热管式空气预热器的设计

热管式空气预热器广泛应用于烟气的余热回收.在设计过程中,各排热管的壁面温度必须高于烟气的酸露点温度,以防止壁面被腐蚀.如果某排热管壁温低于烟气的酸露点温度,则需调整该排热管的几何参数以提高壁温至酸露点温度以上.本文提出并采用冷,热流体温度连续分布模型,导出了热管换热器换热量的表达式,并应用其对热管式空气预热器进行了调壁温设计.温度连续分布模型比已有的离散模型更为合理.利用连续分布模型给出了一个热管预热器调壁温设计实例,结果表明,该设计方法行之有效.     

微尺度通道内混合物流动沸腾特性研究

对非共沸混合工质R32／R134a(25％／75％)在微尺度管内的流动沸腾换热特性进行了试验研究。试验结果表明,在较高热流密度下,微尺度管内流动沸腾换热与质量干度和质量流量基本无关,热流密度对换热有着很大的影响,在较宽的热流密度范围内,核态沸腾在换热过程中占据主导地位。和细小管道相比,在相同条件下,微尺度管道内的流动沸腾表面传热系数高于细小管道。     

基于子网络强制进化的大规模换热网络优化

换热网络优化是典型的混合整数非线性规划（MINLP）问题,此问题的非线性约束以及到处存在的局部极值,使得最优解的获得尤其困难。特别是对于大规模网络来说,当物流数目增加时,可行的结构数目呈指数增长,目前还没有一种有效的算法来解决此类问题。应用改进的混合遗传算法,首先对换热网络进行初始优化,对初步优化结果进行子网络的划分,然后进行基于官能团（子网络）的重组、分解和交叉操作,获得了很好的结果。     

微米级二氧化硅空心微球的制备及表征

采用硬模板法与溶胶-凝胶法相结合的工艺,以自制的聚苯乙烯(PS)为模板,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为阳性表面活性剂,正硅酸四乙酯(TEOS)为硅源制备SiO₂空心微球。重点研究升温速率及CTAB、TEOS、氨水用量等工艺参数对SiO₂空心微球形貌的影响规律。采用XRD、TEM、SEM、TG、FTIR对微球的物相、微观形貌及介孔结构等进行表征。结果表明：SiO₂空心微球粒径为2～5μm、壁厚为117 nm;SiO₂空心微球壁会随着升温速率的增加而出现破损现象;随CTAB用量增加,纳米球数量增加且粒径减小;随TEOS用量增加,球壁变厚直至形成纳米球;氨水小于4 mL时,二氧化硅空心微球不能成形,氨水大于4 mL时,二氧化硅空心微球表面粗糙,有实心颗粒;当升温速率为0.5℃/min、CTAB用量为0.05 g、TEOS用量为0.3 mL、氨水用量为4 mL时,且经过抽滤清洗的SiO₂空心微球的形貌最佳。     

预测多股流板翅式换热器动态特性的网络法

提出了一种基于两股流换热器网络动态特性预测多股流换器动态性能的网络法。经与实验对比，表明这是一种简便，正确描述多股流换热器动态性能的方法。     

较大规模换热器网络的一种综合优化方法

基于分级超结构换热器网络模型的特点，改进了计算温度分布的通用解方法，以遗传算法和模拟退火算法为主，以瞎子爬山优化算法以及一些特殊优化策略为辅，设计了相应的计算程序，它需要的计算机内存要比现有的其他方法小。实例证明，该方法可成功地应用于较大规模的换热器网络的优化，并得到比现有各种方法更优的结果。     

一种新的换热网络改造方法探析——基于原有网络拓扑结构和换热器的最优应用

通过对原有换热网络的拓扑结构和换热器匹配进行分析,在有分流的分级超结构物理模型的基础上,提出了一种新的可满足一般技改要求的换热网络改造方法.该方法能够在对原有换热网络的拓扑结构和原有换热器面积充分利用并满足冷热流股进出口温度需求的同时,实现对原有换热网络的节能改造.同时建立了换热网络改造的数学模型,并应用混合遗传算法对其进行了求解.实例分析结果表明,该方法具有操作简单、节能潜力大以及投资回收期短等优点.     

钛酸铋钠基无铅铁电陶瓷场致应变性能研究

钛酸铋钠(Bi_0.5Na_0.5)TiO₃(BNT)作为典型的钙钛矿型弛豫铁电体, 具有超高的场致应变, 是最有希望代替铅基体系的无铅压电体系之一。与铅基陶瓷相比, BNT基陶瓷具有驱动电压较高、迟滞较大以及温度稳定性差等劣势。为了优化无铅驱动器的应变性能, 本研究采用固相反应法制备(1-x){0.76(Bi_0.5Na_0.5)TiO₃-0.24SrTiO₃}-xNaNbO₃(BNT- ST-xNN, x=0~0.03)无铅铁电陶瓷。结果表明, 当x=0.01时, 该陶瓷在较低电场(E=4 kV/mm)下的应变值可达到0.278%, 等效压电系数d^*₃₃高达695 pm/V。此时, 陶瓷处于非遍历/遍历弛豫相界处, 电场诱导弛豫-铁电相变导致大场致应变。与x=0.01相比, x=0.02时应变值为0.249%, 略微下降, 但迟滞却降低至43%。此外, 该应变在25~100 ℃温度范围内维持稳定。本研究表明, 在BNT基陶瓷中固溶SrTiO₃和NaNbO₃组元可以提高场致应变值, 同时维持较低的驱动电场和良好的温度稳定性, 可用于压电驱动器研制。     

多股流板翅式换热器的微分与优化数值研究

采用微分计算模型对多股流板翅式换热器的优化设计问题进行了研究,提供了一种有效的通道排列方法,并编制出了相应的计算程序.利用该程序,对不同初始长度和不同片厚的多种情况进行了计算.计算结果发现,换热器初始长度对最终的收敛长度没有影响,但片厚对计算结果的影响较大.通过一个数值计算实例验证了上述方法的可行性和有效性.     

用遗传算法进行多流股换热器网络综合的研究

建立了多流股换热器网络综合数学模型，该模型改进了文献中等温混合的不合理假设。多流股换热器网络综合问题本质上是一个混合整数非线性规划问题(MINLP)，这类问题的非凸非线性的特性使得目标函数存在多个局部最优解。传统的基于梯度的搜索方法在处理这类问题时由于计算规模庞大且极易陷于局部最优解而不再适用，而遗传算法却为解决这类问题提供了很有希望的一个方向。因而对遗传算法求解多流股换热器网络综合问题进行了研究，提出了可以自动产生可行的多流股换热器网络的方法策略，最后通过两个例题说明所提方法是可行的。