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火积耗散理论在超临界二氧化碳传热优化中的应用
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作者 杨凤叶 王珂 +1 位作者 刘彤 刘敏珊 《机械设计与制造》 北大核心 2013年第10期84-86,共3页
火积耗散原理为评价、优化换热器性能开辟了新的途径。为了使火积耗散均匀分布原则和温差均匀分布原则更好的应用于实际换热过程,采用编程迭代的方法,采用某两种优化原则进行改进,基于改进后的两种优化原则,分析比较了二氧化碳在不同进... 火积耗散原理为评价、优化换热器性能开辟了新的途径。为了使火积耗散均匀分布原则和温差均匀分布原则更好的应用于实际换热过程,采用编程迭代的方法,采用某两种优化原则进行改进,基于改进后的两种优化原则,分析比较了二氧化碳在不同进口压力时,两种原则优化的效果。结果表明,从有效度、火积耗散数等沿换热方向的大小变化,显示火积耗散均匀分布原则优化结果明显优于温差均匀分布原则,表明火积耗散均匀分布原则的传热效率高于温差均匀分布原则。 展开更多
关键词 超临界二氧化碳 火积耗散均匀分布原则 温差均匀分布原则
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高压加热器过热段(火积)耗散研究
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作者 郭婷 张明智 《电力科学与工程》 2015年第1期5-9,共5页
高压加热器为火电机组回热系统的主要换热设备,其换热过程的优劣直接影响火电机组回热系统的热经济性。基于热力学第二定律,为动态分析高压加热器内换热过程优劣,利用(火积)耗散理论,从传热效率的方向建立了高压加热器过热段(火积)平衡... 高压加热器为火电机组回热系统的主要换热设备,其换热过程的优劣直接影响火电机组回热系统的热经济性。基于热力学第二定律,为动态分析高压加热器内换热过程优劣,利用(火积)耗散理论,从传热效率的方向建立了高压加热器过热段(火积)平衡方程,推导出了高压加热器过热段(火积)耗散的计算方法。以某高压加热器的过热段为例,得到了高压加热器过热段的(火积)耗散分布规律,计算结果表明:对冷热流体进出口参数固定、对流换热系数为常数的高压加热器,总(火积)耗散为管长的单调函数;(火积)耗散量的增长速度取决于温度梯度的大小,即(火积)耗散理论与温差均匀性理论的一致;高压加热器内流动阻力引起的(火积)耗散对总(火积)耗散影响较小。 展开更多
关键词 () 高压加热器 温差均匀
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一维换热器中温差场均匀性原则的证明 被引量:40
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作者 宋伟明 孟继安 +1 位作者 梁新刚 李志信 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期2460-2464,共5页
The uniformity principle of temperature difference field is a phenomenological principle,which has not been theoretically proved.For one-dimensional two-and three-stream heat exchangers,the extremum principle of entra... The uniformity principle of temperature difference field is a phenomenological principle,which has not been theoretically proved.For one-dimensional two-and three-stream heat exchangers,the extremum principle of entransy dissipation was used to optimize the heat transfer process by variational calculus.It was indicated that the temperature difference field between the hot and cold fluids should be completely uniform if the entransy dissipation reached a minimum for a given heat duty,or if the heat duty reached a maximum for a given entransy dissipation.So,the uniformity principle of temperature difference field of heat exchangers was primarily proved. 展开更多
关键词 换热器 温差场均匀原则 极值原理
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换热量和换热面积给定时的火积耗散最小原则 被引量:10
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作者 郭江峰 许明田 程林 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第32期3141-3146,共6页
在换热量和换热面积给定的条件下,当换热系数不固定时,首先,对火积耗散均匀分布原则(EoED)、温差均匀分布原则(EoTD)和热流密度均匀分布原则(EoHF)的优化结果进行对比,结果表明,EoTD与EoED所得结果的误差很小,且远小于EoHF与EoED所得结... 在换热量和换热面积给定的条件下,当换热系数不固定时,首先,对火积耗散均匀分布原则(EoED)、温差均匀分布原则(EoTD)和热流密度均匀分布原则(EoHF)的优化结果进行对比,结果表明,EoTD与EoED所得结果的误差很小,且远小于EoHF与EoED所得结果的误差.根据3种原则比较的结果,选择适当的优化原则,在给定热负荷和换热面积的两流体换热器中,分别对冷热流体侧的参数进行优化,结果表明,选择恰当流体侧的参数进行优化对于最小火积耗散优化原则的成功应用十分重要,在优化过程中应当选择以能提高总体换热系数的流体,或按照优化原则优化后能使温度分布平行并同时减小温差驱动力的流体为准则. 展开更多
关键词 () 换热器 均匀分布 温差均匀分布 热流密度均匀分布
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基于(火积)耗散理论的新翼型换热器优化方法研究 被引量:5
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作者 韩增孝 郭江峰 淮秀兰 《中国科学:技术科学》 EI CSCD 北大核心 2021年第10期1219-1230,共12页
基于(火积)的分布匹配以协同强化的思路对新翼型换热器进行结构优化,提出两种不均匀的翅片分布结构,在给定热流边界条件下以超临界CO2为工质,对多种翼形肋分布结构进行传热流动性能的数值研究.结果表明,针对超临界流体物性剧烈变化导致... 基于(火积)的分布匹配以协同强化的思路对新翼型换热器进行结构优化,提出两种不均匀的翅片分布结构,在给定热流边界条件下以超临界CO2为工质,对多种翼形肋分布结构进行传热流动性能的数值研究.结果表明,针对超临界流体物性剧烈变化导致的换热参数分布极不均匀的特点,在总换热面积不变的条件下通过相应改变新翼型肋片分布方式,改善了流体(火积)与壁面热流(火积)的分布匹配性,进而改善了流道内局部(火积)耗散率的分布均匀性,使流道内总(火积)耗散率减小,换热性能提高.比拟两流体耦合换热过程中变热流边界条件下的数值研究表明,在换热器两流体耦合换热中依据换热参数分布特性相应改变新翼型肋的分布方式,在总换热面积不变的条件下同样改善冷热流体(火积)的分布匹配性,进而使局部(火积)耗散率沿换热区域分布更为均匀,减小总的(火积)耗散率.(火积)的分布匹配原则为换热器结构优化和改进提供了新的思路和方法,具有重要的理论和工程意义. 展开更多
关键词 () 分布匹配 印刷电路板换热器(PCHE) 超临界流体 传热强化
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超临界CO_2微通道平行流气冷器流量分配优化研究 被引量:9
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作者 杨凤叶 刘敏珊 +1 位作者 刘彤 王永庆 《压力容器》 2013年第8期33-37,共5页
采用FLUENT软件对微通道平行流气冷器流量分配特性进行模拟,通过改变换热器的进口扁管与集流管的组合尺寸T和扁管的长度L,对每根扁管流量分配不均匀度的大小,做出相应的火积耗散分析,由火积耗散的大小,可以得出气冷器流量分配不均匀度... 采用FLUENT软件对微通道平行流气冷器流量分配特性进行模拟,通过改变换热器的进口扁管与集流管的组合尺寸T和扁管的长度L,对每根扁管流量分配不均匀度的大小,做出相应的火积耗散分析,由火积耗散的大小,可以得出气冷器流量分配不均匀度对换热的影响。结果表明,上述参数的改变对平行流气冷器内部扁管的流量分配不均匀度和火积耗散有较大的影响,二者在T=0.5时均达到最小,且随着扁管长度的增加而减小,但减小幅度逐渐变小。研究结果为考察平行流气冷器流量分配不均匀度对换热的影响提供参考依据,同时也为优化、评价换热器性能,提出一种新的途径。 展开更多
关键词 平行流气冷器 流量分配不均匀
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基于煅耗散最小的超临界二氧化碳传热优化研究 被引量:1
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作者 杨凤叶 刘敏珊 +1 位作者 刘彤 赵鹏飞 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期136-139,共4页
换热器性能的优化,不但能够强化传热减小阻力,而且能够节约能源和减少环境污染,这在能源日益短缺的今天具有重要的经济价值和社会效益。本文通过编程迭代的方法,对文献中的(火积)耗散均匀分布原则(EoED)和温差均匀分布原则(EoTD)略做改... 换热器性能的优化,不但能够强化传热减小阻力,而且能够节约能源和减少环境污染,这在能源日益短缺的今天具有重要的经济价值和社会效益。本文通过编程迭代的方法,对文献中的(火积)耗散均匀分布原则(EoED)和温差均匀分布原则(EoTD)略做改进,使改进后的两种优化原则更好地与实际应用相结合。基于改进后的两种优化原则,分析比较了二氧化碳在不同进口质量流量下,两种原则优化的效果.结果表明,从有效度、煅耗散数等沿管长Z方向的大小变化,显示(火积)耗散均匀分布原则优化结果明显优于温差均匀分布原则,表明煅耗散均匀分布原则的传热效率高于温差均匀分布原则. 展开更多
关键词 超临界二氧化碳 均匀分布原则 温差均匀分布原则
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换热器优化中均分原则的适用性分析 被引量:1
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作者 程雪涛 张龙飞 梁新刚 《中国科学:技术科学》 EI CSCD 北大核心 2021年第10期1231-1244,共14页
在许多物理过程的优化设计中,其优化结果反映为某些物理量或者函数的均匀分布,即相应的均分原则.针对两股流和三股流换热器的优化分析,讨论了热力学力场均匀性原则、ΔT/T场均匀性原则和温差场均匀性原则三项均分原则的适用性.研究表明... 在许多物理过程的优化设计中,其优化结果反映为某些物理量或者函数的均匀分布,即相应的均分原则.针对两股流和三股流换热器的优化分析,讨论了热力学力场均匀性原则、ΔT/T场均匀性原则和温差场均匀性原则三项均分原则的适用性.研究表明,当换热量给定时,前两项原则既不能给出最小的换热器熵产率,又不能给出最高的换热器效能;而当换热器实现最佳传热性能时,前两项原则得不到满足.对于温差场均匀性原则,不论冷热流体间的传热系数是否为常数,均可基于理论对其进行数学证明.当冷热流体温差场完全均匀时,换热器的耗散热阻达到最小值.可见,温差场均匀性原则可以给出换热器的最佳传热性能.进一步,本文给出了简单的案例,直观地验证了上述结论.理论与案例分析的结果进一步表明,热力学力场均匀性原则和ΔT/T场均匀性原则都是基于熵产的概念得到的,而熵产从做功能力损失的角度衡量不可逆性,导致这两项原则与传热优化的目的不一致,而且其推导过程中所采用的传热定律也不符合实际的传热过程;而用于证明温差场均匀性原则的(火积)耗散则从传热能力损失的角度衡量传热过程的不可逆性,其优化目标与传热优化目标则是一致的.这就是前两项原则不适用于换热器优化分析而温差场均匀性原则适用的根本原因. 展开更多
关键词 均分原则 换热器 ()热阻 温差场均匀原则 热力学力
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直接接触式换热器传热性能多目标优化 被引量:2
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作者 徐建新 李彪 +1 位作者 李泽西 王华 《昆明理工大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2020年第6期1-8,共8页
直接接触式换热器传热性能研究对中低温余热的高效利用起着决定性作用.本研究通过控制分散相和连续相初始温差和流率比,研究了不同初始温差和流率比对连续相和分散相出口温度、温差场均匀性因子、(火积)耗散、容积换热系数的影响,建立了... 直接接触式换热器传热性能研究对中低温余热的高效利用起着决定性作用.本研究通过控制分散相和连续相初始温差和流率比,研究了不同初始温差和流率比对连续相和分散相出口温度、温差场均匀性因子、(火积)耗散、容积换热系数的影响,建立了(火积)耗散、温差场均匀性、容积换热系数的多指标评价模型.研究发现:蒸发器在恒温状态下,初始温差增加,容积换热系数和系统的(火积)耗散也随之增加.研究表明:当初始温差为100℃,流率比为6∶1时,系统的(火积)耗散最小,传热不可逆性较小,容积换热系数最大.多目标评价为蒸发器优化提供了指导意义. 展开更多
关键词 直接接触式换热 () 温差场均匀性原理 换热系数 多目标优化
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超临界二氧化碳冷却器中间分流优化设计 被引量:1
10
作者 蔡浩飞 梁世强 +2 位作者 姜玉雁 王涛 朱玉铭 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1499-1506,共8页
基于超临界二氧化碳毛细管冷却器的设计,对冷却器内部的夹点问题、温差均匀性及(火积)耗散率进行了分析。提高冷却水流量和降低冷却水入口温度能够有效避免夹点传热恶化。水流量和二氧化碳流量不匹配会造成冷却器内部温差分布不均匀,增... 基于超临界二氧化碳毛细管冷却器的设计,对冷却器内部的夹点问题、温差均匀性及(火积)耗散率进行了分析。提高冷却水流量和降低冷却水入口温度能够有效避免夹点传热恶化。水流量和二氧化碳流量不匹配会造成冷却器内部温差分布不均匀,增大传热不可逆损失。中间分流措施能够在原有换热器的基础上,通过改变局部水流量分布,提高冷却器内部温差分布均匀性,降低换热器(火积)耗散率。 展开更多
关键词 毛细管换热器 夹点 温差不均匀因子 () 中间分流
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