基于[火积]理论的有机工质管壳式冷凝器构形优化

• 作者: 冯辉君 陈林根 吴志祥 唐威 石俊朝
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 构形理论 管壳式冷凝器 相变 传热 流动 [火积]耗散 广义热力学优化
• 年，卷（期）: 2021,（S2）
• 所属期刊栏目: 流体力学与传递现象
• 页码范围: 98-103
• 页数: 5页
• 分类号: TK124
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20200492

摘要

建立考虑传热耗散率和总泵功率的线性加权复合函数，在总冷凝率和总传热面积一定的条件下以复合函数最小为目标，对有机工质的管壳式冷凝器进行构形优化，得到最小复合函数和冷凝管最佳外径。结果表明：冷凝器最优构形与初始设计结构相比，总[火积]耗散率提高了10.70%，而总泵功率和复合函数分别降低了54.94%和6.46%。这说明复合函数牺牲了一定的传热性能，使得冷凝器流动性能显著提高，最终使得其综合性能得到提高。选择合适的冷凝管数目可实现复合函数二次最小化。将[火积]理论应用到有机工质管壳式冷凝器的构形优化中，为其结构优化设计提供了新的指导，这一方法可进一步推广到有机工质循环系统的优化设计中。