换热网络的热流均匀性因子

提出并建立了能够评价换热网络换热效能的热流均匀性因子,在两个条件下对该因子进行验证和分析。首先,在相同结构上保持换热器单元总面积之和不变的条件下模拟计算,考察热流均匀性因子与总换热量之间的对应关系,并与温差均匀性因子进行比较;其次,在改变换热网络结构的条件下优化计算,考察各优化结构的热流均匀性因子与总换热量之间的对应关系。通过两个具体的换热网络实例验证该因子,结果表明:热流均匀性因子越小则对应的换热网络总体换热效能越好。由此说明本研究建立的换热网络的热流均匀性因子能够从总体上反应换热网络的换热效能,能够作为其换热效能的一种新的评价指标,并能为换热网络的综合及优化提供新的思路。

基于温差均匀性因子协进化的双层算法同步优化换热网络

针对同时存在整型变量和连续型变量的换热网络综合问题,提出一种双层优化方法。外层以换热网络的温差均匀性因子作为网络结构性能的评价指标,通过蒙特卡洛随机抽样技术产生试探结构,采用整型优化算法逐步进化外层结构;内层以最小年综合费用作为优化指标,采用动态更新子群的改进粒子群算法优化连续变量。优化结果表明,温差均匀性因子可以有效评价换热网络的结构性能,从而指导结构的进化;改进的粒子群算法具有更强的全局搜索能力,相关算例均找到了更优的网络设计,应用于工业生产实际,可以有效节约成本。

镁合金圆环约束镦粗过程的形变均匀性数值仿真研究

引入形变均匀性因子和坯料结构参数,借助数值仿真技术进行AZ91D镁合金圆环约束镦粗过程中坯料结构参数、变形工艺参数与形变均匀性的相关性研究。结果表明,AZ91D镁合金圆环约束镦粗过程中形变均匀性随变形温度的升高呈增大趋势,随变形程度、变形速率及结构参数的增大呈减小趋势。

基于场协同原理的换热网络性能评价因子

换热网络问题严重的非凸、非线性使从数学角度发现此类问题的全局最优解变得十分困难。鉴于此,本文以场协同理论为基础,建立了一种从温差场均匀性角度描述换热网络结构性能的评价因子,以期简化换热网络综合过程,获得高效的换热网络结构。首先以单体换热器的温差均匀性因子为基础,比拟出适用于换热网络的温差均匀性因子,称之为换热网络性能评价因子。继之,选择3个不同的算例,在固定结构和固定面积两个角度下分析了评价因子的有效性。最后,计算结果表明:提出的基于权重的换热网络温差均匀性因子与网络结构的总换热量之间能够形成明显的对应关系,可以准确地描述换热网络结构性能。简而言之,温差均匀性因子的值越小,对应换热网络结构的性能越好。

溶液除湿/再生过程中场均匀分布原则的探讨

通过分析溶液除湿、再生过程中传热作用与传质作用的相互影响关系,得出:传质驱动力(湿差)和全热换热驱动力(焓差)的变化规律并不一致。传质驱动力场分布越均匀,传质效果越优。除湿过程和以热溶液为热源的再生过程中,传质方向与全热换热方向相同,相同条件下逆流流型的传质效果最优、叉流次之、顺流最差。而以热空气为热源的再生过程中,传质方向与全热换热方向相反,相同条件下顺流流型的传质效果最优、逆流最差。

溶液全热回收装置及其优化分析

分析了制约现有溶液全热回收装置效率的主要因素,以内部驱动势分布均匀一致为原则,对溶液全热回收装置进行了优化分析,并给出了在不增加装置体积投入的前提下,提高热回收装置效率的有效措施。构建了溶液全热回收装置最高可达效率的处理流程,并分析实际装置接近可达效率的程度。

辊轮飞边槽圆角半径对筒形件辊挤成形质量的影响

为了改善筒形件辊挤成形时的变形均匀性,避免辊挤缺陷的产生,建立了三维实体模型,对纯铝筒体毛坯辊挤成形进行了数值模拟,研究了不同飞边槽圆角半径时辊挤成形的变形行为。模拟结果表明,经过第1道次辊挤成形,随飞边槽圆角半径增大,坯料的变形均匀性因子呈现先减小后增大的趋势,当圆角半径为5 mm时变形均匀性因子最小,变形最均匀;第2道次整形后,随飞边槽圆角半径的增大,产生折叠缺陷的趋势逐渐降低,当圆角半径大于5 mm时不再产生折叠,坯料辊挤成形质量最好。根据模拟结果进行了实验验证,实验结果与模拟分析相吻合。

热管式蒸汽发生器强化传热分析研究

在场协同原理的基础上,推导得出了热管加热段和冷凝段的温差场均匀性因子并展开分析。改变换热单元的迎风截面积可提高各单元模块的工况流速,从而提高雷诺数(Re)与努塞尔数(Nu)。温差场均匀性因子也随Re增大,表明协同性能较好。烟气与热管表面的对流与导热方向和烟气流动方向一致,是一种较好的协同形式。工业用热管内部工质依靠重力回流,必须有一定的倾角才能满足其工作要求,该倾角必须是满足重力热管工作运行的最小倾角,也是在该流场、温度场中传热的最佳协同角。

基于场协同原理的换热器控制过程研究

基于场协同原理,评价不同调节方式下换热器控制过程的过渡品质。通过建立板式换热器的动态特性数学模型并进行数值仿真计算,模拟不同调节方式下板式换热器的动态过渡过程,然后基于换热器自组织能力系数,将温差场均匀性因子的变化量与过渡时间相结合,用以评价不同调节方式下换热器控制过程过渡品质的优劣。结果发现指数调节方式下目标流体的出口温度偏差最小,过渡时间最短,场协同效果最优,线性调节方式次之,阶跃调节方式最差。