基于遗传算法的板翅式换热器优化设计

以板翅式换热器的质量为目标函数,以换热器芯体外形尺寸和冷热两侧翅片参数为优化变量,分别采用改进遗传算法和基本遗传算法对其结构尺寸进行优化设计.结果表明,与原始数据相比,换热器的质量明显减小,同时证明改进遗传算法的有效性和先进性.     

封头形状对板翅式换热器入口段流场影响的数值研究

板翅式换热器入口段存在流场分布不均匀,并由此会引起换热效率低下.首先从封头曲线对流体的引导作用出发,进而优化换热器入口段流场均匀性,提出了板翅式换热器一次封头进一步的改进和优化思路和方法.即结合封头截面曲线函数及其导数特性,将前人提出的下抛物型一次封头改进为上抛物型和正切型,并利用CFD数值模拟方法对3种封头条件下换热器入口段的流场分布进行了对比研究.研究结果表明,使用后两种曲线的封头时,换热器入口段的物流分配更为均匀,在入口条件为7 m/s时,流速不均匀度由封头Ⅰ的5.9分别下降到0.5和0.4;流速最大值与最小值之比由封头Ⅰ的73.6分别下降到60.5和41.5.     

5 kW@4.5 K氦低温系统一级板翅式换热器优化设计

以5 k W@4.5 K制冷当量的CFETR TF线圈测试用的氦制冷机第一级主换热器为对象,采用混合遗传算法,在满足换热要求、压降限制、现有制造工艺和结构强度等前提下,对换热器的体积进行优化。结果表明,与常用的板翅式换热器商用软件Aspen MUSE~(TM)设计计算的结果相比,基于遗传算法的优化过程可以快速高效地搜索到以体积最小化为目标的全局最优解,其结构尺寸可由原先设计的4.485 m×0.900 m×0.863 m缩小到3.032 m×0.721 m×0.594 m。     

板翅式换热器封头极限载荷的分析

运用大型有限元分析软件ANSYS,对板翅式换热器封头的承载能力进行了极限分析,研究了同一壁厚下结构形式不同对封头极限载荷的影响。应用ASME锅炉和压力容器标准第八卷第二册中“AD-140设计准则”对在最大允许设计压力作用下的封头最大应力点进行了评定,得到了板翅式换热器不同结构形式封头相应的特点和应用范围,为板翅式换热器封头的设计提供了可行性方法和依据。     

板翅式换热器板翅结构强度影响因素分析

为了提高不锈钢板翅式换热器的承压能力,利用有限元软件ANSYS,对不锈钢锯齿型板翅结构进行强度分析,讨论了翅距、翅厚、节距、翅高、翅片形成半径及压差等对翅片强度及安全性能的影响.计算结果表明,由于焊缝和锯齿型翅片几何结构的综合影响,焊缝和两排翅片连接处成为受力薄弱环节.翅距、翅厚、压差是影响翅片强度的重要因素,翅距减小,翅厚增大,翅片内外通道压差减小时,翅片的承压能力越强安全性能越好;翅高、翅片节距、翅片加工尺寸对翅片的安全性能影响较小.     

板翅式换热器封头型式的改造

采用计算流体力学(CFD)方法研究大型板翅式换热器封头内的流体流动,根据流动特征提出在封头段加入导流分布板改善流动分布均匀性的方法.与未加入导流分布板比较结果显示,加入导流分布板后,流体分布得到改善,传热系数亦有显著提高.     

CFD技术在板翅式换热器设计开发中的应用

介绍CFD软件的应用领域及特点,阐述CFD技术在板翅式换热器设计中进行数值模拟的理论基础、传热与流动分析,指出CFD技术在板翅式换热器设计开发中的研究发展状况。同时,总结了对流体流动进行CFD技术数值模拟的一般步骤,并提出了CFD技术在板翅式换热器优化设计及开发方面的前景与方向。     

负压低温板翅式换热器锯齿翅片性能的数值模拟研究

换热器在低温工况下的流动换热性能与常温工况下有明显差异.为分析负压低温工况下板翅式换热器关键结构参数对流动换热性能的影响,构建并完善了锯齿翅片通道内流动换热性能的数值模型.采用中心复合设计方法得到实验点并结合Kriging响应面方法,拟合得到了负压低温氦气在锯齿翅片通道内的流动传热关联式.研究结果表明:j因子与间距、厚...     

板翅式换热器的传热计算

介绍了板翅式换热器的结构形式,通过传热方程式推导出了翅片效率、表面效率以及流动阻力的计算公式,为板翅式换热器的计算提供依据。     

封头结构对板翅式换热器流体分配性能的影响

研究了板翅式换热器封头高度与流体分配之间的关系,实验结果说明板翅式换热器的流体分配与封头高度有很大关系,封头高度越高流体分配就越均匀.引入不均匀参数,以便可以对流体在出口截面的分配特性进行研究,并进一步研究封头结构型式不同对于流体分配的影响,研究表明:换热器内部流体的流速的最大值与最小值的比值由3-4减少到1.1-1.2,其不均匀度也从原来的0.331减少到0.046.     

换热器耳式支座的设计及讨论

铝制板翅式换热器耳式支座的设计计算,目前尚无标准和文献可依。换热器耳式支座的计算包含:地震力计算、肋板计算、垫板计算、允许荷载计算、底板计算、焊缝强度计算、螺栓计算七个步骤。介绍换热器耳式支座设计计算时参考的相关文献的计算和校核方法,结合实践经验,对参考文献的计算方法进行了计算准确性和适用性等方面的讨论。     

铝制板翅式换热器封头的详细设计

简述铝制板翅式换热器和封头的特殊结构,分析封头的焊接设计、强度计算方法和开孔补强。提出当容器部件难以准确计算时,应先采用验证试验分析,再用对比经验设计的观点。     

铝制板翅式换热器钎焊芯体的修补

铝制板翅式换热器芯体钎焊后各通道应能承压,芯体各处不能泄漏。事实上,泄漏不可避免。分析芯体外漏和内漏的原因,介绍芯体外漏和内漏时相应的修补措施及其局限性。     

空分板翅式换热器热力性能动态仿真研究

本文主要通过建立空分板翅式换热器的物理模型和数学模型 ,运用数值计算手段对其热力性能控制方程进行了仿真 ,并对一具体的板翅式换热器给出了一些典型的仿真结果。在空分装置设计和生产实验过程中 ,板翅式换热器热力性能仿真是提高设计效率、缩短设计和试验时间、降低成本的有效手段     

杭氧高压板翅式换热器技术现状

板翅式换热器是空分设备中的关键部机,是空分设备节能降耗的关键设备之一。文章介绍杭氧板翅式换热器厂的装备现状,展示杭氧高压板翅式换热器技术;指出杭氧已有大量8.0 MPa铝制板翅式换热器的应用业绩,并具备了设计制造10.0 MPa高压铝制板翅式换热器的技术条件。     

小型MRC天然气液化装置中板翅式换热器动态特性仿真研究

针对采用混合制冷剂液化流程(MRC)的小型天然气液化装置(LNG)中的板翅式换热器建立了动态特性仿真数学模型,基于气液两相流理论及气液相平衡理论,对多股流、多组分、有相变的板翅式换热器进行了动态仿真研究,并对该MRC-LNG装置中某换热器在非稳态工况下进行了仿真分析.结果表明:在小型MRC液化天然气装置设计和调试过程中,该模型对提高换热器设计效率、降低运行成本有指导意义.