基于[火积]理论的有机工质管壳式换热器构形优化

基于构形理论和[火积]理论,以传热[火积]耗散率和总泵功率组成的复合函数为优化目标,在总换热率和总传热面积一定的条件下,对管壳式换热器有机工质蒸发过程进行构形优化,得到最小复合函数和最佳换热管外径.结果表明:管壳式换热器最优构形与初始设计结构相比,传热[火积]耗散率和复合函数分别降低9.54%和1.56%,总泵功率增加22.40%.这说明换热器综合性能的提高是通过较大程度地降低流体流动性能和显著减小传热不可逆性来实现的.增大总换热面积和工质质量流率、减小工质进口温度以及选择合适的总换热管数和热水质量流率均有助于进一步提高换热器的综合性能.[火积]耗散率和泵功率复合函数最小的换热器最优构形与换热率和泵功率复合函数最小的最优构形是完全不同的.将[火积]理论应用到有机工质管壳式换热器的构形优化中,为其结构优化设计提供了新的指导.