文档介绍：兰州理工大学
硕士学位论文
换热器综合性能的优化设计方法研究
姓名:张芸豫
申请学位级别:硕士
专业:制冷及低温工程
指导教师:李超
20090420
摘要个结构尺寸的基础上,采用迭代的方式完成对天然气一一空气和润滑油一一空气随着我国工业的不断发展,对能源利用、开发的合理性与有效性的要求不断提高,因而对换热器性能的要求也日益加强。特别是对换热器的研究必须满足各种特殊情况和苛刻条件的要求,对它的研究也就显得更为重要。因此,在换热器的生产及研究开发上除了满足各种必需的工艺条件之外,对它的综合性能也提出了更高的要求。深入研究换热器结构参数、流动参数与换热性能三方面综合性能对换热器参数优化设计,缩短设计周期,提高设计效率和经济效益都具有重大的理论意义和现实意义。换热器的设计是一项十分重要的工作,它涉及到换热设备的投资成本、运行状态及性能状况。一个好的换热器设计应能做到投资省、运行费用低和换热效果好。长期以来人们为此付出了大量的努力,也取得了相应的效果,但仍然离前面提出的要求相差甚远。不少人针对换热器的优化设计方法提出了方案,但由于优化设计目标的不确定性及换热器种类的多样性,换热器的优化设计目前还不完善。本础,在设计过程中实现换热器的投资成本低、运行费用少以及换热性能佳的优化由于板翅式换热器是目前国内最先进的换热设备之一,它具有体积小、重量时换热等优点。它可以用于各种介质的热交换肫⑵胍骸⒁河胍以及有相变的冷凝和蒸发。本文研究了板翅式换热器的结构形式及导致的流动特征,选择平直翅片板翅式换热器为目标,应用换热器综合性能优化设计方法,简化其结构形式,建立了基于实际换热模型基础上的板翅式换热器数学模型,将综合性能优化设计方法推广到实际应用当中。在建立板翅式换热器数学模型的基础上,运用计算机语言编制程序,以单位传热量的可用能损失率最小为目标函数,寻求流动参数的最佳值,利用换热器两侧流动换热过程的流动与换热的准则关系式,在设定换热热流密度和选定换热器某单侧翅片的板翅式换热单元的结构参数、流动参数与换热性能的优化设计。与传统的优化方法相比,它综合考虑了结构特征和投资费用等影响因素,由于在设计过程中仅用了两项人为设定参数而给设计者带来极大方便,也有效地减少了人为文打破传统设计方法的思路,从换热器的基本结构与流动传热特性入手,建立了全新思路的综合性能优化设计方法,以换热器的结构优化和过程可用能分析为基目标。轻、换热效率高、结构紧凑、轻巧及坚固耐用、适应性强并可设计成多股流体同干预的因素。硕十学新畚
关键词:换热器综合性能优化设计可用能分析换热器综合性能的优化品椒ㄑ芯
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刷程轹翻日期:辏箩多久专设日期:孵乡炙苌锨兰州理工大学学位论文原创性声明和使用授权说明日期:加口阥月跞原创性声明学位论文版权使用授权书本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特另以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名:本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。
第绪论换热器的重要性传热是自然界和工程技术领域中非常普遍的三种传递过程之一,而用来完成各种热传递过程的换热器则是化工、石油、制药、能源等工业部门中应用相当广源的温度越来越低,换热允许温差将变得更小,当然,对换热技术的发展和换热器性能的要求也就更高⋯。所以,换热器的开发与研究成为人们关注的课题。换热器的性能对产品质量、能量利用率以及系统的经济性和可靠性起着重要的作用,有时甚至是决定性的作用。在化学工业中所用换热器的投资大约占设备淡化工艺装置中则几乎全部是由换热器组成。由于世界上燃煤、石油、天然气资源储量有限而面临着能源短缺的局面,各国都致力于新能源的开发,并积极开展在这一工作中,换热器也充当着一个重要的角色,其性能的好坏也直接影响到能命周期费用最经济、综合效率最高的换热器,因此,世界各国都十分重视传热强化技术的研究开发和换热器的选型及优化设计。由于换热器占工厂设备投资的比重可高达%%,而用于换热器的能量消耗最大可占产品成本的%一%。所以换热器不仅是