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板翅式换热器传热、阻力多目标权衡优化

工程热物理学报 2016年第2期37卷 399-404页

作者：王哲厉彦忠西安交通大学能源与动力工程学院西安710049 动力工程多相流国家重点实验室西安710049

本文利用NSGA-Ⅱ算法对板翅式换热器中流体的传热和阻力分别引起的熵产数和(?)耗散数进行了多目标权衡优化。使传热和压降这两个相互矛盾的目标函数同时达到最优,并对帕累托前沿解域进行了LINMAP(多维偏好分析的线性规划)决策,最后对比... 详细信息

本文利用NSGA-Ⅱ算法对板翅式换热器中流体的传热和阻力分别引起的熵产数和(?)耗散数进行了多目标权衡优化。使传热和压降这两个相互矛盾的目标函数同时达到最优,并对帕累托前沿解域进行了LINMAP(多维偏好分析的线性规划)决策,最后对比了两种适值函数的优化结果。结果显示:换热器结构在11个自由度,并满足较小的熵产数或■耗散数的条件下,相比单一目标函数压降最大减少73.65%,成本最多节省1.61%;在相同换热效率下,煨耗散法优化得出的总成本比熵产法减少0.01%。

关键词：板翅式换热器多目标优化熵产 [火积]耗散

液化天然气冷量的特性及在汽车制冷中的回收利用

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西安交通大学学报 2003年第3期37卷 294-297页

作者：王强厉彦忠陈曦西安交通大学制冷与低温研究所西安710049

对“绿色”汽车燃料———液化天然气 (LNG)具有的冷量及其影响因素进行了分析 .结果表明 :在不同系统压力下 ,随着环境温度的升高 ,LNG冷量不断增大 ;在同一环境温度下 ,随着系统压力的增大 ,LNG冷量迅速降低 ,当压力p大于 2MPa... 详细信息

对“绿色”汽车燃料———液化天然气 (LNG)具有的冷量及其影响因素进行了分析 .结果表明 :在不同系统压力下 ,随着环境温度的升高 ,LNG冷量不断增大 ;在同一环境温度下 ,随着系统压力的增大 ,LNG冷量迅速降低 ,当压力p大于 2MPa时 ,LNG冷量已经很小 .基于LNG冷量特性 ,首次提出将该冷量进行回收 ,用于汽车制冷 (如低温冷冻、冷藏或汽车空调 ) ,以替代传统的蒸汽压缩制冷装置 ,减少额外功的输入 ,从而节约大量的能源 ,同时还可以有效减少噪声污染 ,避免氟里昂制冷剂泄漏造成的臭氧层破坏及温室效应。

关键词：液化天然气冷量Yong 汽车制冷回收利用汽车燃料系统压力环境温度

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两相流板翅式换热器入口分配特性的实验研究

西安交通大学学报 2004年第3期38卷 243-246页

作者：许箐厉彦忠张哲西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

实验研究了板翅式换热器入口两相流分配不均匀性问题.结果表明:两相流在换热器入口截面上的分配不均匀主要体现在液相上,其中又以横向不均匀为主;气体雷诺数及干度对两相流的分配特性有很大的影响;对于整个横截面上的二维分布情况,气相... 详细信息

实验研究了板翅式换热器入口两相流分配不均匀性问题.结果表明:两相流在换热器入口截面上的分配不均匀主要体现在液相上,其中又以横向不均匀为主;气体雷诺数及干度对两相流的分配特性有很大的影响;对于整个横截面上的二维分布情况,气相与液相的分配不均匀度均随着气体雷诺数的增大而增大,液相的不均匀度随着干度的增大而增大,气相的不均匀度随着干度的增大而减小;气体雷诺数的变化主要影响液相在横向上的分配特性,干度的变化主要影响液相在纵向上的分配特性.

关键词：板翅式换热器两相流流体分配

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板翅式换热器封头结构的数值模拟

化工学报 2002年第11期53卷 1182-1187页

作者：张哲厉彦忠焦安军西安交通大学能动学院陕西西安710049

建立了板翅式换热器封头结构的湍流数学模型 ,并采用此模型对目前工业中应用的基本型封头内部的速度场分布进行了数值计算 ,计算结果表明 :封头内部物流分配存在严重的不均匀性 ,同时发现改变封头的结构可以有效地改善换热器内部的物流... 详细信息

建立了板翅式换热器封头结构的湍流数学模型 ,并采用此模型对目前工业中应用的基本型封头内部的速度场分布进行了数值计算 ,计算结果表明 :封头内部物流分配存在严重的不均匀性 ,同时发现改变封头的结构可以有效地改善换热器内部的物流分配 .在此基础上对两种改进型封头结构进行了数值模拟 ,计算结果表明改进效果明显 ,在进口Reynolds数为 830 0 0时绝对不均匀度已从3.4 7减小到 0 .71.计算结果与实验结果吻合良好 .

关键词：结构数值模拟板翅式换热器物流分配封头 CFD 优化设计湍流数学模型

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液体火箭贮箱增压排液过程温度场数值研究

航空动力学报 2011年第8期26卷 1893-1899页

作者：王磊厉彦忠李翠程向华西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

针对某液体火箭贮箱增压排液过程,采用二维数值模拟方法对其温度场进行计算.选用低雷诺数k-ε模型分析流体与固壁间的耦合换热,考虑到气液之间发生热质转移现象,编写了控制相变的用户自定义程序(UDF)并植入Fluent软件.采用文献实验数据... 详细信息

针对某液体火箭贮箱增压排液过程,采用二维数值模拟方法对其温度场进行计算.选用低雷诺数k-ε模型分析流体与固壁间的耦合换热,考虑到气液之间发生热质转移现象,编写了控制相变的用户自定义程序(UDF)并植入Fluent软件.采用文献实验数据对相同工况下的计算结果进行验证,对比结果表明所建立的二维模型能够有效预测气枕温度、壁面温度沿轴向分布规律.数值模拟结果发现:气体扩散器入口方向、入口面积对气枕温度、壁面温度的轴向分布影响较弱,而对靠近增压口附近的温度场影响明显.当增压气体竖直向下进入气枕时,贮箱上封头附近气枕温度较低,有利于保障安全阀的可靠运行.当增压气体水平进入气枕时,扩散器直径变大,贮箱顶端高温区范围相应扩大.

关键词：液体火箭贮箱增压低温流体热分层数值模拟

液体火箭贮箱增压排液过程三种气枕模型的数值对比

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航空动力学报 2011年第9期26卷 1995-2001页

作者：王磊厉彦忠李翠赵志翔西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

针对液氧贮箱氦气增压排液过程,分别建立了零维整体模型、一维分层模型及二维计算流体力学(CFD)模型对气枕物理场的变化规律进行数值研究.零维及一维模型采用经验公式求解气枕与壁面间的换热量,而二维CFD模型通过低雷诺数k-ε模型确定... 详细信息

针对液氧贮箱氦气增压排液过程,分别建立了零维整体模型、一维分层模型及二维计算流体力学(CFD)模型对气枕物理场的变化规律进行数值研究.零维及一维模型采用经验公式求解气枕与壁面间的换热量,而二维CFD模型通过低雷诺数k-ε模型确定流体与固壁间的耦合换热作用.计算时氦气采用理想气体模型.利用三种模型分别预测了贮箱内气枕压力、气枕平均温度及温度分布规律.计算结果表明:三组结果分布合理,不同模型的结果之间能够互相印证;对于气枕及与气枕接触壁面沿轴向的温度分布,在气枕主体区一维模型与二维模型预测结果基本吻合,而在靠近消能器的气枕上端,两种模型预测值存在偏差;当增压气体入口速度较大时,气枕上端径向温度分层明显,需采用二维CFD模型才能展示气枕物理场分布.

关键词：液体火箭增压低温流体热分层数值模拟

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采用液化天然气冷量的空分系统新流程

化学工程 2007年第9期35卷 58-61页

作者：燕娜厉彦忠西安交通大学能源动力工程学院陕西西安710049

从多个角度分析了空分装置中应用液化天然气(LNG)冷量的优势,针对不同的场合提出了2种引进LNG冷量的液体空分流程新方案。方案1适用于投资建设新设备的场合,方案2适用于现有流程的改造生产液体的场合,2种方案有一个共同点即使用LNG冷量... 详细信息

从多个角度分析了空分装置中应用液化天然气(LNG)冷量的优势,针对不同的场合提出了2种引进LNG冷量的液体空分流程新方案。方案1适用于投资建设新设备的场合,方案2适用于现有流程的改造生产液体的场合,2种方案有一个共同点即使用LNG冷量冷却循环氮气制冷。采用Aspen P lus软件对2个方案进行了模拟计算,结果表明:引进LNG冷量之后,所需循环氮气量明显减少,系统最高运行压力降低由传统流程的4.2—5.0 MPa降低到2.1—2.6 MPa,液态产品的单位能耗从约0.5 kW.h/kg降低到0.327—0.338 kW.h/kg,节能效果明显。LNG气化过程中换热压力的提高对冷量回收影响较小,而采用液泵加压节省能耗,将气化过程安排在升压过程之后有利于能源的合理利用。

关键词：空分流程液化天然气冷量回收

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轴向导热对逆流式板翅换热器传热性能的影响

西安交通大学学报 2003年第11期37卷 1142-1145页

作者：米廷灿厉彦忠西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

为了确认轴向导热对复叠逆流式板翅换热器传热性能的影响,通过数学分析建立了一组控制方程,定义了无量纲轴向当量热扩散系数(φ).用φ来表示换热器的轴向导热能力可以使换热器的二维模型实现一维简化,使计算工作更加简单方便,并可采用... 详细信息

为了确认轴向导热对复叠逆流式板翅换热器传热性能的影响,通过数学分析建立了一组控制方程,定义了无量纲轴向当量热扩散系数(φ).用φ来表示换热器的轴向导热能力可以使换热器的二维模型实现一维简化,使计算工作更加简单方便,并可采用差分法解出其数值解.计算结果表明,轴向导热对换热器性能的影响随着φ和传热单元数(NNtu)的增大而加剧,导致换热器换热性能的恶化.为了减少轴向导热损失,应尽可能减小换热器的横截面积.同时,高导热性能的换热器材料也会加大轴向导热损失.

关键词：轴向导热板翅换热器有限差分法

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板翅式换热器物流分配特性的实验研究

西安交通大学学报 2003年第9期37卷 920-924页

作者：张哲厉彦忠许箐西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

实验研究了板翅式换热器封头结构对物流分配特性的影响,研究结果表明,不合理的封头结构造成板翅式换热器内部物流分配极不均匀,封头结构和雷诺数是影响板翅式换热器物流分配的主要因素.首次提出了二次封头结构,定义了当量截面积和当量... 详细信息

实验研究了板翅式换热器封头结构对物流分配特性的影响,研究结果表明,不合理的封头结构造成板翅式换热器内部物流分配极不均匀,封头结构和雷诺数是影响板翅式换热器物流分配的主要因素.首次提出了二次封头结构,定义了当量截面积和当量截面直径来描述封头结构特征.实验结果表明,通过改变封头的结构,可以有效地改善换热器内部的物流分配;封头结构对物流分配不均匀性的影响主要表现在出口截面的横向方向上,而对纵向方向上的物流分配不均匀性的影响较小.得到了不同封头结构的物流分配不均匀特性与雷诺数之间的关系式.

关键词：板翅式换热器物流分配封头结构