基于(火积)耗散极值原理的轧钢加热炉壁绝热构形优化

与导热过程类比,对绝热过程(火积)耗散极值原理表述为:对于具有一定的约束条件并给定热流(热损失)边界条件时,当耗散最大时,则绝热过程最优(平均温差最大);在给定温度边界条件时,(火积)耗散最小,则绝热过程最优(平均热损失率最小).并基于构形理论,以(火积)耗散率最小为优化目标,在给定绝热温度边界条件下,对轧钢加热炉炉壁单层平板和圆柱体绝热层、多层平板绝热层分别进行构形优化,得到三种绝热结构的变厚度绝热层最优构形.结果表明:与等厚度绝热层和热损失率最小的绝热层最优构形相比,(火积)耗散率最小的绝热层最优构形与两者的构形是明显不同的;(火积)耗散率最小的绝热层最优构形能有效降低其平均热损失率,有利于提高其整体绝热性能.将(火积)耗散率极值原理应用到绝热系统的构形优化,有利于拓展(火积)耗散率极值原理的应用范围.