车载紧凑式换热器高效轻质的性能优化研究

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作者 杨佳琪 曹元福 +1 位作者 姜涛 李明佳 《西安交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期138-145,共8页

针对当前车载锯齿型板翅式换热器在某新型车辆有限空间内传热与流动阻力性能不足、整机质量大的问题,提出了一种车载锯齿型板翅式换热器的优化方案。首先,对4种具有不同翅片参数的空气-水车载锯齿型板翅式换热器进行了实验测试,探究了... 针对当前车载锯齿型板翅式换热器在某新型车辆有限空间内传热与流动阻力性能不足、整机质量大的问题,提出了一种车载锯齿型板翅式换热器的优化方案。首先,对4种具有不同翅片参数的空气-水车载锯齿型板翅式换热器进行了实验测试,探究了已有换热器的传热与流动特性;然后,基于实验数据构建了锯齿型翅片通道的三维数值计算模型,获得了适用结构参数范围更加宽泛且拟合精度良好的换热器流动换热关联式,同时基于换热器几何结构获得了整机质量计算模型;最后,结合非支配排序遗传算法(NSGAⅡ)以及传热与流动阻力综合性能评价图,开展了车载锯齿型板翅式换热器关键翅片结构参数的多目标优化研究,给出了综合性能优异的换热器结构参数。结果表明:优化后锯齿型板翅式换热器的阻力系数降低了14.3%,综合性能评价因子增加了10.7%,整机质量减少了18.2%,实现了换热器高效轻质的优化目标。所提车载锯齿型板翅式换热器优化方案,对提升其综合性能与降低制造成本具有参考价值。 展开更多

关键词 车载紧凑式换热器 锯齿型翅片 综合性能评价图 遗传算法 综合性能优化

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物流分配的不均匀性对紧凑式换热器效能的影响 被引量：21

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作者 焦安军 厉彦忠 +2 位作者 张瑞 郭航 陈纯正 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期265-269,共5页

以一侧流体分配不均匀的换热器模型为基础 ,建立了物流分配不均匀性对换热器效能影响的数学模型 ,通过理论分析和计算 ,为研究换热器内部物流分配不均匀对其效能的影响提供了一种分析方法 .该理论模型包括连续模型和离散模型 2种形式 ,... 以一侧流体分配不均匀的换热器模型为基础 ,建立了物流分配不均匀性对换热器效能影响的数学模型 ,通过理论分析和计算 ,为研究换热器内部物流分配不均匀对其效能的影响提供了一种分析方法 .该理论模型包括连续模型和离散模型 2种形式 ,前者为研究物流分配不均匀引起换热器效能的下降提供了一种分析计算方法 ,后者为控制实验研究的精度提供了理论依据 .研究结论对换热器的优化设计具有重要意义 . 展开更多

关键词 紧凑式换热器 流体分配 优化设计 不均匀性 换热效能 连续模型 离散模型

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新型扩散焊紧凑式换热器 被引量：20

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作者 陈永东 于改革 吴晓红 《压力容器》 2016年第5期46-55,共10页

相比高通量管壳式换热器、板(翅)式换热器,扩散焊紧凑式换热器是新一代高效换热器,其在高温高压等苛刻条件下表现出良好的综合性能,是实现节能和安全和谐统一的标志性换热器。从换热器的特点、分类、材料、力学性能、传热与流动设计、... 相比高通量管壳式换热器、板(翅)式换热器,扩散焊紧凑式换热器是新一代高效换热器,其在高温高压等苛刻条件下表现出良好的综合性能,是实现节能和安全和谐统一的标志性换热器。从换热器的特点、分类、材料、力学性能、传热与流动设计、机械设计和应用等方面,系统地介绍了国外扩散焊紧凑式换热器最新研究成果。扩散焊接头的高温蠕变试验表明,其总塑性应变明显高于供货态母材和普通焊接接头;扩散焊接头具有良好的延展性和耐高温性能。基于氦气-水和氦气-氦气的试验系统,研究得出了不同流动通道参数下的传热因子和阻力因子的准则方程。还介绍了基于ASME Code对扩散焊紧凑式换热器简化结构的机械设计方法。目前,扩散焊紧凑式换热器广泛应用于海洋平台油气处理、天然气浮式气化装置、浮式天然气液化装置等海洋工程领域,并且在新一代核反应堆换热技术中呈现出潜在的应用前景。 展开更多

关键词 扩散焊 紧凑式换热器 结构 材料 力学性能 热力设计 机械设计 应用

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紧凑式换热器的设计及综合性能分析软件 被引量：2

4

作者 胡忠霞 崔晓钰 +2 位作者 李美玲 马虎根 任禾盛 《上海理工大学学报》 CAS 北大核心 2004年第5期477-484,共8页

开发了包括板翅式(平直式、百页窗式及穿孔形、锯齿形)和主表面式(CC、CU及CW)等几十种型面的紧凑式换热器的设计、优化、校核、性能分析计算机辅助设计软件.该软件由VisualBasic6.0编制,它具有良好的用户界面、人机对话功能及图形功能... 开发了包括板翅式(平直式、百页窗式及穿孔形、锯齿形)和主表面式(CC、CU及CW)等几十种型面的紧凑式换热器的设计、优化、校核、性能分析计算机辅助设计软件.该软件由VisualBasic6.0编制,它具有良好的用户界面、人机对话功能及图形功能.并建立了包括工质物性、材料物性、70多种紧凑式换热器型面的结构参数以及无量纲摩擦因子f、传热因子j的数据库,该软件操作简便,运行稳定,可大大缩短换热器设计时间. 展开更多

关键词 紧凑式换热器 软件包 面向对象 模块

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紧凑式换热器的精确模型控制 被引量：2

5

作者 关欣 崔国民 +1 位作者 马晋 李美玲 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期855-857,共3页

本文提出了换热器的精确模型控制方法,将获得的换热器数学模型以适当方式引入前馈控制器:当换热器入口有扰动出现时,前馈控制可以由模型获得准确的辅助流体调节量,从而将扰动作用消除在其对目标流体产生影响之前,达到换热器整体高精度... 本文提出了换热器的精确模型控制方法,将获得的换热器数学模型以适当方式引入前馈控制器:当换热器入口有扰动出现时,前馈控制可以由模型获得准确的辅助流体调节量,从而将扰动作用消除在其对目标流体产生影响之前,达到换热器整体高精度、无滞后的控制。在换热器控制实验台上进行了反馈控制和精确模型控制实验,经过比较发现,模型控制无论是在动态过程的最大偏差上还是在调节时间上都优于传统的反馈控制。 展开更多

关键词 紧凑式换热器 精确模型控制 反馈控制

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开孔泡沫金属紧凑式换热器高温力学性能研究 被引量：1

6

作者 周帼彦 涂善东 +1 位作者 轩福贞 王正东 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第16期112-119,共8页

基于开孔泡沫金属的特性,研发板泡式热交换器,通过单轴拉伸试验获得316不锈钢泡沫金属的短时力学性能和长时粘弹性参数,在此基础上引入小挠度薄板理论,将板泡结构简化作支承于地基上的薄板,基于对应性原理和数值逆变换方法,采用FORTRAN9... 基于开孔泡沫金属的特性,研发板泡式热交换器,通过单轴拉伸试验获得316不锈钢泡沫金属的短时力学性能和长时粘弹性参数,在此基础上引入小挠度薄板理论,将板泡结构简化作支承于地基上的薄板,基于对应性原理和数值逆变换方法,采用FORTRAN90编制程序,计算板泡结构的粘弹性弯曲变形和粘弹性弯曲应力,并与有限元模拟结果进行对比,验证该分析计算方法用于表征承压板泡式热交换器结构粘弹性行为的可行性与准确性。进而分析开孔泡沫金属结构参数对板泡结构的粘弹性弯曲变形和粘弹性弯曲应力的影响情况,结果表明开孔泡沫金属的孔隙率对板泡结构的安全性影响相对较大。 展开更多

关键词 开孔泡沫 泡沫金属 紧凑式换热器 粘弹性 有限元 数值模拟

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紧凑式换热器的设计与优选系统 被引量：4

7

作者 吴恩 周帼彦 涂善东 《化工机械》 CAS 2006年第6期365-370,共6页

紧凑式换热器设计与优选系统包括对板式、板翅式、螺旋板式、热管式、翅片管式和管壳式换热器6种换热设备的热力、结构设计和强度校核计算,并综合考虑原材料购置、设备磨损以及电力消耗等相关因素进行了经济分析,直观给出了对应设备的... 紧凑式换热器设计与优选系统包括对板式、板翅式、螺旋板式、热管式、翅片管式和管壳式换热器6种换热设备的热力、结构设计和强度校核计算,并综合考虑原材料购置、设备磨损以及电力消耗等相关因素进行了经济分析,直观给出了对应设备的性能参数和结构尺寸示意图,便于设计人员进行比较优选。该系统在编程上采用模块结构。 展开更多

关键词 紧凑式换热器 结构设计 性能比较 经济分析 模块结构

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紧凑式换热器性能瞬变测试的非线性参数估计 被引量：1

8

作者 任禾盛 华贵贤 +1 位作者 崔晓钰 马虎根 《上海理工大学学报》 EI CAS 北大核心 2006年第5期473-478,共6页

提出了一种紧凑式换热器平均表面传热系数瞬变测试方法.只需通过测定流体出口温度变化,用Levenberg Marquardt非线性曲线拟合,同时对理论模型中的流体进口温度变化时间常数τ+和传热单元数NTU进行参数估计.敏感性分析和具有测量噪声的... 提出了一种紧凑式换热器平均表面传热系数瞬变测试方法.只需通过测定流体出口温度变化,用Levenberg Marquardt非线性曲线拟合,同时对理论模型中的流体进口温度变化时间常数τ+和传热单元数NTU进行参数估计.敏感性分析和具有测量噪声的数值仿真实验表明,参数估计值具有良好的精度. 展开更多

关键词 紧凑式换热器 瞬变技术 敏感性分析 传热逆问题 非线性参数估计

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基于三维分布参数模型的紧凑式换热器优化 被引量：2

9

作者 张丽娜 杨春信 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期617-622,共6页

基于翅片通道划分网格并建立微元控制方程,实现了紧凑式换热器的三维分布参数模型.在分布参数模型的基础上,结合熵产最小化原理,应用遗传算法对换热器的外形尺寸及翅片类型、结构参数进行了优化设计.分布参数模型考虑了流体物性参数在... 基于翅片通道划分网格并建立微元控制方程,实现了紧凑式换热器的三维分布参数模型.在分布参数模型的基础上,结合熵产最小化原理,应用遗传算法对换热器的外形尺寸及翅片类型、结构参数进行了优化设计.分布参数模型考虑了流体物性参数在换热器内各点的变化,能够应用于湿工况和相变情况下的换热器性能研究.而且基于翅片通道的网格划分方法具有明确的物理意义,避免了单纯数值方法的复杂性,大大提高了计算速度,解决了基于分布参数进行换热器优化的难题,该优化方法可以推广应用于其它类型的换热器或热沉中. 展开更多

关键词 航空、航天推进系统 紧凑式换热器 三维分布参数 熵产最小化 遗传算法 优化

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紧凑式换热器表面瞬变测试的敏感性分析和数值模拟 被引量：1

10

作者 任禾盛 郝桂梅 华贵贤 《动力工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期227-232,共6页

提出了一种考虑纵向导热效应的紧凑式换热器表面平均传热系数瞬变测试方法。根据出口流体温度变化的实测数据,用Levenberg-Marquardt非线性曲线拟合,同时对理论模型中的纵向导热参数lλ和进口流体温度变化时间常数τ+,以及传热单元数Nt... 提出了一种考虑纵向导热效应的紧凑式换热器表面平均传热系数瞬变测试方法。根据出口流体温度变化的实测数据,用Levenberg-Marquardt非线性曲线拟合,同时对理论模型中的纵向导热参数lλ和进口流体温度变化时间常数τ+,以及传热单元数Ntu进行参数估计。敏感性分析和具有测量噪声的数值模拟实验表明,待求的反映换热面传热性能的Ntu参数估计值具有良好的精度。 展开更多

关键词 工程热物理 紧凑式换热器 瞬变技术 敏感性分析 传热逆问题 非线性参数估计

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错列翅片紧凑式换热器湍流流动及换热性能的数值研究 被引量：18

11

作者 侯海焱 魏琪 张战 《能源工程》 2002年第4期6-10,共5页

采用高雷诺数k ε湍流模型 ,对中高雷诺数下紧凑式错列翅片换热器的表面换热及流动特性进行数值模拟。结果表明 ,该种型式的换热器具有良好的流动和换热性能 ,拓宽了其空调领域的应用。

关键词 紧凑式换热器 对流换热 数值模拟 换热性能 κ-ε湍流模型 雷诺数

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CO_2汽车空调用紧凑式换热器理论设计的探讨 被引量：9

12

作者 马富芹 吴建波 王军 《制冷》 2004年第4期69-72,共4页

紧凑式换热器的设计在很大程度上制约着CO2 制冷剂在汽车空调制冷装置上的应用。本文从CO2汽车空调用紧凑式微通道换热器的换热量的估算和设计时理论限制等方面进行了讨论 ,指出微通道紧凑式换热器的传热机理 ,机械加工等的研究对工程... 紧凑式换热器的设计在很大程度上制约着CO2 制冷剂在汽车空调制冷装置上的应用。本文从CO2汽车空调用紧凑式微通道换热器的换热量的估算和设计时理论限制等方面进行了讨论 ,指出微通道紧凑式换热器的传热机理 ,机械加工等的研究对工程设计和应用来讲还没有形成合适的技术指导依据 ,从理论上指出换热器尺寸、通道直径、数目、通道长度、换热效率以及泵功率之间是相互制约的。 展开更多

关键词 二氧化碳 汽车空调 紧凑式换热器 设计

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应用遗传算法优化设计紧凑式换热器 被引量：5

13

作者 崔永正 任禾盛 郝桂梅 《动力工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期739-743,共5页

应用遗传算法对锯齿型板翅式换热器的结构进行了优化设计.以预定的传热量、两侧压降、体积等设计要求为适应度函数,通过对设计变量构成的种群个体进行适应度评估以及选择、交叉、变异等遗传操作,得到符合设计约束的换热器最优结构参数(... 应用遗传算法对锯齿型板翅式换热器的结构进行了优化设计.以预定的传热量、两侧压降、体积等设计要求为适应度函数,通过对设计变量构成的种群个体进行适应度评估以及选择、交叉、变异等遗传操作,得到符合设计约束的换热器最优结构参数(如翅高、翅长、间距,以及长、宽、高等).此外,对10次计算得到的设计参数进行了统计分析.结果表明:相关结构参数的不确定度很小,应用遗传算法可以快速方便地对紧凑式换热器的几何结构参数作出符合设计要求的选择. 展开更多

关键词 工程热物理 紧凑式换热器 遗传算法 优化设计 锯齿型板翅式换热器

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非对称紧凑式换热器内超临界二氧化碳与液态铅铋合金耦合换热特性研究 被引量：2

14

作者 刘书涵 雷贤良 +1 位作者 刘吉安 刘清江 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期24-34,共11页

超临界二氧化碳布雷顿循环与铅冷快堆的结合被认为是最为理想的动力循环之一,系统通过中间换热器传递热量,其性能影响着整个发电系统的高效与安全运行。由于超临界二氧化碳和液态铅铋合金(LBE)物理性质和热输运性质差异显著,对称式结构... 超临界二氧化碳布雷顿循环与铅冷快堆的结合被认为是最为理想的动力循环之一,系统通过中间换热器传递热量,其性能影响着整个发电系统的高效与安全运行。由于超临界二氧化碳和液态铅铋合金(LBE)物理性质和热输运性质差异显著,对称式结构无法匹配两侧工质的换热要求,构建了1种非对称式紧凑式耦合换热器,采用数值模拟方法研究了超临界二氧化碳与液态铅铋合金耦合换热特性。结果表明:提升冷侧流体入口速度会显著增强换热;增加热侧LBE入口速度时,总换热系数先降低后增加;提升换热器冷热流体入口温度,换热器的换热系数先减小后增大,存在最优值;在拟临界区内,强浮力作用会大幅提升冷侧换热,而加速效应则抑制换热。 展开更多

关键词 铅铋合金 超临界二氧化碳 紧凑式换热器 换热特性 浮力效应

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CO_2汽车空调系统紧凑式换热器的发展 被引量：3

15

作者 陈建友 邬志敏 +1 位作者 张华 彭云丰 《制冷空调与电力机械》 2001年第1期9-12,共4页

CO2 汽车空调系统的使用在很大程度上取决于CO2 紧凑式换热器的发展。本文通过CO2 紧凑式换热器的发展 ,讨论了CO2 换热器设计中的传热特性、阻力特性 ,并给出了一些发展CO2

关键词 汽车 空调 紧凑式换热器 二氧化碳

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增材制造紧凑式换热器的LNG再气化工艺设计 被引量：2

16

作者 曹鹏伟 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期202-205,共4页

提出了一种增材制造紧凑式换热器作为浮式储存及再气化装置(FSRU)上的核心装备LNG气化器来进行紧凑式LNG气化器样机设计,筛选出丙烷作为加热介质,对其进行工业化测试,以验证校核紧凑式LNG气化器的换热器性能,并完成在FSRU上的实际应用,... 提出了一种增材制造紧凑式换热器作为浮式储存及再气化装置(FSRU)上的核心装备LNG气化器来进行紧凑式LNG气化器样机设计,筛选出丙烷作为加热介质,对其进行工业化测试,以验证校核紧凑式LNG气化器的换热器性能,并完成在FSRU上的实际应用,其中BOG再冷凝器、LNG气化器和NG天然气加热器均采用增材制造紧凑式换热器,有效降低了LNG再气化模块的重量和尺寸,为后续在实际FSRU项目上的推广应用奠定了坚实的技术基础。 展开更多

关键词 紧凑式换热器 增材制造 FSRU LNG气化器 FSRU再气化工艺

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新型紧凑式低温换热器的研究与进展 被引量：16

17

作者 焦安军 厉彦忠 +3 位作者 陈曦 张朝昌 苏林 陈纯正 《低温与超导》 CAS CSCD 北大核心 2001年第1期8-13,共6页

介绍了一些目前低温与制冷领域中使用的紧凑式换热器 ,对其结构、性能以及研究和应用情况进行了细致的分析和综述 ,同时也给出了一些作者的观点 ,为低温换热器的设计及以后的深入研究提供参考。

关键词 板翅式换热器 优化设计 结构 制冷系统 低温系统 紧凑式换热器

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紧凑式低温换热器的发展概况 被引量：3

18

作者 陈树军 汪荣顺 《低温与超导》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期328-331,共4页

介绍了一些目前低温与制冷领域中使用的紧凑式换热器,对其特点、性能以及发展动态和研究方向进行了细致的分析和综述。同时也给出了一些观点,为低温换热器的设计及以后的深入研究提供参考。

关键词 紧凑式换热器 低温 换热性能 发展动态 研究方向

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紧凑式换热器均布性研究进展 被引量：5

19

作者 杨磊杰 林海萍 +3 位作者 马金伟 陈韶范 齐兴 张斯亮 《低温与超导》 CAS 北大核心 2019年第9期90-98,共9页

紧凑式换热器具有结构紧凑、换热效率高的特点,广泛地应用于多种工业场合。综述了不同换热器内流体和温度的不均匀分布、不均匀性对不同传热设备的影响、换热器入口处流体的分布和流型对换热器性能的影响。指出入口封头和分布器的设计... 紧凑式换热器具有结构紧凑、换热效率高的特点,广泛地应用于多种工业场合。综述了不同换热器内流体和温度的不均匀分布、不均匀性对不同传热设备的影响、换热器入口处流体的分布和流型对换热器性能的影响。指出入口封头和分布器的设计对换热器性能具有重要影响,可通过CFD和实验相结合对其进行模拟计算。 展开更多

关键词 紧凑式换热器 流体不均匀分布 温度不均匀分布

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循环流化床锅炉紧凑式分流回灰换热器的试验研究 被引量：25

20

作者 孙献斌 李志伟 +3 位作者 时正海 党黎军 王智微 肖平 《中国电力》 CSCD 北大核心 2006年第7期27-30,共4页

外置换热器是CFB(循环流化床)锅炉大型化的关键技术。为发展我国具有自主知识产权的大型CFB锅炉技术,针对国产200 MWCFB锅炉及大型化的需要,开发了一种新型外置换热器——紧凑式分流回灰换热器(CHE)专利技术,该换热器采用气动方式控制... 外置换热器是CFB(循环流化床)锅炉大型化的关键技术。为发展我国具有自主知识产权的大型CFB锅炉技术,针对国产200 MWCFB锅炉及大型化的需要,开发了一种新型外置换热器——紧凑式分流回灰换热器(CHE)专利技术,该换热器采用气动方式控制循环灰的分流量,同时兼有循环灰的冷却和回送功能,且为整体化结构。在一台4MW循环流化床热态试验台上对紧凑式分流回灰换热器的分流、调节、传热特性进行了系统的试验研究,并建立了传热计算模型,可用于实际锅炉的设计,为实现锅炉的模型化设计奠定了基础。研究结果可用于指导国产200MWCFB锅炉的设计。 展开更多

关键词 循环流化床锅炉 紧凑式分流回灰换热器 换热系数

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