FMLSMETHODOFPARAMETERESTIMATIONANDITSAPPLICATIONTOHEAT┐EXCHANGERIDENTIFICATION

利用分块矩阵求递引理及本文导出的M序列自相关函数Toeplitz矩阵求逆算式,总结出系统参数估计的快速多步最小二乘法(FMLS),并将其应用于辨识换热器的动态模型。FMLS与多步最小二乘法(MSLS)、相关-最小二乘法(COR-LS)、最小二乘法(LS)在计算速度及辨识精度方面作了理论与仿真比较。

Effects of Heat Exchange Tube Structural Parameters on Performance of Vehicle Radiator

In order to improve the performance of vehicle radiators, a two-dimensional heat transfer steady-state model of the radiator was set up. The influence of the structural parameters (axial ratio) of the heat exchange tube on the windward side on the heat transfer performance of the radiator was studied. With the increase of the axial ratio of the heat exchange tube on the windward side, the heat exchange capacity of the heat exchange tube surface slightly decreases. The heat exchange area increases significantly, which increases the total heat exchange of the radiator and improves the heat transfer performance of the radiator. When the axial ratio increases from 1.0 to 2.0, the average surface heat transfer capacity decreases from 5664.16 W/m2 to 5623.57 W/m2.

基于p阶线性模型的地埋管换热器流体温度分布研究

利用自主研发的分层热响应测试系统,获取沿深度方向上(竖向)管内流体温度实测数据,对比p阶线性分布模型计算结果和实测数据,研究两种典型工况条件下分层岩土介质中管内流体竖向分布规律和最佳p值。结果表明:恒热流工况时,p=-5阶线性分布模型能够准确预测管内流体温度分布;恒温工况时,最佳p值随流量的变化而变化,其关系为:|p|=7.361ln V+6.684。

一种自适应强制进化随机游走算法应用于换热网络综合

RWCE(强制进化随机游走)算法应用于系统热集成时,最大步长既影响当前可行搜索域的范围,又影响整型变量的进化,固定参数设置降低了更优解产生的几率。因此提出一种融合自适应步长和自适应反向学习策略的RWCE算法。建立随机动态步长,在导向参数牵引下自动激励有利步长值持续进化;在此基础上,建立自适应反向学习策略改变个体进化路径,使算法在优化的不同阶段能够自动搜索最佳步长,并挖掘尽可能多的结构,充分发挥算法全局搜索和局部开发能力。最后研究并计算H6C10、H10C10、H13C73个典型中大规模算例,结果表明该方法能够进一步提升算法的寻优能力。

多层套管式换热器的传热过程分析计算

在传统套管式换热器的基础上,为了增加换热面积、扩大流量和强化传热,提出一种新型结构的多层套管式换热器,且对其结构、原理和特点进行概述;其次对这种换热器的传热过程进行分析简化,建立物理模型,确定传热过程的关系式;结合工程实际应用,选择冷热流体、结构参数和运行工况进行液-液和气-液换热计算,确定换热器的基本结构和应用场合。最后通过正交试验的方法,对套管表面加装直肋和螺旋翅片进一步结构优化,得到最佳的翅片的厚度、高度和间距,同时比较了在最优结构参数下换热器与传统管壳式换热器的传热特性,可供工程应用提供参考。

大庆油田深层直井同井换热优化设计研究

为了有效开发利用油田深层的岩热型地热藏,提高地热能的开发效率,采用了直井井筒换热技术进行开发,通过地质建模与数值模拟方法,根据井身结构,对换热管柱型号、组合方式进行了优化,并调整注入水的入口温度和流量,以达到最佳的换热效果。实际结果表明,优化后地热能的开发效率得到了显著提高,达到了有效开发利用的目的,为同类型地热藏的开发利用提供了实际参考。这一研究成果对于提高地热资源利用率具有重要意义,也为相关领域的研究提供了有益的借鉴。

热泵型空调器室外换热器结霜的霜物性时变特征分析

室外换热器结霜是影响热泵型空调器高效运行的重要因素之一,所涉及的翅片管换热器结霜过程受到换热器结构与运行工况的影响,存在明显差异,为换热器设计和系统运行控制带来了难点。基于微元段参数均值化假设和分布参数方法,利用三种结霜工况下翅片换热器结霜实验结果分析霜物性动态变化规律,通过公开文献数据对比研究换热器结构对霜物性参数的影响。结果表明:微元均值化霜密度、厚度和导热系数变化趋势均与理论预测趋势一致,导热系数与厚度的比值在结霜后期相互趋近,均达到约300 W/(m^(2)·K),表明结霜后期霜物性与换热器结构及工况的关联性减弱。以上结果能够为翅片管换热器结霜预测与运行控制提供简化手段。

Pinch Analysis of Heat Exchange Problems with Uncertain Parameters

A system method is proposed to analyze pinch change of heat exchange problems with uncertain stream flowrates and temperatures. By an analysis of the maximum heating point and maximum cooling point of uncertain parameters, existence of pinch jump can be determined. Based on the principle of reduced temperature interval analysis, a sufficient and necessary condition is derived for each stream supply temperature to determine if it is possible to become pinch within the specified range of uncertain parameters, then this range may be partitioned into different pinch regions. The study is a foundation for the flexibility analysis, synthesis, and retrofit of heat exchanger networks.

地源热泵竖埋管换热器热工参数反演方法研究

基于线热源模型,研究地源热泵竖埋管换热器钻孔热阻、岩土导热系数及体积比热等热工参数的4种反演方法,基于实测数据进行反演计算。结果表明:只利用埋管进出口水温数据,采用寻优方法可得3个参数,但钻孔热阻及体积比热可能偏离物理实际。只利用水温、补充钻孔热阻或体积比热的反演方法得到的结果都有一定的不确定性。利用水温及壁温计算钻孔热阻、利用壁温反演岩土导热系数及体积比热,所得结果更符合物理实际。建议热响应测试同时记录水温及壁温,孔壁温度可在埋管上部、中部以及底部设置测点。

板翅式换热器的强化传热数值模拟

为开发效率更高的板翅式换热器,对锯齿形板翅式换热器性能的影响因素进行深入研究。采用数值模拟的方法,建立锯齿形板翅式换热器模型后进行仿真计算,采用单一变量法分别对比分析翅片厚度、间距及高度3种结构参数下板翅式换热器的换热性能和流动特性。分析得出:在研究范围内,换热器综合性能随翅片厚度的降低小幅度增加,翅片间距的增大则会造成换热器中整体翅片数量的减少,减小对流体的扰动,降低换热器总体换热量,相比之下翅片间距为18 mm的翅片综合性能最优。降低翅片高度会增大流道内阻力,高度为48 mm时的翅片综合性能要优于其他尺寸。综合考虑间距较小、翅片高度偏低且翅片厚度更薄时翅片的综合性能最佳,然而翅片厚度越薄往往对制造工艺和经济成本的要求越高,可能得不偿失。

复合材质地埋管换热器匹配参数设计及应用性能比较

通过对复合管材换热器进行重新设计,对比了复合管材和常规PE管在不同地质条件、不同回填材料和极端工况下的换热性能,并对复合管材换热器的经济性进行评估。实验结果表明:使用复合管材的地埋管换热器比使用PE管的换热效果好,理论热阻和模拟热阻差值超过18.0%;土壤和回填材料的导热性能越高,复合管材的性能增益率越高,均超过10%;在2种极端工况下,复合管材的日平均换热功率分别比PE管高出16.9%和7.2%;复合管材换热器的经济性最高,比石墨管和不锈钢换热器节省了25%和19.6%;为地埋管换热器的设计选型和节能优化提供了参考依据。

基于分布参数模型的小管径换热器性能预测及参数分析

基于分布参数三维模型建立了分体式家用空调室内机小管径换热器的仿真模型,得到了总传热量、显热量、潜热量、制冷剂侧压降以及空气侧压降等参数。研究了管长、制冷剂流量、风量、空气入口温度及空气入口相对湿度在不同工况下对换热器性能的影响,结果表明:针对本文研究的5 mm管径换热器,性能最优时对应的管长区间为0.6~0.7 m,不仅可以保证较大的传热量,同时使得压降处于较低水平。由于传热系数与有效传质时间的综合影响,当风量处于600~700 m^(3)/h区间时,制冷工况下的潜热量达到极大值426 W。随着空气入口温度的升高,制冷工况下的显热量也会出现先增大后减小的趋势。

城市轨道交通车站套管式地下换热器换热性能影响参数分析

套管式地下换热器的换热性能是限制地源热泵技术在城市轨道交通车站环控系统推广应用的难点之一。通过与室内模型试验结果进行对比,验证了套管式地下换热器换热过程数值计算模型结果的准确性;选取多个影响参数,采用该数值计算模型,计算得到了各参数值对套管式地下换热器换热性能的影响。设计了正交试验,分析了各影响参数的显著性水平。结果表明:提高回填材料导热系数和进水温度,增加地下换热器直径,均可提高单位井深换热量;提高土体初始温度、增加地下换热器地埋管长度,单位井深换热量呈下降趋势。土体初始温度和进水温度对单位井深换热量的影响最为显著,回填材料导热系数和地下换热器直径对单位井深换热量影响较为显著,地下换热器地埋管长度对单位井深换热量的影响较小。

换热器用09MnNiDR低温钢焊接工艺研究

针对某公司承接的换热器技术要求,分析了板厚为45mm的09MnNiDR低温钢板的焊接性能,并进行焊接工艺评定,确定了适用于该材料的焊接工艺参数。研究结果表明,在合适的焊接工艺参数下,采用ER55-Ni3焊丝进行钨极氩弧焊和E5015-N5焊条进行焊条电弧焊,09MnNiDR低温钢焊缝的各项指标均能满足设计要求。

化工应用换热器不同结构参数及性能分析

针对换热器在实际工作状态中效率低、能量损失严重问题,对影响管换热器性能的多个结构参数的规律进行研究,通过改进热性能j系数和阻力性能f系数两项指标,得到了一组符合多条件要求的结构参数较优解。分析对比改进前后的模型,经过改进后,换热器换热性能j系数提升了4.20%,阻力系数f降低了77.38%,数据表明经过改进后的翅片管换热器虽然换热性能未有明显提升,但极大地降低了其阻力性能。

具有热交换冷却功能的水箱拉丝机及应用

∅4.2mm以下锌合金线材常用水箱拉丝机拉拔制成,具有拉拔速度和效率高等诸多优势。但锌合金熔点较低,线材超过70℃时,容易导致线材晶粒粗大脆化或空穴而易拉断,或断后伸长率达不到规定要求,因此拉拔速度受限于不超过320m/min。为解决拉拔过程产生的热量,常规水箱拉丝机设有小型水-拉拔液介质热交换器,它附设于水箱拉丝机机体,热交换能力受限,且水-拉拔液介质热交换效率不稳定。对常规水箱拉丝机的结构研究,将水箱体冗余部分体积改为具有热交换功能的结构,在不增加附设热交换器能力或取消附设热交换器的前提下,稳定和降低拉拔液温度,提高拉拔速度和水箱体刚性。

热泵平行流换热器结构参数对换热性能的影响

采用正交试验法及模拟仿真分析,研究了热泵平行流换热器的结构参数对换热器换热量等指标的影响。结果显示:扁管宽度是对换热器换热量影响最大的因素,贡献率达43.1%;随着扁管宽度增加换热器换热量大幅提升。扁管厚度对换热器换热量影响较大,贡献率达29.7%;当扁管厚度超过2 mm,随扁管厚度增大换热器换热量大幅下降,这主要与换热器背风侧的气流低速区较大,且换热效率低有关。翅片卡槽间距对换热器换热量贡献率为20.8%,翅片卡槽间距为11 mm时换热器换热量最优。翅片卡槽深度对换热器换热影响较小。

Transient Performances of a Two-Pass Gas-to-Gas Crossflow Heat Exchanger

In this paper a lumped parameter model of a two-pass gas-to-gas crossflow heat exchanger with high speed air flow has been presented for the investigation of its transieat behaviours. The effects of both the changes of inlet temperature and flow rate on outlet temperature can be predicted with this model.The calculation results under typical conditions are compared with experimental results and good agreements are obtained.

拉拔工艺参数对微型直齿沟槽铜管成形的影响(英文)

利用高速充液旋压技术加工出直径为6mm的沟槽管;然后,采用多级拉拔成形方法加工出直径为3～6mm的微型直齿沟槽铜管。在分析其加工成形机理的基础上,重点研究拉拔工艺参数对沟槽管成形的影响规律。结果表明:在微型直齿沟槽铜管成形过程中,随着拉拔成形直径的缩小,壁厚增加,槽深和槽宽均减小;同时,壁厚随着拉拔模具角的增加而减小,而槽深和槽宽随着拉拔模具角的增加而增加;随着拉拔级次压缩率的增大,拉拔力增大,过大的拉拔级次压缩率会导致微型直齿沟槽铜管拉拔成形轴向沟槽产生断裂。随着拉拔模具角的增大,拉拔力先减小后增大,并且存在一个最小值区域。当拉拔模具角α=16°时,拉拔力最小,此为最佳拉拔模具角。