多头螺旋管结构参数的优化设计研究

以多头螺旋管为研究对象,以水为传热介质,利用Pro/E建立不同结构参数的螺旋管实体模型,通过ANSYS中的流体传热分析模块FLOTRAN CFD对螺旋管对流换热过程进行三维数值模拟,研究采用正交实验的方法,探究了换热过程中螺旋管各主要结构参数对其传热性能的影响.结果表明:对于综合换热性能评价指标PEC-1,随螺旋管头数的增加,其值有明显的提升,当螺旋角超过45°时,PEC-1的值急剧下降,而槽深的变化对其作用相对较小.通过对正交实验结果的直观及方差分析,完成了对多头螺旋管结构的优化.

应用遗传算法优化设计200MW多头螺旋管式换热器

应用遗传算法以总传热面积和总压降为目标函数,以螺旋上升角、最内层螺旋管头数、螺旋管圈层数、螺旋管直径、径向节距、中心柱直径为6个决策变量,对某200MW多头螺旋管式换热器进行多目标优化设计。结果表明,2个目标函数间的Pareto解具有相互制约关系;Pareto曲线上总传热面积AZ≤1 811.8m2、总压降Δpz≤0.711 1MPa的点所对应的设计方案优于传统设计方案。该优化设计方法减小了设计者对经验的依赖性,且具有一定的通用性。

多头螺旋管换热过程的三维数值模拟

随着节能减排的生态发展理念深入人心,如何最大限度地提高能源的利用率,成为时下研究的热点.文中以多头螺旋管为研究对象,并以当量直径的光管作为基准管,运用有限元分析软件ANSYS对模型的传热过程进行数值模拟,得出了换热过程中温度场与流场的分布状况,而后结合传热学中的边界层理论和协同场理论对结果进行综合分析.结果表明:在等热流的情况下,多头螺旋管的换热性能明显优于光管,相对光管,多头管内流体的出口温升相对提高了2.6倍,出口速度相对下降50%;其特殊的内外凸筋结构,是强化传热的主要原因,同时,凸筋造成流体的有涡流动,也使得多头螺旋管管壁不易结垢.