一、板翅式换热器的传热研究与热力学分析(论文文献综述)
燕光龙[1](2021)在《空调除湿系统性能比较及热力学分析》文中提出针对空气调节的空气除湿系统,由于多样性以及与环境的适用性品类众多及组合方式复杂,导致应用起来难度很大。分析可知空调除湿系统性能的影响主要涉及除湿器,换热器和再生器三部分,尤其是再生器部分可以降低能耗和高效除湿,对空调除湿系统的运行产生重要作用。许多专家学者对于这三方面影响因素做了很多的研究,但是都集中于除湿剂的选择和改性、换热器外形的构造和再生器高温热源的应用,缺乏过程中热力学机制的解释和对低温热源的利用。本文试图在众多除湿器中比较并做出优选;在此基础上对再生过程进行热力学分析,明确再生热力学含义;最后通过优化再生过程,提高整个除湿系统效率。首先,通过对几种设备的除湿性能进行了在经济性、复杂性、储能、维修花费和占地面积等方面的比较,列表明确了各种除湿设备的优缺点,为不同除湿环境下除湿设备的选择提供了工程的指导。其次,从相位关系入手,用热力学分析对空调除湿系统起着举足轻重作用的再生环节,具体内容是固体除湿剂的热风再生和微波再生以及液体除湿剂加热液体再生和加热空气再生过程中传热传质的相互促进或抑制的机理,揭示湿量逆迁移和热量逆迁移的热力学原理,深刻剖析再生过程所蕴含的热力学机制,为下一步优化做了准备。最后,运用FLUENT软件对液体除湿剂再生器进行数值模拟,通过模拟不同入口空气风量、不同入口溶液浓度、温度、流量,通过观察再生器内温度分布云图情况以便为提高再生器的再生效率提供工程指导,对影响再生器再生效率的因素做了验证,为提高再生器效率提供支持。
王哲,韩凤翚,纪玉龙,李文华,厉彦忠[2](2021)在《低温多股流板翅式换热器设计优化方法研究进展》文中提出针对多股流体流动换热、复杂翅片结构优化、多重通道排布匹配以及低温工程应用等特点,本文归纳分析了低温多股流板翅式换热器结构设计中凸显的流股换热匹配、通道分配排列、多物理场叠加以及低温特殊工况下的应用等问题。总结了在通道结构优化与零部件设计中,通过翅片通道传热流动特性及相关性能评价方法来指导结构选型。文章还深入分析国内外现状,讨论了板翅式换热器的研究热点与发展方向。文章指出低温多股流板翅式换热器应用于大型空分等石化工业流程中优势明显,可显着提高气体液化率,降低实际能耗,进而提升系统运行效率。因此,对于实际应用中可能遇到的设计问题,应考虑结合局部换热网络与多流股匹配、翅片结构设计与通道排列算法优化、多场仿真与试验研究等手段形成合理优化方法和设计框架,来摆脱目前传统经验试凑所带来的限制。
王彤彤[3](2020)在《利用液化天然气冷能回收内燃机余热的双级有机朗肯循环系统的分析及优化》文中研究指明近年来,各国在积极发展新能源的同时,也在开展传统能源的高效利用研究。内燃机作为一种在工业系统中被广泛应用的传统动力装置,其中接近60-70%废热没有被有效利用。如何对内燃机余热进行高效回收,提高燃料利用率成为研究的热点问题。针对内燃机余热特点,本文建立了以LNG(Liquefied Natural Gas)为冷源的双级有机朗肯循环的余热回收系统。为了更加全面地评价余热回收系统的热力学性能和热经济性,本文从数学建模、灵敏度分析和系统优化等方面对系统进行研究,主要工作如下:(1)系统建模和工质优选。根据热力学第一定律和第二定律,对系统进行建模,研究系统的热效率、(?)效率和(?)损等热力学特性;根据热经济学的基础理论和计算方法,对系统的热经济性进行建模并计算得到总成本率、投资成本率等重要经济参数。结果表明冷凝器的(?)损占比最高,泵的(?)损几乎可以忽略。同时,对有机朗肯循环中的重要部件(蒸发器)进行设计计算,由于作为冷源的有机工质在吸热过程中会发生相变,其换热系数和雷诺数等值在不同相区中的数值不同,因此根据冷源的三个相区分别计算换热器长度。在满足换热量和允许压降的条件下,计算得到换热器的尺寸参数。对有机朗肯循环中的有机工质进行优选,对比最大(?)效率和热效率,最终选择最优工质对为正丁烷(n-butane)和丁烯(butene)。(2)系统灵敏度分析。在选定工质对和系统计算模型的基础上,选择透平出口压力、透平入口温度、透平入口压力和冷凝器出口温度四个影响因素,分析在不同影响因素下的热力学性能和经济学性能。结果表明,系统净输出功随透平出口压力的升高而降低,为了获得最大输出功,应在允许范围内尽量降低透平的出口压力,提高透平入口温度和入口压力,降低冷凝器出口温度。(3)双级ORC的多目标优化研究。基于对上述系统的计算与分析,通过多目标遗传算法(NSGA-ⅡI)对系统目标函数进行优化搜索,最终得到Pareto前沿图。在Pareto前沿的非劣解集中,根据TOPSIS决策算法选择出符合用户需求的最优解。结果发现,目标函数为最小外部投资成本和最大输出功时,最优解分别为83kW和373212$;当目标函数为最少外部投资成本和最大热效率时,最优解分别为0.19和83105$;当目标函数为最少外部投资成本和最大(?)效率时,最优解分别为0.12和69448$。通过对余热回收系统的综合分析,验证了系统运行的可行性,研究结果可为有机朗肯循环系统的设计和运行提供参考。
张帅[4](2020)在《HeⅡ系统负压换热器实验及优化理论研究》文中研究指明随着低温工程技术的发展,超流氦系统越来越多的应用于科研及工程中,在高能粒子物理、核科学技术等领域发挥着重要作用。负压换热器是超流氦系统中用于负压氦蒸汽与液氦之间传递冷量的设备,作为超流氦系统的关键设备,其传热及流动压降性能的表现对超流氦系统的整体性能有着重要影响。负压换热器具有工作介质传热温差小、工作温度低、且处于负压工况中的特点,但制冷系统对其换热性能和流动压降有较高的要求。这一矛盾的存在,使得开展负压换热器的精确设计和优化研究具有十分重要的意义。本文针对负压换热器的性能测试及优化理论展开研究,工作内容主要包括:设计并搭建超流氦负压换热器实验平台。从超流氦系统原理出发,对负压换热器实验平台进行流程设计。针对超流氦系统的特殊要求,对实验平台绝热方案,结构及测控系统进行设计,使其满足低漏热及高测量精度的要求。针对实验平台调试中出现的热声振荡及气阻现象进行了结构及实验流程的优化。结果表明实验平台可以实现极限流量小于1.5g/s,极限压力小于3000 Pa的工况下的换热器性能实验,且实验工况下温度测量精度小于2%,氦池漏热小于1W。针对新型翅片绕管式负压换热器及板翅式负压换热器展开实验研究。利用热阻分析法建立换热器传热模型,并对计算模型进行简化,依靠负压换热器低温实验平台进行实验研究。根据实验结果建立不同换热器关于传热因子j及摩擦因子f的实验关联式。采用分布参数微元法建立换热器计算模型。以绕管式换热器为研究对象,利用分布参数微元法建立换热器计算模型并进行求解,并将实验结果与计算结果进行对比,对分布参数微元法进行验证。对负压换热器优化方法及优化变量展开研究。以交错流板翅式负压换热器为研究对象,采用修正熵产数及火积耗散数作为优化目标函数,分别利用单目标优化遗传算法SEGA及多目标优化遗传算法NSGA Ⅱ对换热器进行优化计算。通过结果的对比,得到不同目标函数对换热器优化结果的影响。在此基础上首次将分布参数微元法与NSGA II结合,以板翅式负压换热器为研究对象,以修正熵产数为目标函数,利用板翅式负压换热器实验关联式对其进行优化计算。在求解中根据不同的初始参数,通过多次迭代得到板翅式换热器的温度场。利用多目标遗传算法得到Pareto解后,利用TOPSIS策略得到最优解。
郭志钒[5](2020)在《基于钎焊板式换热器的天然气冷却过程模拟分析与实验研究》文中研究指明随着我国能源结构的不断优化,煤炭石油等传统化石能源被逐步替代。在太阳能与氢能等新能源获得规模化应用之前,作为相对清洁的能源,天然气在我国能源结构中占据着日益显着的地位,液化天然气(LNG)技术作为天然气产业链的关键一环,其发展至关重要。针对现有天然气液化流程和装置中,广泛采用的板翅式换热器对以二氧化碳为主的杂质容忍度低,易堵塞的核心问题。本文依托新型LNG冷箱研制和开发工程项目,采用理论设计、数值模拟及实验测试相结合的方法,开展了基于钎焊板式换热器的新型天然气液化冷箱的数值模拟和实验研究工作,主要内容如下:基于能量与物料守恒,介绍了天然气流程设计计算的一般理论与方法,建立了液化流程中各关键设备的热力学模型,设计并分析了采用钎焊板式换热器的混合制冷剂天然气液化流程,并给出各节点热力学状态参数。理论计算此液化流程单位能耗为0.467 KW·h/Nm3。采用数值模拟方法,研究了大温度跨度下钎焊板式换热器中天然气的冷却换热过程。基于合理简化假设,并重点考虑低温工质变物性插值拟合,主要模拟计算并分析了预冷、液化与过冷三台换热器的温度与压力特性。开展了新型冷箱实验测试,分别测试了冷箱的液化性能及其对于二氧化碳的容忍度,同时揭示了钎焊板式换热器中二氧化碳阻塞的现象与动态平衡过程。结果表明冷箱具有35000Nm3/d连续稳定出液能力,采用钎焊板式换热器(比表面积约为500m2/m3)的冷箱在原料气压力为3.3MPa,液化温度为-138℃并过冷至-150℃的条件下对于二氧化碳的容忍度为2000ppm-5000ppm,相较于采用传统的板翅式换热器提高了两个数量级。对比分析了理论设计、数值模拟与实验结果,分析数据表明数值模拟结果与实验测试数据平均误差为7.78%,验证了模拟计算采用的简化假设、数值模型与计算方法的可靠性;理论设计值与实验测试数据平均误差为4.08%,校核了设计参数并验证了理论设计计算方法的适用性。本文所采用的研究方法和结果,为涉及大温度跨度下低温工质传热的钎焊板式换热器数值模拟研究提供了一定参考,并为天然气液化冷箱的工程设计与开发提供了指导。
于恒[6](2020)在《基于遗传算法的螺旋折流板管壳式换热器热力学优化研究》文中提出换热器是一种可以将流体热量通过一定的传热方式传递给其它流体的工业设备,在工业生产中具有十分广泛的应用。同时,换热器在能量回收、节约及再利用等领域具有重要作用。使用一定优化方法改善换热器性能,减少换热器工作过程中的能量耗散,是提高能源利用率的重要途径。管壳式换热器是主要应用类型的换热器,而螺旋折流板管壳式换热器作为一种新型结构的换热器,具备流动压降小,不易结垢,传热性能好等特点,是未来发展的重点,但是关于螺旋折流板管壳式换热器的优化研究少之又少。本文从节约能源,提高能源利用率入手,以熵产最小法为基础,利用遗传算法编写关于螺旋折流板管壳式换热器的单目标及多目标优化设计程序,实现结构优化研究。换热器优化设计研究中目标函数、决策变量的选取以约束条件的设定十分重要。常用的换热器优化设计目标函数有两种,一种是追求换热器总成本最小,另外一种是追求代表换热器不可逆耗散的熵产数最小。而Bejan提出的熵产数会出现“熵产悖论”现象,故本文使用改进熵产数作为目标函数,改进熵产数的适用性更广。本文以螺旋折流板管壳式换热器结构参数,螺旋角、搭接量、换热管长、换热管外径、换热管根数作为决策变量,将容许压降和其他换热器设计标准作为约束条件,共同组成优化问题。并得到如下结论:(1)通过遗传算法对连续搭接螺旋折流板结构进行单目标优化,发现换热器有效度得到了提高15.49%,泵功消耗降低了63.11%,改进熵产数降低了19.23%,换热器性能得到了提高,不可逆耗散减小。虽然换热面积有所增加,从而导致成本增加;通过对交错搭接螺旋折流板结构单目标优化,发现换热器有效度得到了提高7.19%,泵功消耗降低了52.29%,改进熵产数降低了9.6%,换热器性能同样得到了提高,且发现连续搭接结构与交错搭接结构相比不可逆耗散更小。(2)将年均总成本最小作为目标函数,对连续搭接螺旋折流板结构进行单目标优化设计,结果表明,总成本降低了61.3%,有效度降低51.8%,泵功消耗大幅增加,可见总成本最小优化,牺牲了换热器性能。(3)通过以总改进熵产数及成本最小单目标优化研究发现,两目标的寻优皆以牺牲另一目标函数为基础,两者存在互相矛盾关系,即单目标优化对于换热器优化具备一定的局限性。为了解决这个问题,本文将改进熵产数最小作为其中一个独立目标函数,将成本最小作为另一独立目标函数,应用遗传算法实现螺旋折流板管壳式换热器多目标函数优化。结果表明,遗传算法多目标优化实现了两目标函数的最佳“折中”,比单目标遗传算法优化更具灵活性,更有优势。
刘瑞[7](2020)在《基于集成仿真的间冷循环燃气轮机性能优化及控制策略研究》文中进行了进一步梳理大功率燃气轮机是船舶动力的未来发展方向之一,采用间冷循环能够降低高压压气机耗功,提升整机输出功率。相比于简单循环,间冷循环增加了间冷器,会影响高、低压压气机之间的匹配关系,并使燃机的动态过程带有较大的热惯性。因此,为了更大限度的发挥间冷循环燃气轮机输出功率大、变工况耗油率低的优点,有必要对其性能匹配和控制策略进行研究。本文采用集成仿真方法,建立间冷循环燃气轮机集成仿真模型,对燃气轮机与间冷系统的变工况性能进行匹配优化分析,并对间冷燃机不同运行模式下的动态过程及控制策略进行仿真研究,具体研究内容如下:1.采用效率-传热单元数法(?-NTU)建立板翅式换热器的传热计算模型,并根据试验数据对经验公式进行修正,修正后模型的换热器效率和气侧温度的计算精度有明显的提高。基于修正后的传热计算模型与能量守恒方程建立换热器的动态模型,采用分布参数法对换热器进行分段处理,结果表明该模型能够准确地模拟换热器动态过程中的热惯性。2.采用集成仿真方法,依据燃气轮机各部件的数学模型,在Matlab/Simulink平台中搭建燃气轮机仿真模型;依据具体的间冷系统与燃油系统结构,在AMESim平台中搭建间冷系统和燃油系统的仿真模型,通过数据接口建立了间冷循环燃气轮机集成仿真模型,实现间冷循环燃气轮机“部件-子系统”层面的多学科耦合仿真。3.针对引入间冷器后导致的部件不匹配问题,首先从热力循环参数出发,分析总压比、压比分配比例及间冷度对间冷循环燃机性能的影响,并对设计点参数进行优化;然后对燃机与间冷系统进行匹配优化分析,选择淡水流量和海水流量为优化变量,得到间冷系统的最优流量调节区;最后,对间冷燃机变工况性能进行研究,分析了环境条件、负载特性及间冷度对燃气轮机性能的影响。4.考虑间冷器及间冷系统带来的热惯性,对间冷系统在不同调节方式下的动态响应进行仿真研究,制定了间冷系统正常运行和突然关闭时的控制策略,能够避免燃机因间冷系统而发生超温或喘振现象;然后分析了间冷燃机发电模式下负载变化对整机性能及压气机运行线的影响,制定了保持间冷器气侧出口温度不变或随工况变化两种控制策略;最后对间冷燃机推进模式的动态过程进行仿真,制定机桨联控曲线并研究加速率对机-桨性能的影响,结果表明设定合理的加速率能够避免机组发生超温或超扭现象。
肖铭[8](2019)在《液氮洗联产LNG的模拟与优化》文中指出液氮洗工艺是以低温液氮为吸收剂,脱除合成气里含有的CO、CH3OH、CO2、Ar、CH4等气体的工艺,它主要用于低温甲醇洗工段后以进一步净化氨合成气,使CO含量小于1×10-6,同时对合成气进行配氮至氢氮比为3:1,然后再送往合成氨装置。近年来随着液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)需求的增长,许多工厂开始回收粗合成氨气体中的CH4用于生产LNG产品。本文第一部分工作是对某厂液氮洗工艺进行改造以尽可能回收粗合成气中的甲烷,工艺要求是合成气中CO摩尔分数应小于1×10-6,并且LNG产品中的甲烷纯度大于89%。针对工艺要求,本文采用ASPEN PLUS通用化工软件对工艺进行模拟优化。使用不同物性方法对液氮洗装置进行模拟。选择RK-ASPEN作为该模拟使用的物性方法时,得到与实际工况产品气组成相近的模拟值。选用合适的单元操作模块构建工艺流程进行模拟计算,通过对单一单元操作模块的计算和全流程的模拟,得到满足产品要求的液氮洗联产LNG工艺。对于液氮洗联产LNG工艺优化,本文提出了两段低压闪蒸连用的改造方案。改造后的模拟结果显示合成气中CO含量符合要求,LNG产品中CH4的纯度为95.05%,除此之外氮气循环系统的氮气使用量减少了12.79%。并对改造后流程进行弹性分析,该改造流程至少可以达到10%的操作弹性。本文第二部分工作是在选定物性方法和操作单元模块的基础上,根据部分流股数据,模拟还原了一套液氮洗装置。得到基本吻合的流股数据并确定了分离设备的操作参数,为工厂安全扩产提供数据,可用于实际改造工况的研究。本研究内容为液氮洗联产LNG工艺提供了基础设计数据并对其节能降耗提供了新思路。
黄刚[9](2019)在《大型负荷型LNG工厂液化工艺模拟及优化》文中进行了进一步梳理液化天然气(LNG)是清洁的能源,为世界各国提供多样化的能源供应。然而,LNG工厂是能源密集型的,LNG工厂液化工艺的选择非常重要。我国对大型负荷型LNG工厂的工艺研究很少,大型负荷型LNG工厂的工艺有荷兰Shell公司开发的DMRC工艺、德国Linde公司的MFC工艺和美国APCI公司的C3/MRC工艺和AP-X工艺,本文罗列了这四种液化工艺在LNG工厂的应用情况,对比了这他们的优缺点,最终为吉布提2000×104Nm3/d大型负荷型LNG工厂选择APCI公司的AP-X工艺。AP-X工艺在大型负荷型LNG工厂具有技术成熟、应用范围广,能耗低等优点。AP-X工艺三个制冷循环包括:C3H8预冷循环、MR液化循环和N2膨胀过冷循环,三个制冷循环按照温度梯度将天然气从环境温度冷却至-30℃、-105℃和-154℃液化成LNG,LNG经过J-T阀降温降压后冷却至约-158.3℃,LNG的产品率为95.53%。用HYSYS模拟和优化AP-X工艺冷剂的压力和组分等参数,优化后AP-X工艺的单位能耗降低到5.18kW·h/kmol LNG,单位能耗比优化前的6.14kW·h/kmol降低了15.64%。比典型LNG工厂5.5-6kW·h/kmol的功耗低5.8%。结果表明优化的AP-X工艺是迄今为止最有效的液化工艺,适用于大型负荷型LNG工厂。有效能分析表明,冷剂压缩机、低温冷箱的有效能损失分别占总有效能损失的31.1%和27.9%。C3H8预冷冷箱和N2膨胀过冷冷箱选择板翅式换热器,MR液化冷箱选择螺旋缠绕式换热器;C3H8压缩机、MR冷剂压缩机、N2压缩机选择离心式压缩机,压缩机的驱动设备选择燃气轮机。
邹坤[10](2019)在《空分多股流换热器故障诊断研究》文中指出在低温技术领域,多股流换热器是回收冷量的关键换热设备。它作为空分系统的主要能源装置,其换热性能的准确计算以及故障工况的合理诊断,严重影响着低温精馏空气分离装置的能耗性与经济性。传统粗放型的评价标准已不满足实际需要,寻求一种更为高效准确的多股流换热器换热性能评价方法并引入到故障诊断策略中具有重要意义。本文多股流换热器故障诊断策略基于故障工况参数值,经过模拟仿真,提取相应的故障特征,在具体的实现方案中又融合了换热性能评价标准,实现了对故障工况诊断。本文在总结分析现有研究基础上,开展了下述研究:(1)通过分析总结传统粗放式换热器性能评价方法,提出了一种针对多股流换热器的换热效率计算方法。首先,通过分析两股流板翅式换热器换热过程,计算冷热两股流的热效率;然后,结合换热效率的定义与热力学能量守恒定律,建立多股流换热器的换热效率模型。在工程生产中,依据该关系式即可获得最切合实际的多股流换热效率,并可作为故障诊断的重要分析指标。(2)通过建立流程模拟平台,分析正常工况下多股流换热器关键指标对换热性能的影响并总结热端温差、流道压降的最佳参数范围。再分别模拟多股流换热器堵塞、泄漏故障现象,分析异常工况与正常工况下关键指标的偏差,归纳换热器故障特征。(3)通过对多股流换热器故障知识的收集和积累,获得专家知识库,结合推理机,建立了基于专家系统的多股流换热器故障诊断系统。同时,借助WEB技术,研发了一套具有查询、展示、分析、诊断功能的生产管理分析系统,服务于实际工业生产。
二、板翅式换热器的传热研究与热力学分析(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、板翅式换热器的传热研究与热力学分析(论文提纲范文)
(1)空调除湿系统性能比较及热力学分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 除湿研究背景和意义 |
1.2 换热器研究现状 |
1.3 除湿剂研究现状 |
1.3.1 固体除湿剂研究现状 |
1.3.2 液体除湿剂研究现状 |
1.4 除湿剂再生研究现状 |
1.5 孤立系统中的热力学耦合与空调除湿 |
1.6 本论文创新点 |
1.7 本文的主要内容 |
第2章 空调除湿系统介绍 |
2.1 空调运行基本流程 |
2.2 除湿性能评价参数 |
2.2.1 除湿量 |
2.2.2 除湿效率 |
2.2.3 有效除湿时间 |
2.3 换热器性能评价参数 |
2.3.1 换热器换热效率 |
2.3.2 显热热交换器和全热热交换器效率 |
2.4 再生器性能评价参数 |
2.4.1 再生量 |
2.4.2 再生热交换率 |
2.4.3 再生湿交换率 |
2.4.4 再生效率 |
2.5 空调除湿系统性能的影响因素 |
2.5.1 换热器因素 |
2.5.2 除湿因素 |
2.5.3 再生因素 |
2.6 空调除湿系统传热传质研究 |
2.6.1 流体与壁面传热研究 |
2.6.2 固体除湿剂传热传质研究 |
2.6.3 液体除湿剂传热传质研究 |
2.7 本章小结 |
第3章 空调除湿设备性能比较 |
3.1 加热通风除湿空调 |
3.2 冷冻除湿空调 |
3.3 膜法除湿空调 |
3.4 干燥剂除湿 |
3.4.1 固体干燥剂除湿空调 |
3.4.2 液体除湿 |
3.5 内冷型除湿器 |
3.6 几种除湿装置比较 |
3.7 本章小结 |
第4章 除湿系统热湿交叉的热力学机制 |
4.1 空调除湿系统热湿交叉分析 |
4.2 场协同和热力学耦合机制 |
4.3 固体除湿剂再生热力学分析 |
4.3.1 热风再生 |
4.3.2 微波干燥再生 |
4.3.3 两种再生方式比较 |
4.4 再生器分类 |
4.4.1 加热液体除湿剂的再生方式 |
4.4.2 加热空气的再生方式 |
4.4.3 两种再生方式比较 |
4.5 本章小结 |
第5章 数值模拟分析优化再生过程 |
5.1 再生器物理模型 |
5.2 数值模拟的网格及边界条件设置 |
5.3 LiCl溶液的属性设置 |
5.4 不同入口参数下再生器内温度分布情况 |
5.4.1 不同入口空气风量下再生器内温度分布云图 |
5.4.2 不同入口溶液浓度下再生器内温度分布云图 |
5.4.3 不同入口溶液温度下再生器内温度分布云图 |
5.4.4 不同入口溶液流量下再生器内温度分布云图 |
5.5 本章小结 |
结论与展望 |
参考文献 |
致谢 |
(2)低温多股流板翅式换热器设计优化方法研究进展(论文提纲范文)
1 多股流板翅换热器设计概述 |
1.1 结构特点 |
1.2 设计研究方法概述 |
2 优化设计方法进展 |
2.1 多流股换热匹配设计优化方法 |
2.2 翅片结构优化设计 |
2.3 通道换热层分配与排列 |
2.4 低温换热器的仿真设计方法 |
3 多股流换热器未来的发展方向 |
3.1 设计流程描述与整体优化 |
3.2 未来研究的发展方向 |
4 结语 |
(3)利用液化天然气冷能回收内燃机余热的双级有机朗肯循环系统的分析及优化(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号说明 |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 内燃机余热回收技术 |
1.1.2 有机朗肯循环 |
1.1.3 LNG冷能利用 |
1.2 本课题研究的主要内容 |
第2章 余热回收系统建模及工质选择 |
2.1 系统介绍 |
2.2 系统建模 |
2.2.1 系统热力学模型 |
2.2.2 系统热经济学模型 |
2.3 蒸发器模型 |
2.3.1 板翅式换热器结构 |
2.3.2 板翅式换热器建模 |
2.3.3 板翅式换热器模拟结果 |
2.4 有机朗肯循环工质选择 |
2.4.1 工质选择标准 |
2.4.2 工质选择结果 |
2.5 模拟结果 |
2.6 本章小结 |
第3章 内燃机余热回收系统性能分析 |
3.1 系统热力学性能分析 |
3.1.1 透平入口温度对系统性能的影响 |
3.1.2 透平入口压力对系统性能的影响 |
3.1.3 透平出口压力对系统性能的影响 |
3.1.4 冷凝器出口温度对系统性能的影响 |
3.2 系统热经济学分析 |
3.3 本章小结 |
第4章 内燃机余热回收系统性能优化 |
4.1 遗传算法 |
4.2 多目标优化问题 |
4.2.1 多目标优化 |
4.2.2 多目标遗传算法(NSGA-Ⅱ) |
4.3 决策方法 |
4.4 优化分析 |
4.4.1 参数选择 |
4.4.2 优化结果 |
4.5 本章小结 |
第5章 工作总结及展望 |
5.1 本文主要工作 |
5.2 后续展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文目录 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
(4)HeⅡ系统负压换热器实验及优化理论研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 超流氦系统的发展 |
1.1.1 超流氦低温系统应用 |
1.1.2 超流氦系统的循环方式 |
1.2 负压换热器的发展 |
1.2.1 国内外低温换热器研究 |
1.2.2 负压换热器研究现状 |
1.3 换热器设计及优化方法 |
1.4 研究难点及本文研究内容 |
1.4.1 研究难点 |
1.4.2 本文研究内容 |
第2章 超流氦负压换热器实验平台 |
2.1 原理及流程方案 |
2.2 绝热结构 |
2.3 结构设计 |
2.4 测控系统 |
2.5 调试 |
2.5.1 调试准备及实验流程 |
2.5.2 平台改进 |
2.5.3 调试结果 |
2.6 小结 |
第3章 翅片绕管式换热器实验研究 |
3.1 实验样品 |
3.2 测试平台 |
3.2.1 低温实验平台 |
3.2.2 室温实验平台 |
3.3 计算模型 |
3.3.1 特征长度的选取 |
3.3.2 换热器计算模型 |
3.4 结果及分析 |
3.4.1 仪表误差分析 |
3.4.2 换热性能 |
3.4.3 压降性能 |
3.5 小结 |
第4章 板翅式负压换热器实验研究 |
4.1 实验样品及装置 |
4.1.1 板翅式换热器样品 |
4.1.2 换热器实验装置 |
4.1.3 测量仪表 |
4.2 模型及方法 |
4.2.1 计算模型 |
4.2.2 不确定度分析 |
4.3 结果及讨论 |
4.4 小结 |
第5章 换热器计算模型 |
5.1 分布参数微元法计算模型 |
5.2 计算结果及分析 |
5.3 实验结果 |
5.4 小结 |
第6章 负压换热器优化策略 |
6.1 热工水力学模型 |
6.2 优化变量及方法 |
6.2.1 换热器优化适值函数 |
6.2.2 优化方法 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 单目标优化结果 |
6.3.2 多目标优化结果 |
6.4 小结 |
第7章 负压板翅式换热器优化 |
7.1 计算模型 |
7.2 优化方法及物性选取 |
7.3 优化结果 |
7.4 小结 |
第8章 总结与展望 |
8.1 总结 |
8.2 创新点 |
8.3 展望 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
在读期间发表的学术论文与取得的其他成果 |
(5)基于钎焊板式换热器的天然气冷却过程模拟分析与实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 小型撬装式天然气液化流程的相关研究 |
1.2.2 板式换热器数值模拟的相关研究 |
1.2.3 天然气液化冷箱研制与实验测试的相关研究 |
1.2.4 研究现状小结 |
1.3 本文研究内容 |
第二章 新型天然气液化冷箱的流程设计与等效 |
2.1 新型天然气液化冷箱的流程设计 |
2.1.1 相平衡与焓熵的计算方法 |
2.1.2 液化流程的热力学模型 |
2.1.3 混合制冷剂循环的液化流程构建 |
2.1.4 混合制冷剂循环的热力学参数与性能分析 |
2.2 液氮制冷的等效流程 |
2.2.1 液氮等效目的与方法 |
2.2.2 液氮等效流程与参数 |
2.3 本章小结 |
第三章 钎焊板式换热器的天然气冷却数值模拟研究 |
3.1 钎焊板式换热器的数值计算方法 |
3.1.1 计算流体力学理论与基本方法 |
3.1.2 研究对象选取 |
3.1.3 基本假设与简化 |
3.1.4 网格划分与无关性验证 |
3.1.5 边界条件与求解方法 |
3.2 变物性拟合方法 |
3.2.1 流体热物性拟合方法 |
3.2.2 固体热物性拟合方法 |
3.3 数值模拟计算结果与分析 |
3.3.1 液氮制冷的模拟结果分析 |
3.3.2 混合制冷剂制冷的模拟结果分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 新型天然气冷箱液化性能测试 |
4.1 新型天然气液化冷箱结构 |
4.2 实验测试方案 |
4.2.1 实验原理与流程 |
4.2.2 实验系统组成 |
4.3 实验结果与分析 |
4.3.1 冷箱液化性能测试结果 |
4.3.2 结果对比与验证分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 新型液化天然气冷箱CO_2容忍度测试 |
5.1 实验测试方案 |
5.1.1 实验原理与流程 |
5.1.2 钎焊板式换热器CO_2阻塞判断依据 |
5.2 实验结果与分析 |
5.2.1 低CO_2 浓度结果与分析 |
5.2.2 高CO_2 浓度结果与分析 |
5.3 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 主要工作与结论 |
6.2 创新点 |
6.3 后续研究工作 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
(6)基于遗传算法的螺旋折流板管壳式换热器热力学优化研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
符号说明 |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 螺旋折流板管壳式换热器 |
1.1.2 换热器的主要优化设计方法 |
1.1.3 遗传算法在换热器设计中的发展和应用 |
1.2 存在问题及主要研究内容 |
1.2.1 目前存在问题 |
1.2.2 本文主要研究内容 |
2 优化设计理论基础 |
2.1 引言 |
2.2 传热过程熵产 |
2.3 遗传算法 |
2.3.1 优化数学模型 |
2.3.2 遗传算法发展 |
2.3.3 遗传算法的运行过程 |
2.3.4 遗传算法的优点 |
2.3.5 MATLAB遗传算法工具箱 |
2.3.6 决策变量 |
2.3.7 编程过程中改进的工作 |
2.4 本章小结 |
3 螺旋折流板管壳式换热器单目标优化 |
3.1 引言 |
3.2 热力计算理论方程 |
3.2.1 传热方程 |
3.2.2 热平衡方程 |
3.2.3 传热关联式 |
3.2.4 压降关联式 |
3.3 1-1型螺旋折流板管壳式换热器优化设计 |
3.3.1 决策变量 |
3.3.2 约束条件 |
3.3.3 编程工作及设置 |
3.4 优化算例1—1-1型连续搭接结构结果分析(α=0) |
3.4.1 有效度与改进熵产数拟合关联式 |
3.4.2 决策变量的变化 |
3.5 优化算例2—1-1型交错搭接结构结果分析(α≠0) |
3.5.1 决策变量 |
3.5.2 阻力熵产Ns1,P与泵功W关系 |
3.5.3 决策变量的变化 |
3.5.4 搭接量与阻力熵产 |
3.6 最小成本优化 |
3.7 本章小结 |
4 螺旋折流板管壳式换热器多目标优化 |
4.1 引言 |
4.2 多目标优化数学模型 |
4.2.1 Pareto解集 |
4.3 多目标优化的发展 |
4.3.1 传统多目标优化方法 |
4.3.2 多目标优化问题的遗传算法 |
4.3.3 各种多目标遗传算法的比较 |
4.4 1-1型交错搭接螺旋折流板换热器多目标优化 |
4.4.1 总改进熵产数与总成本Pareto前沿 |
4.4.2 螺旋角的离散分布 |
4.4.3 管根数的离散分布 |
4.4.4 换热管外经的离散分布 |
4.4.5 管长的离散分布 |
4.4.6 搭接量的离散分布 |
4.5 单目标与多目标设计方案对比分析 |
4.6 小结 |
5 结论与展望 |
5.1 主要结论及创新点 |
5.1.1 主要结论 |
5.1.2 创新点 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研成果 |
(7)基于集成仿真的间冷循环燃气轮机性能优化及控制策略研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 论文研究背景及意义 |
1.2 燃气轮机集成仿真方法研究现状 |
1.3 间冷循环燃气轮机应用与研究现状 |
1.3.1 间冷循环燃气轮机的发展应用 |
1.3.2 间冷器建模方法研究现状 |
1.3.3 间冷循环燃气轮机性能匹配优化研究现状 |
1.3.4 间冷循环燃气轮机动态特性及控制策略研究现状 |
1.4 本文的主要研究内容 |
第2章 间冷器分布式参数建模方法及动态特性分析 |
2.1 板翅式换热器简介 |
2.2 板翅式换热器分布式参数建模 |
2.2.1 板翅式换热器传热计算 |
2.2.2 板翅式换热器分布式参数模型 |
2.3 板翅式换热器动态特性分析 |
2.4 本章小结 |
第3章 间冷循环燃气轮机集成仿真模型建立 |
3.1 间冷循环燃气轮机集成仿真模型总体框架 |
3.2 燃气轮机部件仿真模型 |
3.2.1 间冷循环燃气轮机结构划分 |
3.2.2 间冷循环燃气轮机部件的模块化模型 |
3.3 间冷系统仿真模型 |
3.3.1 间冷系统简介 |
3.3.2 间冷系统仿真模型 |
3.4 燃油系统仿真模型 |
3.4.1 燃油系统简介 |
3.4.2 燃油系统仿真模型 |
3.5 间冷循环燃气轮机集成仿真模型 |
3.6 本章小结 |
第4章 间冷循环燃气轮机变工况性能匹配优化分析 |
4.1 间冷循环燃气轮机设计工况性能分析 |
4.1.1 间冷循环燃气轮机热力循环参数影响分析 |
4.1.2 间冷循环燃气轮机设计点参数优化 |
4.2 间冷循环燃气轮机与间冷系统优化匹配分析 |
4.2.1 间冷系统冷凝温度影响分析 |
4.2.2 不同工况下间冷系统淡水与海水流量的匹配优化 |
4.3 间冷循环燃气轮机变工况性能分析 |
4.3.1 环境条件对燃气轮机性能影响分析 |
4.3.2 负载特性对燃气轮机性能影响分析 |
4.3.3 间冷度对燃气轮机性能影响分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 间冷循环燃气轮机动态特性及控制策略研究 |
5.1 间冷系统动态特性及控制策略研究 |
5.1.1 间冷系统正常运行时的控制策略 |
5.1.2 间冷系统突然关闭时的控制策略 |
5.2 发电模式间冷燃机动态特性及控制策略研究 |
5.2.1 发电模式下线性加减载过程 |
5.2.2 发电模式下负载突增突减过程 |
5.3 机械推进模式间冷燃机动态特性及控制策略研究 |
5.3.1 机械推进模式下机桨匹配与联控曲线 |
5.3.2 机械推进模式下升档降档过程 |
5.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
致谢 |
(8)液氮洗联产LNG的模拟与优化(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
引言 |
1 文献综述 |
1.1 液氮洗联产液化天然气工艺介绍 |
1.1.1 液氮洗工艺 |
1.1.2 液氮洗联产LNG工艺 |
1.2 液化天然气概况 |
1.2.1 液化天然气的发展概况 |
1.2.2 液化天然气的用途 |
1.3 板翅式换热器概况 |
1.3.1 板翅式换热器的结构及特点 |
1.3.2 板翅式换热器的发展现状 |
1.4 化工过程模拟与优化 |
1.4.1 化工过程模拟 |
1.4.2 稳态模拟的功能 |
2 某厂液氮洗联产LNG工艺的设计模拟 |
2.1 工艺要求 |
2.1.1 原料气进料条件 |
2.1.2 产品规格和技术要求 |
2.2 单元操作模块及物性方法 |
2.2.1 ASPEN PLUS |
2.2.2 单元操作模块的选择 |
2.2.3 物性方法的选择 |
2.2.4 RK-ASPEN的计算规则 |
2.3 设计工况模拟 |
2.3.1 氮洗塔T1 的模拟 |
2.3.2 甲烷精馏塔T2 的模拟 |
2.3.3 闪蒸罐D2 的模拟 |
2.3.4 板翅式换热器E3 的模拟 |
2.3.5 模拟结果 |
3 液氮洗联产LNG的改良 |
3.1 流程改进思路 |
3.2 数据分析 |
3.2.1 CH_4 含量的变化 |
3.2.2 氮气循环系统的变化 |
3.3 增大原料气总流量的弹性分析 |
4 某厂液氮洗单元的再现模拟 |
4.1 任务要求 |
4.2 工厂原料气进料 |
4.3 单元操作模块及参数设定 |
4.4 结果分析 |
4.4.1 各产品气结果 |
4.4.2 全流程弹性分析 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
(9)大型负荷型LNG工厂液化工艺模拟及优化(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 概述 |
1.1 LNG的性质、特点及应用 |
1.1.1 LNG的性质、特点 |
1.1.2 LNG的应用 |
1.2 LNG液化工艺介绍 |
1.2.1 阶式制冷循环工艺 |
1.2.2 混合冷剂制冷循环工艺(MRC) |
1.2.3 膨胀机制冷循环工艺 |
1.3 混合冷剂制冷循环工艺在国内外的发展和应用 |
1.3.1 SMRC工艺 |
1.3.2 C3/MRC工艺 |
1.3.3 DMRC工艺 |
1.3.4 MFC工艺 |
1.3.5 AP-X工艺 |
1.4 研究内容、研究方法和研究思路 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 工艺过程模拟 |
1.4.3 单元模型 |
第2章 大型负荷型LNG工厂液化工艺的选择和模拟计算 |
2.1 大型负荷型LNG工厂液化工艺的选择 |
2.2 模拟基础数据 |
2.3 AP-X工艺模拟 |
2.3.1 参数设置 |
2.3.2 丙烷预冷系统模拟 |
2.3.3 混合冷剂液化系统模拟 |
2.3.4 氮气膨胀过冷系统模拟 |
2.4 AP-X工艺模拟结果分析和讨论 |
第3章 液化工艺优化及有效能分析 |
3.1 优化方法 |
3.2 基本物性参数 |
3.3 工艺优化 |
3.3.1 氮气膨胀过冷系统优化 |
3.3.2 混合冷剂液化系统优化 |
3.3.3 丙烷预冷系统优化 |
3.4 工艺优化结果分析 |
3.5 有效能分析 |
3.6 有效能分析结论 |
第4章 关键设备选型及供货分析 |
4.1 低温换热设备的选择 |
4.1.1 板翅式换热器的结构及特点 |
4.1.2 螺旋缠绕式换热器的结构及特点 |
4.1.3 低温换热设备的选择 |
4.2 冷剂压缩机和驱动设备的选择 |
4.2.1 冷剂压缩机的选择 |
4.2.2 驱动设备的选择 |
4.3 关键设备供货分析 |
4.3.1 板翅式换热器供货分析 |
4.3.2 螺旋缠绕式换热器供货分析 |
4.3.3 离心式压缩机供货分析 |
4.3.4 燃气轮机供货分析 |
第5章 结论与建议 |
5.1 结论 |
5.2 建议 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
(10)空分多股流换热器故障诊断研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 故障诊断研究现状 |
1.2.2 多股流换热器故障诊断研究现状 |
1.2.3 多股流换热器换热性能评价研究现状 |
1.3 主要研究内容 |
第2章 多股流换热器工作流程和常见故障 |
2.1 引言 |
2.2 多股流换热器结构机理 |
2.2.1 多股流换热器的结构 |
2.2.2 多股流换热器的分类 |
2.2.3 多股流换热器的机理 |
2.2.4 多股流换热器的负荷 |
2.3 多股流换热器常见故障 |
2.3.1 堵塞 |
2.3.2 泄漏 |
2.4 本章小结 |
第3章 多股流板式换热器热效率分析 |
3.1 引言 |
3.2 换热器的典型效能评价方法 |
3.2.1 传热系数、压降效能评价方法 |
3.2.2 传热单元数效能评价方法 |
3.2.3 (?)效率效能评价方法 |
3.3 多股流换热器换热效率计算 |
3.3.1 一种多股流换热器换热效率计算方法 |
3.3.2 工业实例分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 多股流换热器故障模拟及故障诊断 |
4.1 引言 |
4.2 模拟仿真平台构建 |
4.2.1 初始参数的设定 |
4.2.2 状态方程的选择 |
4.2.3 模拟仿真平台 |
4.3 故障模拟及故障诊断 |
4.3.1 主换热器换热性能分析 |
4.3.2 热端温差对换热器的影响 |
4.3.3 压降对换热器的影响 |
4.3.4 堵塞故障模拟 |
4.3.5 泄漏故障模拟 |
4.3.6 故障诊断专家系统 |
4.4 本章小结 |
第5章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
四、板翅式换热器的传热研究与热力学分析(论文参考文献)
- [1]空调除湿系统性能比较及热力学分析[D]. 燕光龙. 兰州理工大学, 2021(01)
- [2]低温多股流板翅式换热器设计优化方法研究进展[J]. 王哲,韩凤翚,纪玉龙,李文华,厉彦忠. 化工进展, 2021(02)
- [3]利用液化天然气冷能回收内燃机余热的双级有机朗肯循环系统的分析及优化[D]. 王彤彤. 山东大学, 2020(10)
- [4]HeⅡ系统负压换热器实验及优化理论研究[D]. 张帅. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [5]基于钎焊板式换热器的天然气冷却过程模拟分析与实验研究[D]. 郭志钒. 上海交通大学, 2020(01)
- [6]基于遗传算法的螺旋折流板管壳式换热器热力学优化研究[D]. 于恒. 青岛科技大学, 2020
- [7]基于集成仿真的间冷循环燃气轮机性能优化及控制策略研究[D]. 刘瑞. 哈尔滨工程大学, 2020(05)
- [8]液氮洗联产LNG的模拟与优化[D]. 肖铭. 大连理工大学, 2019(02)
- [9]大型负荷型LNG工厂液化工艺模拟及优化[D]. 黄刚. 西南石油大学, 2019(06)
- [10]空分多股流换热器故障诊断研究[D]. 邹坤. 杭州电子科技大学, 2019(01)