchangers.     

花丝内插物强化管内凝结换热的研究

本语文对花丝内插物在管内凝结换热的强化作用进行了理论机理分析和实验研究，旨出大空隙率花丝元件在流动阻力增加不大的情况下，可使管内流动提前诱发湍流并强化凝结换热，使竖直管内临界液膜雷诺数比光管下降一个数量级，凝结换热系数比光管高３倍以上，同时花丝内插物可在低换热温差下实现高换热量，这对大量低温热源的利用、节能技术、提高能源利用率等有重要的工程意义，本文将根据实验研究结果给出其模拟准则方程和较佳花丝几