【摘 要】
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对换热器进行传热强化是热工设备技术革新的主要任务.工业的发展需要体积小、重量轻、传热好、阻力小的高效节能换热器,因此国内外的许多学者正在寻求新型的强化换热管以取代
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对换热器进行传热强化是热工设备技术革新的主要任务.工业的发展需要体积小、重量轻、传热好、阻力小的高效节能换热器,因此国内外的许多学者正在寻求新型的强化换热管以取代以往的普通列管,这对于节约能源有着重要意义.该文通过实验,研究了现今被广泛应用于工业中的波纹型换热管,从理论和实验的结合上,对波纹管的阻力与换热特性进行深入分析,并回归出流动阻力和换热准则关联式,同时应用遗传算法进行参数辨识,提出一种新的换热系数分离方法.首先,通过建立一水—水换热套管式换热实验台,对工程中应用比较广泛的几种波纹管型进行了测试,从传热系数、换热量和努谢尔特数三个方面,把波纹管的换热效果与光管进行比较,拟合出波纹管的换热准则关联式,实验结果表明波纹管能够强化传热,增大传热系数,扩展换热面积,从而进一步使换热量增大.通过阻力实验,拟合出波纹管的阻力准则关联式,从与光管的比较结果我们可以看出,波纹管在强化了换热的同时,其内摩擦系数也相应增加了许多.然后,根据等流量评价法、等泵功评价法和等压降评价法等,对三种不同基管外径的波纹管与相应光管的换热性能进行比较.发现在三种比较准则的综合性能上还是波纹管比光管要好.最后,用Matlab语言编程,探索遗传算法应用在参数辨识中,对换热系数进行分离,遗传算法使用浮点数编码方案、比例选择算子、一致算术交叉算子和非一致变异算子,回归出换热准则关联式,并与实验结果进行比较,验证了分离程序的有效性和可靠性.同时也可以看出波纹管在强化了管内换热的同时,也强化了管外的换热.这样在一般的强化换热管实验中,应用此程序,就可以不用测量壁温,大大降低了实验难度,并且实验测试工况与实际应用工况接近.
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