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水煤浆螺旋折流板预热器的流体力学和传热性能的数值模拟 预览
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作者 王斯民 叶树沛 +2 位作者 肖娟 王家瑞 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期71-80,共10页
有研究表明对入炉前的水煤浆进行预热可以提高其气化效率,今利用数值模拟方法,采用非牛顿流体Bingham模型,计算并比较螺旋折流板换热器和弓形折流板换热器预热水煤浆时的流动换热性能。研究螺旋折流板换热器用于水煤浆预热的可行性以及... 有研究表明对入炉前的水煤浆进行预热可以提高其气化效率,今利用数值模拟方法,采用非牛顿流体Bingham模型,计算并比较螺旋折流板换热器和弓形折流板换热器预热水煤浆时的流动换热性能。研究螺旋折流板换热器用于水煤浆预热的可行性以及螺旋角、搭接度对其流动换热性能的影响。结果表明:以单位压降的温升作为流动换热综合性能评价指标,螺旋折流板换热器更适于预热水煤浆。对螺旋折流板换热器,螺旋角和搭接度的变化对壳侧温升影响不大,而螺旋角的增大或搭接度减小能使壳侧压降明显降低。大螺旋角和小搭接度的换热器用于水煤浆预热时的流动换热性能更好。在螺旋角18°~40°、搭接度0%~50%,40°螺旋角,0%搭接度的螺旋折流板换热器的流动换热性能最好。研究结果可为选择水煤浆预热器的型式和结构参数提供参考。 展开更多
关键词 水煤浆预热 Bingham模型 管壳式换热器 螺旋折流板 弓形折流板 数值模拟 非牛顿流体
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螺旋扁管折流杆换热器壳侧性能多目标优化研究 预览
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作者 王斯民 孙利娟 +2 位作者 宋晨 张早校 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期3353-3362,共10页
基于遗传聚集响应面模型和多目标遗传算法,研究了以螺旋扁管为换热管的折流杆换热器结构参数、入口速度对壳侧流动和换热性能的影响,并对螺旋扁管折流杆换热器的性能进行了优化分析。结果表明:传热系数随螺距的增大先减小9.38%,后维持不... 基于遗传聚集响应面模型和多目标遗传算法,研究了以螺旋扁管为换热管的折流杆换热器结构参数、入口速度对壳侧流动和换热性能的影响,并对螺旋扁管折流杆换热器的性能进行了优化分析。结果表明:传热系数随螺距的增大先减小9.38%,后维持不变;在低入口速度条件下,随长短轴之比的增大而增大,在高入口速度条件下,存在先减小后增大的趋势。压降随螺距的增大基本不变;随长短轴之比的增大减小了36.67%。由敏感性分析可知传热系数和压降对入口速度的变化最敏感,截面椭圆长短轴之比次之,对螺距最不敏感。优化后的螺旋扁管折流杆换热器结构比原结构单位压降下的传热系数平均提高了26.42%。 展开更多
关键词 折流杆换热器 螺旋扁管 数值模拟 遗传聚集响应面模型 多目标遗传算法 优化 湍流
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旋梯式螺旋折流板换热器预热水煤浆的流动与换热性能 预览
3
作者 王斯民 叶树沛 +3 位作者 肖娟 宋晨 张早校 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期298-307,共10页
对进入气化炉前的水煤浆预热可以提高气化效率和降低氧耗。提出采用旋梯式螺旋折流板换热器预热水煤浆,水煤浆在换热器壳侧流动,导热油作为热流体在管侧流动。基于实验,研究了在换热器壳侧预热水煤浆的可行性、导热油定性温度和水煤浆... 对进入气化炉前的水煤浆预热可以提高气化效率和降低氧耗。提出采用旋梯式螺旋折流板换热器预热水煤浆,水煤浆在换热器壳侧流动,导热油作为热流体在管侧流动。基于实验,研究了在换热器壳侧预热水煤浆的可行性、导热油定性温度和水煤浆流量对流动换热性能的影响,得到了壳侧传热和阻力系数关联式。实验结果表明,水煤浆在换热器壳侧流动换热是完全可行的;提高导热油定性温度可以提高水煤浆温升和总传热系数,同时降低壳侧压降;提高水煤浆流量可以提高总传热系数,但是壳侧压降增大。研究结果为开展水煤浆预热设备的研究提供了基础,对水煤浆预热的工况选择具有重要意义。 展开更多
关键词 水煤浆预热 管壳式换热器 旋梯式螺旋折流板 流动 传热 工况选择
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新型制冷工质R450A用于喷射制冷循环性能研究 预览
4
作者 刘育策 +1 位作者 王春龙 王斯民 《高校化学工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期1019-1026,共8页
新型制冷工质R450A是R134a的一种替代品,环保可靠,针对它的研究目前尚较少,有限研究主要侧重于简单蒸气压缩制冷循环。研究构建了喷射器数学模型,对比分析了R450A在新型喷射制冷循环中不同喷射器特性及工况下的制冷性能。研究发现在喷... 新型制冷工质R450A是R134a的一种替代品,环保可靠,针对它的研究目前尚较少,有限研究主要侧重于简单蒸气压缩制冷循环。研究构建了喷射器数学模型,对比分析了R450A在新型喷射制冷循环中不同喷射器特性及工况下的制冷性能。研究发现在喷射制冷循环中,引射流体的压降,工作流体与引射流体的混合面积比对循环COP,单位容积制冷量和喷射器压缩效率影响呈抛物线形变化,存在最优的引射流体压降10 kPa和工作流体与引射流体混合面积比7,并且最佳的引射流体压降及工作流体与引射流体混合面积比随着冷凝温度的升高而增大。此外,相比传统的蒸气压缩制冷循环,新型喷射制冷循环中R450A的COP和单位容积制冷量分别增大14.6%-20.6%和21.1%-21.7%,系统性能显著提高。同时,喷射器喷嘴和扩压室效率对系统性能影响显著,且扩压室效率的影响更强。 展开更多
关键词 R450A 喷射器 △P 制冷性能
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造粒塔粉尘洗涤过程中流体力学特性与除尘效率研究 预览
5
作者 王斯民 王家瑞 +2 位作者 宋晨 张早校 《高校化学工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期785-793,共9页
针对造粒塔粉尘易溶于水的特性,利用喷淋洗涤的方式脱除更加方便高效。研究基于液滴捕集粉尘的理论,实现了喷淋除尘过程的模拟。采用数值模拟与实验相结合的方法,研究了洗涤塔内气液固三相的流动特性,分析了空塔气速、喷淋密度及粉尘粒... 针对造粒塔粉尘易溶于水的特性,利用喷淋洗涤的方式脱除更加方便高效。研究基于液滴捕集粉尘的理论,实现了喷淋除尘过程的模拟。采用数值模拟与实验相结合的方法,研究了洗涤塔内气液固三相的流动特性,分析了空塔气速、喷淋密度及粉尘粒径对除尘效率的影响。研究结果表明:壁面附近空气速度出现峰值,存在壁流现象,从而引起粉尘逃逸;喷淋密度增大,除尘效率单调递增,但增长速率有所减缓;空塔气速增大,除尘效率并不仅仅是单调递减变化,喷淋密度为2 m?h~(-1),空塔气速增大到2.5 m?s~(-1)时,除尘效率反而有所提高。粒径大于10μm的粉尘,除尘效率能达到95%以上,而10μm以下的粉尘由于运动随机性强,难以脱除。在计算工况内,改变气速对粉尘的脱除效果并不明显,增大喷淋密度更为有效。 展开更多
关键词 造粒塔 喷淋洗涤 除尘效率 数值模拟
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利用流固耦合分析的板翅式换热器锯齿型翅片多目标优化 预览 被引量:1
6
作者 李科 +3 位作者 刘育策 吴孟琛 王斯民 厉彦忠 《西安交通大学学报》 CSCD 北大核心 2018年第2期130-135,共6页
采用数值模拟方法,从流固耦合的角度,对板翅式换热器常用的锯齿型翅片进行了流动、换热和承压能力等综合性能的分析及结构优化。通过分析基于多组参数点计算结果生成的Full2nd-Order Polynomial响应平面,研究了翅高、翅厚、翅距、节距... 采用数值模拟方法,从流固耦合的角度,对板翅式换热器常用的锯齿型翅片进行了流动、换热和承压能力等综合性能的分析及结构优化。通过分析基于多组参数点计算结果生成的Full2nd-Order Polynomial响应平面,研究了翅高、翅厚、翅距、节距对翅片流动、换热及应力分布的影响。在此基础上,结合响应面和多目标遗传算法,选取j因子、f因子和最大应力作为目标函数,对锯齿型翅片进行多目标优化,提出了3种优化翅片结构,并将初始结构与优化结构进行了对比。结果表明:最大应力位于第1排翅片直角边和隔板相连的部位,翅片节距对换热影响最大,翅厚对流动阻力影响最大,而翅片间距和翅厚对应力影响最大;优化结构3相对于常用结构的热性能因子增加了10.62%,最大应力减少了7.9%。研究结果为板翅式换热器锯齿型翅片的优化设计提供了理论指导。 展开更多
关键词 板翅式换热器 锯齿型翅片 应力分析 响应平面 多目标遗传算法
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经鼻肠梗阻导管治疗小肠梗阻的临床应用效果观察 预览 被引量:1
7
作者 《当代医学》 2018年第9期107-108,共2页
目的研究小肠梗阻患者采用经鼻肠梗阻导管治疗的临床效果。方法临床纳入90例本院2010年7月~2016年10月期间收治的小肠梗阻患者作为研究对象,按随机数字表法分为两组各45例。其中45例患者采用常规鼻胃导管治疗作为对照组,另45例患者采用... 目的研究小肠梗阻患者采用经鼻肠梗阻导管治疗的临床效果。方法临床纳入90例本院2010年7月~2016年10月期间收治的小肠梗阻患者作为研究对象,按随机数字表法分为两组各45例。其中45例患者采用常规鼻胃导管治疗作为对照组,另45例患者采用经鼻肠梗阻导管治疗作为观察组。观察两组患者治疗效果、临床症状改善时间以及并发症情况。结果观察组、对照组治疗总有效率分别为95.56%、82.22%,观察组明显较高(P<0.05)。观察组腹胀腹痛缓解时间、排气排便恢复时间、气液平面消失时间以及住院时间均短于对照组(P<0.05)。两组患者并发症包括肠穿孔、肠出血以及导管堵塞,观察组、对照组发生率分别为4.44%、13.33%,观察组明显较低(P<0.05)。结论经鼻肠梗阻导管对小肠梗阻患者治疗效果较好,明显缓解患者梗阻症状,并发症低,值得临床应用及推广。 展开更多
关键词 经鼻肠梗阻导管 小肠梗阻 疗效
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改良腹腔镜全腹膜外疝修补术治疗腹股沟疝122例效果观察 预览
8
作者 《承德医学院学报》 2018年第3期205-207,共3页
目的:评价改良腹腔镜全腹膜外疝修补术治疗腹股沟疝的效果。方法:122例腹股沟疝患者全部实施改良腹腔镜全腹膜外疝修补术,观察记录患者手术耗时、术后疼痛情况、手术结束至下床活动时间、术后住院时间、并发症发生情况和复发情况。结果... 目的:评价改良腹腔镜全腹膜外疝修补术治疗腹股沟疝的效果。方法:122例腹股沟疝患者全部实施改良腹腔镜全腹膜外疝修补术,观察记录患者手术耗时、术后疼痛情况、手术结束至下床活动时间、术后住院时间、并发症发生情况和复发情况。结果:全部患者平均手术耗时(52.6±7.7)min,术后平均VAS评分(3.4±0.9)分,手术结束至下床活动时间(13.9±3.8)h、术后住院时间(5.2±1.6)d。全部患者合计5人阴囊积液、2人发生慢性疼痛、5人血肿、5人切口感染,并发症发生率为13.9%。随访期间有7例病情复发,复发率为5.7%。结论:采用改良腹腔镜全腹膜外疝修补术治疗腹股沟疝具有术后疼痛轻、恢复快、并发症少、复发率低的优点,在临床上具有较高的借鉴价值。 展开更多
关键词 腹股沟疝 腹腔镜 全腹膜外疝修补术
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折面螺旋折流板换热器的流动传热性能 预览 被引量:2
9
作者 王斯民 肖娟 +2 位作者 王家瑞 简冠平 《化工学报》 CSCD 北大核心 2017年第12期4537-4544,共8页
针对现有平面螺旋折流板换热器的相邻折流板与壳体间存在的三角漏流区,提出了一种折面螺旋折流板换热器。基于实验研究分析了折面螺旋折流板换热器的螺旋角和搭接度对流动传热性能的影响,并拟合了壳程对流传热和阻力系数的实验关联式。... 针对现有平面螺旋折流板换热器的相邻折流板与壳体间存在的三角漏流区,提出了一种折面螺旋折流板换热器。基于实验研究分析了折面螺旋折流板换热器的螺旋角和搭接度对流动传热性能的影响,并拟合了壳程对流传热和阻力系数的实验关联式。结果表明,当壳程体积流量相同时,随着螺旋角的减小,折面螺旋折流板换热器的壳程总压降增加,壳程管束压降增加,壳程膜传热系数提升,综合性能增强;相同壳程体积流量下,随着搭接度的增加,壳程总压降也增加,壳程膜传热系数增加,综合性能提高。实验研究表明螺旋角18°、搭接度50%的折面螺旋折流板换热器流动传热性能最佳。将折面螺旋折流板换热器的螺旋角和搭接度作为修正因子拟合到了实验关联式中,对比发现实验值与Nu实验关联式计算值的平均相对误差为1.13%,与f实验关联式的平均相对误差为6.84%,说明了拟合的正确性和可靠性。研究结果为折面螺旋折流板换热器的设计提供了理论指导。 展开更多
关键词 折面螺旋折流板换热器 流动 传热 三角漏流区 实验验证 实验关联式
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基于流固耦合理论的螺旋折流板换热器结构优化研究 预览 被引量:3
10
作者 王斯民 肖娟 +3 位作者 王家瑞 简冠平 顾昕 《高校化学工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第3期539-546,共8页
针对螺旋折流板换热器热-结构综合性能,以螺旋角和搭接度为优化变量,基于流固耦合理论,采用二阶多项式响应面模型和遗传算法对螺旋折流板换热器进行了结构优化研究。结果表明:当壳侧入口流量为1.5 m×s^-1时,对于流动传热性能,单... 针对螺旋折流板换热器热-结构综合性能,以螺旋角和搭接度为优化变量,基于流固耦合理论,采用二阶多项式响应面模型和遗传算法对螺旋折流板换热器进行了结构优化研究。结果表明:当壳侧入口流量为1.5 m×s^-1时,对于流动传热性能,单位压降传热系数随螺旋角的增大呈现先增大后减小的趋势,随搭接度的增大而减小,且受螺旋角的影响更大;对于折流板机械强度性能,最大剪应力的最大值随着螺旋角的增大而增大,而基本不受搭接度的影响。多目标优化以单位压降传热系数最大化,最大剪应力的最大值在许用应力范围内且最小化为目标函数,得到了三种优化结构。对比优化前后,单位压降传热系数平均提升了14.1%,最大剪应力的最大值平均降低了4.1%。研究结果为螺旋折流板换热器的工业化设计提供了理论指导。 展开更多
关键词 螺旋折流板换热器 流固耦合 遗传算法 结构优化
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缠绕管式换热器结构参数多目标优化数值模拟研究 预览 被引量:1
11
作者 王斯民 简冠平 +2 位作者 肖娟 王家瑞 《西安交通大学学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期9-15,共7页
为分析缠绕管式换热器关键几何结构对其流动和传热性能的影响,采用多目标遗传优化算法对壳侧的流动和传热特性进行了数值模拟研究,并对通过中心复合设计得出的实验点进行了计算。研究结果表明:缠绕管式换热器的壳侧压降随着层间距、缠... 为分析缠绕管式换热器关键几何结构对其流动和传热性能的影响,采用多目标遗传优化算法对壳侧的流动和传热特性进行了数值模拟研究,并对通过中心复合设计得出的实验点进行了计算。研究结果表明:缠绕管式换热器的壳侧压降随着层间距、缠绕角、同层管间距的增大而减小;壳侧换热系数随着层间距的增大而减小,随着管外径的增大而增大,随着螺旋角的增大先增大后减小。通过敏感度分析可知:螺旋角和层间距对缠绕管式换热器的流动和传热性能影响最大,在计算工况下,层间距对压降和换热系数都呈负相关;螺旋角与压降呈负相关,与换热系数呈正相关。同时,应用多目标遗传算法在连续响应面的基础上对原结构进行优化,得到3组优化结果,换热系数平均增加了2.93%,压降平均降低了40.27%,综合传热性能均好于原结构。该研究成果可为缠绕管式换热器的优化设计提供理论基础。 展开更多
关键词 缠绕管式换热器 结构参数 多目标优化 数值模拟
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换热器的(火积)理论强化传热评价准则研究 预览 被引量:2
12
作者 王斯民 王萌萌 +2 位作者 顾昕 简冠平 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期1-7,15共8页
对于现有的(火积)理论只考虑了换热器换热量或传热温差的影响,而没有考虑压降和泵功的问题,分析和推导得出两种新的(火积)评价指标ET/EP2/3和ET/EP,并命名为EPEC(entransy performance evaluation criterion)指标,分别表征了单位... 对于现有的(火积)理论只考虑了换热器换热量或传热温差的影响,而没有考虑压降和泵功的问题,分析和推导得出两种新的(火积)评价指标ET/EP2/3和ET/EP,并命名为EPEC(entransy performance evaluation criterion)指标,分别表征了单位压降和单位泵功下的换热量,这对换热器传热强化性能评价工作具有重要的参考价值。同时,对18°和27°平面螺旋折流板换热器和折面螺旋折流板换热器的实验结果分别进行了基于热力学第一定律、热力学第二定律以及新的(火积)理论评价指标的分析,研究表明:ET/EP2/3和ET/EP与单位压降和单位泵功下的换热量随有效度的变化趋势基本一致,验证了新评价指标的有效性和可靠性。不同评价指标均从不同方面反映了换热器的性能,同时也说明了不同评价指标之间的差异和针对不同换热器不同工况统一标准的必要性。 展开更多
关键词 螺旋折流板换热器 理论 评价准则 可靠性
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鼻腔内物理场及气固两相流数值仿真研究进展 被引量:1
13
作者 王斯民 顾昕 +2 位作者 许世峰 卢闻 《国际耳鼻咽喉头颈外科杂志》 2016年第2期65-70,共6页
掌握鼻腔内物理场及气固两相流运动沉积规律,对于探索鼻腔结构与功能之间的关系和认识鼻腔疾病及防病的机制具有重要意义。随着数值仿真研究手段的Ej趋成熟,计算流体力学仿真技术已成为研究鼻腔内流体流动及颗粒沉积的一种重要手段。... 掌握鼻腔内物理场及气固两相流运动沉积规律,对于探索鼻腔结构与功能之间的关系和认识鼻腔疾病及防病的机制具有重要意义。随着数值仿真研究手段的Ej趋成熟,计算流体力学仿真技术已成为研究鼻腔内流体流动及颗粒沉积的一种重要手段。目前,相关的数值仿真研究主要集中在鼻腔内速度场、压力场、温度场和湿度场等物理场的研究以及鼻腔结构变化对鼻腔内气流场所带来的影响,同时对于微纳米级颗粒的沉积特性,国内外学者也进行了大量的研究。本文从鼻腔内部物理场、鼻腔结构改变对物理场的影响以及颗粒在鼻腔内的沉积规律等方面,对近年来人体鼻腔内物理场及气固两相流数值仿真的研究进展进行综述。 展开更多
关键词 鼻腔 物理场 气固两相流 微纳米颗粒 数值仿真
基于火积理论的螺旋折流板换热器结构优化 预览 被引量:3
14
作者 王斯民 王萌萌 +2 位作者 顾昕 简冠平 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期532-539,共8页
首次应用火积理论对螺旋折流板换热器进行优化结构分析。选取50%搭接的18°和27°的螺旋平面折流板换热器和改进的螺旋折面折流板换热器作为研究对象,且分别应用传热性能综合评价(PEC)准则和火积耗散理论对实验数据进行了分... 首次应用火积理论对螺旋折流板换热器进行优化结构分析。选取50%搭接的18°和27°的螺旋平面折流板换热器和改进的螺旋折面折流板换热器作为研究对象,且分别应用传热性能综合评价(PEC)准则和火积耗散理论对实验数据进行了分析。结果表明:随着有效度和传热单元数的增加,火积耗散数均减小。18°螺旋折流板换热器的性能明显优于27°螺旋折流板换热器,且在有效度或传热单元数相同的情况下,改进后的螺旋折面折流板换热器的性能也均优于螺旋平面折流板换热器。火积耗散理论与PEC准则分析结果的一致性,证明了火积理论对螺旋折流板换热器性能分析的适用性。同时发现,传热火积耗散数的大小是阻力火积耗散数的上千倍,说明传热火积耗散在总火积耗散中占重要地位。这对火积理论应用于螺旋折流板换热器的传热和阻力性能研究具有重要意义。 展开更多
关键词 螺旋折流板换热器 传热 优化 传热性能综合评价准则 火积耗散数
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垫条对缠绕管换热器壳侧性能的影响研究 预览 被引量:1
15
作者 童欣 +2 位作者 杨辉著 王斯民 厉彦忠 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期14-20,共7页
目前针对缠绕管换热器的数值模拟研究中,大多为了简化模型而省略了管层间的垫条,造成模拟结果偏离实际情况。通过CFD数值模拟,着重研究了缠绕管换热器中垫条的存在及不同的排布方式和数量对换热器壳侧的流动、传热性能的影响。计算结果... 目前针对缠绕管换热器的数值模拟研究中,大多为了简化模型而省略了管层间的垫条,造成模拟结果偏离实际情况。通过CFD数值模拟,着重研究了缠绕管换热器中垫条的存在及不同的排布方式和数量对换热器壳侧的流动、传热性能的影响。计算结果表明,垫条的存在不仅影响流体轴向流速,并且在径向截面上更易形成涡旋而加强流体扰动。在相同进口工况下,相比无垫条模型,垫条对齐排布时Nu下降了1.6%-2.5%,换热器单位长度压降ΔPl增加了14.5%-17.0%,强化传热性能指标FP减小了5.7%-5.9%;错开排布时Nu上升了17.0%-18.1%,ΔPl增加了38.4%-39.9%,FP增加了13.7%-15.4%。两种垫条排布方式中错开排布能够在更大程度上强化壳侧的湍流,从而强化传热。当垫条数量多于12,依次为13、14、15时,对换热器壳侧的性能影响不大。所做研究为缠绕管换热器的数值模拟提供了新的思路,也为缠绕管换热器的性能优化提供了理论参考。 展开更多
关键词 缠绕管换热器 垫条 湍流强化 压降
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螺旋折流板换热器结构参数多目标优化的数值模拟 预览 被引量:4
16
作者 王斯民 王萌萌 +2 位作者 顾昕 简冠平 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期14-19,109共7页
针对螺旋角和搭接度对螺旋折流板换热器中的流体流动和传热特性具有重要影响的问题,采用数值模拟和多目标遗传算法优化结合的方法对螺旋折流板换热器的流动和传热特性进行了研究,并通过中心复合设计响应面法生成实验点进行了计算。研究... 针对螺旋角和搭接度对螺旋折流板换热器中的流体流动和传热特性具有重要影响的问题,采用数值模拟和多目标遗传算法优化结合的方法对螺旋折流板换热器的流动和传热特性进行了研究,并通过中心复合设计响应面法生成实验点进行了计算。研究表明:螺旋折流板换热器壳侧换热系数和压降均随螺旋角的增大而减小,随搭接度的增大而增大。由灵敏度分析可知,螺旋折流板换热器的换热系数和壳侧压降均与螺旋角呈负相关,与搭接度呈正相关,且二者对螺旋角的灵敏度更大。同时,由多目标遗传算法优化方法在连续的响应平面中得出使换热系数最大、壳侧压降最小时最优的3组结果,与原始结构相比,壳侧换热系数平均增加了28.3%,壳侧压降平均降低了19.37%,这对于螺旋折流板换热器结构参数的研究具有重要意义。 展开更多
关键词 螺旋折流板换热器 多目标优化 结构参数 响应平面
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旋梯式螺旋折流板换热器换热性能的实验研究 预览 被引量:4
17
作者 杨辉著 +2 位作者 薛玉兰 童欣 王斯民 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期795-801,共7页
目前普遍使用的螺旋平面折流板换热器在相邻两块折流板的直边对接处存在X形的内外两个三角漏流区,严重影响了换热器性能的提高。采用旋梯式折面折流板替代平面折流板后,由于旋梯式折面折流板两侧的折弯面能使相邻两块折流板密切接触... 目前普遍使用的螺旋平面折流板换热器在相邻两块折流板的直边对接处存在X形的内外两个三角漏流区,严重影响了换热器性能的提高。采用旋梯式折面折流板替代平面折流板后,由于旋梯式折面折流板两侧的折弯面能使相邻两块折流板密切接触,封闭了三角漏流区,改善了壳程流场。实验结果表明,旋梯式螺旋折流板换热器相比于螺旋平面折流板换热器,总传热系数平均增加21.4%,壳侧传热系数平均增加27.3%,而压降增加引起的泵耗功率增量为2~80W。换热器的热性能因子提高了14.8%~24.2%,平均增加19.5%。此外,旋梯式螺旋折流板换热器具有定位和安装简单方便等优点。本研究结果对于换热器的节能优化具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 螺旋折流板换热器 旋梯式折面折流板 三角漏流区:流场优化 换热强化
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板翅式换热器锯齿型翅片参数的遗传算法优化研究 预览 被引量:7
18
作者 杨辉著 +3 位作者 童欣 李科 厉彦忠 王斯民 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期90-96,共7页
针对目前锯齿型板翅式换热器未能同时优化多参数,或者大多优化研究存在对经验关联式依赖的问题,提出了利用Kriging响应面来近似目标函数与设计变量之间的关系、应用遗传算法对锯齿型板翅式换热器翅片结构参数的优化方法。在维持翅片通... 针对目前锯齿型板翅式换热器未能同时优化多参数,或者大多优化研究存在对经验关联式依赖的问题,提出了利用Kriging响应面来近似目标函数与设计变量之间的关系、应用遗传算法对锯齿型板翅式换热器翅片结构参数的优化方法。在维持翅片通道雷诺数为800时,把换热器的最大j因子、最小f因子和最大F_(TEF)因子作为3个单目标函数,对翅片的翅片高度h、翅片间距s、翅片厚度t和翅片节距l进行了优化研究。研究结果表明:翅片高度h与翅片间距s对换热器综合性能F_(TEF)因子呈正增长,而翅片厚度t和翅片节距l呈负增长;在翅片高度为9.5mm、翅片间距为2.2mm、翅片厚度为0.1mm和翅片节距为3mm时,换热器性能最佳;结合Kriging响应面的遗传算法克服了传统优化方法对经验关联式的依赖。该研究结果可以指导锯齿型板翅式换热器的优化设计。 展开更多
关键词 板翅式换热器 遗传算法 Kriging响应面 优化设计
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饱和氢气加注过程中低温贮箱降温特性及热应力分布的数值研究 预览 被引量:5
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作者 朱康 厉彦忠 +2 位作者 王磊 李翠 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期1-7,共7页
为了获得低温贮箱在饱和氢气加注过程中的降温特性以及箱体壁面的热应力分布,通过计算流体力学软件FLUENT计算了一定加注流量下贮箱内部流体区域的流场、温度场和壁面内的温度场变化,分析了加注过程中贮箱内的流动特性和降温特性;采用... 为了获得低温贮箱在饱和氢气加注过程中的降温特性以及箱体壁面的热应力分布,通过计算流体力学软件FLUENT计算了一定加注流量下贮箱内部流体区域的流场、温度场和壁面内的温度场变化,分析了加注过程中贮箱内的流动特性和降温特性;采用单向流固耦合方法进行壁面热应力分析,得到了3种不同进、出口约束条件下热应力在壁面中的分布以及最大热应力随时间的变化情况,并分析了进、出口弹性支撑约束条件设置的合理性;考虑贮箱内的压力变化,进行了箱体壁面的综合应力分析。计算结果表明:加注过程可以分为3个阶段,前2个阶段贮箱内部的流场、温度场和壁面温度分布特性依次由入口强制对流和壁面自然对流单独决定,第3阶段由入口强制对流及壁面自然对流共同决定;在3种不同的约束条件下,箱体壁面中的最大热应力均出现在贮箱加注口和排气口处,在进、出口弹性支撑条件下,壁面最大热应力随时间先增大而后趋于稳定,在稳定应力状态下,热应力的存在使箱体壁面总应力增加了15%左右。 展开更多
关键词 液体火箭 低温贮箱 饱和氢气 低温加注 降温特性 热应力
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旋梯式螺旋折流板换热器优化结构的数值模拟 预览 被引量:11
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作者 杨辉著 +2 位作者 王斯民 薛玉兰 杜冬冬 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期8-14,共7页
针对现有螺旋折流板换热器在相邻两块折流板的直边对接处形成三角区漏流而降低换热器换热性能的问题,提出了一种旋梯式螺旋折流板换热器,即旋梯式折面折流板由一块大平板经过两次弯折后形成,其中两平面与管束轴线垂直,另一平面与两平面... 针对现有螺旋折流板换热器在相邻两块折流板的直边对接处形成三角区漏流而降低换热器换热性能的问题,提出了一种旋梯式螺旋折流板换热器,即旋梯式折面折流板由一块大平板经过两次弯折后形成,其中两平面与管束轴线垂直,另一平面与两平面的夹角(折弯角)相同。对旋梯式螺旋折流板换热器的结构进行了计算流体力学模拟优化,结果表明:利用折面板结构及直边重叠特点,消除了三角区漏流,改善了壳程流场,使得换热器壳程流体流动更接近于螺旋流,换热得以强化;折弯度为0.3、切割百分数为90%、折弯角为37°时,旋梯式螺旋折流板换热器综合性能最优,换热器热性能因子提高了28.4%~30.7%,平均增加了29.9%。该结果可为螺旋折流板换热器的节能优化提供参考。 展开更多
关键词 旋梯式螺旋折流板换热器 结构优化 三角漏流 换热强化
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