熵產最小化方法在管殼式換熱器優(yōu)化設計中的應用.pdf

1、近些年來，隨著能源消耗的飛速增長，人們逐漸認識到節(jié)能減排的重要性。換熱器作為眾多工業(yè)領域中使用最為廣泛的熱力設備之一受到了人們越來越多的關注。了解分析影響換熱器性能的參數和對換熱器進行優(yōu)化設計具有重要的意義?；诖?，本文從兩個個方面對管殼式換熱器的優(yōu)化設計情況進行了數值計算。 本文選用改進熵產數作為換熱器優(yōu)化的目標函數，為了確定影響換熱器性能的參數，將遺傳算法嵌入在商業(yè)軟件Matlab中應用于過熱蒸汽—水式單程管殼式換熱器的優(yōu)化

2、設計過程。首先計算得出定換熱量和定換熱面積情況下單一參數隨熵產數減小的變化趨勢，分析影響換熱器性能的主要參數：傳熱單元數、傳熱有效度、換熱系數、熱容率比和壓力損失等隨目標函數變化的走勢。在此基礎上進一步計算多個設計變量同時變化的情況下管殼式換熱器主要參數隨目標函數變化的走勢。所得結果表明，改進熵產數在常物性參數介質的管殼式換熱器優(yōu)化設計中具有較好的效果。 為了進一步研究變物性參數對換熱器性能指標的影響，本文考慮了溫度對換熱器內傳

3、熱介質物性參數的影響。在進行一定的假設前提下，本文推導出變物性參數下換熱器的熵產表達式，對受溫度影響的傳熱介質的物性參數公式進行了溫度區(qū)間內的曲線擬合，并先后計算了定換熱量和定換熱面積情況下單一參數隨熵產數減小的變化趨勢，分析其對換熱器性能的影響，所得優(yōu)化結果與常物性參數下基本一致。通過對前后的優(yōu)化結果進行分析比較，發(fā)現在考慮溫度對物性參數的影響時，隨著換熱量和管數（管排數）的增加，換熱器內氣體的有效換熱溫度隨之逐漸的降低，但換熱器換熱