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题名基于[火积]理论的有机工质管壳式冷凝器构形优化
被引量:7
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作者
冯辉君
陈林根
吴志祥
唐威
石俊朝
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机构
武汉工程大学热科学与动力工程研究所
武汉工程大学机电工程学院
海军工程大学动力工程学院
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出处
《化工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第S02期98-103,共6页
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基金
国家重点研发计划项目(2017YFB0603503)
国家自然科学基金项目(51779262)
海军工程大学自主立项科研项目(425317Q017)。
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文摘
建立考虑传热耗散率和总泵功率的线性加权复合函数,在总冷凝率和总传热面积一定的条件下以复合函数最小为目标,对有机工质的管壳式冷凝器进行构形优化,得到最小复合函数和冷凝管最佳外径。结果表明:冷凝器最优构形与初始设计结构相比,总耗散率提高了10.70%,而总泵功率和复合函数分别降低了54.94%和6.46%。这说明复合函数牺牲了一定的传热性能,使得冷凝器流动性能显著提高,最终使得其综合性能得到提高。选择合适的冷凝管数目可实现复合函数二次最小化。将理论应用到有机工质管壳式冷凝器的构形优化中,为其结构优化设计提供了新的指导,这一方法可进一步推广到有机工质循环系统的优化设计中。
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关键词
构形理论
管壳式冷凝器
相变
传热
流动
[火积]耗散
广义热力学优化
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Keywords
constructal theory
shell-and-tube condenser
phase change
heat transfer
flow
entransy dissipation
generalized thermodynamic optimization
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分类号
TK124
[动力工程及工程热物理—工程热物理]
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题名太阳能海洋热能转换系统中平板集热器构形设计
被引量:1
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作者
石俊朝
冯辉君
陈林根
戈延林
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机构
武汉工程大学热科学与动力工程研究所
湖北省绿色化工装备工程技术研究中心
海军工程大学动力工程学院
武汉工程大学机电工程学院
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出处
《中国科学:技术科学》
EI
CSCD
北大核心
2022年第3期403-414,共12页
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基金
国家自然科学基金(批准号:51779262)资助项目。
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文摘
集热器是太阳能海洋热能转换系统进行热量收集的重要设备.本文以平板太阳能集热器为研究对象,建立考虑海水出口温度和总泵功率的线性加权复合函数,在吸热板总体积和换热管体积一定的条件下以复合函数最小为目标对其进行构形优化,得到最小复合函数和换热管最佳内径.结果表明,构形优化后的集热器总泵功率和复合函数分别比初始设计点对应值降低了66.89%和5.56%,海水出口温度降低了8.9%.这说明复合函数牺牲了一定的传热性能,使得集热器的流动性能得到很大的改善,最终使得平板集热器的综合性能得到提高.随着单板宽度、太阳辐射强度、海水入口温度、吸热板热导率和集热器单元数的增大与总海水质量流率的减小,最小复合函数减小.将构形理论应用到平板太阳能集热器的构形优化中,为其结构优化设计提供了新的指导,这一方法可进一步推广到太阳能海洋温差发电系统的优化设计中.
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关键词
构形理论
平板太阳能集热器
海水出口温度
泵功率
复合函数
广义热力学优化
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Keywords
constructal theory
flat plate solar collector
seawater outlet temperature
consumed pumping power
complex function
generalized thermodynamic optimization
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分类号
TK513.1
[动力工程及工程热物理—热能工程]
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