q~∝(Δ(T^n))~m传热规律下换热过程最小熵产生优化

对一类高低温两侧工质之间传热服从普适传热规律q∝(Δ(Tn))m的简单换热过程进行了研究,在低温侧工质温度初终态一定的条件下,以过程的熵产生最小化为优化目标,导出了加热侧工质温度变化的最优构型。采用数值计算求解给出了算例,并与传统的热流率一定和加热侧工质温度一定两种换热策略进行了比较。得出了对应于最小熵产生时的熵产率为常数不仅在牛顿传热定律q∝ΔT、线性唯象传热定律q∝ΔT-1时成立,而且在传热规律服从q∝(Δ(T-1))m时也成立的结论。结果具有一定的普适性和包容性,对实际换热器的设计与工作具有一定的理论指导作用。

人体换热过程中参数的反问题辨识

为了查明人体深部器官产生病理破坏时体表温度的畸变状况及其换热机制，采用人体组织换热的数学模型及其参数辨识的导热反问题极值法，并结合人工热病灶的实验数据，较圆满地解决了这一生物传热学难题。

恒热流时污垢对管内对流换热过程热力学性能影响的分析

基于热力学第一、二定律 ,在恒热流工况下分析了污垢对管内对流换热过程热力学性能的影响 ,提出了一项在恒热流工况下反映污垢对管内对流换热过程热力学性能影响的指标———无因次熵产相对增加数 ;讨论了管内流体雷诺数(无污垢时 )和无因次热流密度等参数对无因次熵产相对增加数的影响。研究结果表明 ,该指标不仅能反映污垢对管内传热过程的影响 ,而且能反映污垢对管内流动过程的影响 ,而由污垢层导热所引起的熵产在管内传热过程总的熵产中占有重要的地位。同时 。

螺旋翅片管束换热过程的熵产分析

对不同翅片间距sf、管束横向节距st和管束纵向节距sl的9组螺旋翅片管束的换热和流动过程进行了试验研究.分析了换热过程的熵产,研究了雷诺数(Re)、翅片间距、管束横向节距和管束纵向节距对管束换热熵产数NsH、流动熵产数NsF和总熵产数Ns的影响.结果表明:对不同布置方式的管束,随着Re的增加,NsH迅速减小,NsF逐渐增加,Ns先减小后增加;翅片间距对NsH影响较小,在高Re下,翅片间距增大时,NsF和Ns均明显降低;横向节距对NsH几乎没影响,但随着横向节距的增加,NsF和Ns均明显降低;管束纵向节距对NsH、NsF和Ns的影响都很小.

天棚辐射供冷系统换热过程的研究

天棚辐射供冷是一种舒适度很高的新型空调技术。系统的供冷能力和天棚表面温度是系统设计和运行的关键,研究它们与影响因素之间的关系是十分重要的。通过建立天棚辐射供冷系统的物理模型和数学模型,对控制方程进行数值模拟,给出了影响系统供冷能力的诸多因素之间的关系。研究结果显示:冷水温度越低,天棚表面温度越低,系统提供的冷量越大。天棚表面与室内环境之间的辐射换热量大于对流换热量,舒适度好。管子埋深越大,天棚表面温度越大,换热能力越小,但差别不显著。埋管间距越大,天棚表面温度越大,换热能力越小,所以埋管间距不宜取得过大。埋管管径的变化对天棚表面温度及换热量的影响不大。研究结果可为实际工程的设计、运行参数的选择和系统的可行性分析提供依据和指导。

冷凝器翅片表面流体流动及换热过程的三维数值模拟

本文应用CFD软件FLUENT对冷凝器常用的平翅片和波纹翅片表面的流体流动及换热过程进行了数值模拟 ,获得了翅片表面流体的流场图、温度场图、压力场图以及翅片换热量、平均表面换热系数等重要数据 ,并通过这些图形。

催化裂化再生器外取热器换热过程理论分析

从热量来源 (不从传热 )角度在理论上对目前催化裂化再生器各种外取热器作了分析 ,给出了对流热和“扩散热”的计算式。研究了各种外取热器的换热效率及计算方法 ,并找出了取热器内温度明显低于再生温度 (即使在入口处也如此 )的原因 ,进而提出了改进措施。研究结果表明 ,取热器本体内传热基本上受“扩散”控制 ;催化剂循环对取热器的作用主要归于对供剂起始温度的影响 ;用流化气体使供剂管路内催化剂扩散可提高取热量 ;各种外取热器的性能差别主要表现在供剂温度上 ;供剂管路的设计和操作状态 ,对取热器内温度可产生达 10 0℃的改变 ,从而影响取热器的负荷。

基于创新人才培养模式的换热过程综合实验平台设计

为适应新世纪工程技术人员创新人才培养方案,针对传统化工基础实验存在的突出问题,提出了具有开放性、灵活性、多元性功能的换热过程综合实验平台设计方案,同时探讨了与平台相符合的任务驱动式教学模式与教学方法。平台与教学模式的建立,将会提高实验课教学质量,提升学生综合素质和实践能力。

用热力学第二定律优化对流换热过程

本文用热力学第二定律分析对流换热过程找出对流换热过程的熵产及(火用)损失方程,求出(火用)损失为最小时的Re数,从而找到最佳的流体流速及换热设备的几何尺寸,为工程应用提供了依据。

建筑墙体外表面换热过程遗传算法的研究

提出了用遗传算法分析建筑墙体外表面换热过程及推导墙体外表面换热系数。实验和预测检验表明 :该方法能够真实反映墙体外表面换热过程。在不同的风速下对南面墙体外表面墙体中心区域进行了大量的户外实验 ,结果表明当风速在 0 .95～ 7.4 5m s之间变化时 ,南面墙体外表面换热系数在 12 .9～ 2 4 .5W m2 ·K之间波动。

管内对流换热过程的热优化分析

对管内对流换热过程的温差换热和粘性摩擦引起的熵产进行了分析和优化计算 ,对换热设备和传热技术的设计和优化组织具有一定的指导意义。

氨合成工段压缩和换热过程的模拟(I)

在简化流程的基础上 ,对氨合成过程的循环机进行了模拟计算 ,考察了功与压力之间的关系和功与温度之间的关系 ,并获得了它们之间的关系曲线 ;对换热器进行了模拟计算 。

汽水板式换热过程区间串级智能控制方法

汽水板式换热过程是以蒸汽阀门开度为输入,以蒸汽流量为内环输出,以供水温度为外环输出的强非线性串级工业过程,受到室外温度和厂区热用户放水的随机干扰,导致供水温度和蒸汽流量大范围波动.本文针对处于干扰环境下的具有不确定性和强非线性串级工业过程,将前馈补偿、串级PI控制和规则推理区间补偿控制相结合,提出了由外环供水温度前馈PI控制、内环蒸汽流量PI控制的串级控制与规则推理的内外环设定值区间补偿控制组成的区间串级智能控制方法,并成功应用于某选矿厂的汽水板式换热过程,工业应用结果表明所提出的方法在室外温度和热用户放水的随机干扰下,可以将供水温度和蒸汽流量同时控制在工艺要求的范围内.

(一)换热过程与换热器

前言 本导则现今仅包括(一)换热过程与换热器,(二)蒸馏及蒸馏塔二个部分,可为工艺设计与过程开发之引导,并为提高设计水平打下基础。

导热油在工业换热过程中的应用

在工业换热过程中．除非采用热源(冷源)直接对工艺介质进行加热(冷却)的换热方式，一般均采用中间传热介质在热源(冷源)和工艺介质之间作为媒介进行换热。这种通过中间介质进行换热的方式称为间接换热．间接换热的最大优点是可在换热过程中对被加热的工艺介质进行精确的温控。有利于实现工艺过程的有效控制和产品及其质量的精细化。而实现间接换热方式最大优点的关键是在热源(冷源)的工作方式和工艺需求之间找到一种适合的中间传热介质。

热力装置换热过程数值计算RCAD系统

本文论述了应用计算机进行热力装置换热过程数值计算的CAD技术，简要地介绍著者应用微型计算机所开发的热力装置换热过程数值计算的RCAD软件系统。

建筑热湿环境营造过程中换热网络的匹配特性分析

对主动式空调系统中的换热网络进行研究,分析了匹配特性在显热传递和热湿传递过程中的影响。显热传递过程由于传热能力UA有限和两侧流体流量不匹配会造成损失,热湿传递过程的损失则是由传热传质能力有限、流量不匹配和参数不匹配3种因素共同造成的。流量匹配的条件是两侧流体的热容量相等,空气与水直接接触的热湿传递过程只有在饱和线上进行时才能实现参数匹配。利用解析方法得到热湿传递过程中的传热阻力、传湿阻力表达式,分析了传热传质能力有限、流量不匹配和参数不匹配对热阻、湿阻造成的影响。

发汗冷却湍流换热过程的数值模拟

为了验证湍流二方程模型在数值模拟发汗冷却过程的适用性,在PHEONICS3.3软件平台上采用两层k-ε湍流模型对无发汗冷却和有发汗冷却时的矩形槽道内湍流流动和换热进行了数值模拟。计算结果表明:发汗冷却使得边界层显著增厚,壁面摩擦阻力因数大为减小;随着冷却气体流量的增加,壁面温度和局部对流换热系数都大大下降。在注入率为1%左右时,发汗冷却段的壁面温度相对值降到了20%左右,局部对流换热系数相对值降到了50%以下。所得到的计算结果与已有关系式符合得很好:注入率在2%以内时误差小于10%。

存在热漏的换热过程熵产生最小化

本文建立了存在热漏的换热过程模型,应用最优控制理论导出了过程熵产生最小时热、冷流体温度间最优关系。结果表明,热漏对换热过程熵产生最小时热、冷流体温度有较大影响,热流率一定的传热策略要优于热流体温度一定的传热策略,本文的研究对于换热过程的最优设计与运行有一定的理论指导意义。

广义辐射传热有热漏换热过程■耗散最小化

换热器性能的提高有利于提高能源利用效率。本文研究了广义辐射传热规律[q∝△(T^n)]下与外界环境间存在热漏的换热过程,应用平均最优控制理论导出了过程[火积]耗散最小时的最优性条件。基于普适的优化结果,进一步得到了牛顿(n=1)、线性唯象(n=-1)、辐射(n=4)以及一类混合传热规律下的特例结果,并与热流率和热流体温度分别为定值的常规传热策略进行了比较。给出了数值算例,揭示了传热量和热漏对换热器最小[火积]耗散及相应热、冷流体温度最优分布规律的定性与定量影响规律,明晰了有热漏条件下热流率和热流体温度分别为定值时的两种传热策略的优劣性。本文结果可用于指导实际换热装置的优化设计。