多效蒸发系统热力学优化研究

在计入溶液沸点升高（温差损失）这一重要因素的前提下，以系统最小总传热损失为热力学优化目标函数，得出多效蒸发系统的最佳参数及相应的传热面积和生蒸汽量。经实例验证，优化效益显著。     

不可逆定常态热机,制冷机与热泵的最优性能

按经典热力学,工作在两恒温热源间的正、反卡诺循环能量满足：“大小相等,方向相反”的原则,而实际热机、制冷机与热泵,由于热阻、摩擦、涡流、热漏等不可逆因素的存在,正、反卡诺循环能量不再满足此原则．为研究两源间不可逆定常态热机、制冷机与热泵的最优性能关系间的内在联系与最佳面积比,采用熵产率分析方法和引进等熵温比指数,提出并证明了功率与效率、制冷率与制冷系数、泵热率与泵热系数最优关系间应遵循的法则．该法则表明,热机、制冷机与热泵的最优性能关系是相互关联的．作为实例,文中求得了四种非线性传热条件下不可逆定常态热机、制冷机与热泵的最优性能与最佳面积比的统一表达式,从而证明了这个法则与等熵温比指数的重要性．     

Q∝Δ（T^n）时广义不可逆卡诺热机的生态学性能优化

以反映热机功率与熵产率之问最佳折衷的“生态学”准则为目标，根据生态学优化方法研究传热规律服从Q∝Δ(T^n)时不可逆卡诺热机生态学最优性能．在内可逆模型基础上，用常数项q表示热漏流率，用常数项Φ表示除热阻和热漏以外的其余不可逆性，导出了传热规律服从Q∝Δ(T^n)时广义不可逆卡诺热机生态学优化性能．通过数值计算对不同损失、不同传热规律情况下的热机生态学性能变化规律进行了比较分析，本文结果对实际热机的设计工作具有一定的理论指导意义．     

一类不可逆半导体发电器性能分析

应用热力学理论,研究了线性唯象传热律下不可逆半导体温差发电器的性能特性,探讨了给定热源温度下热电器输出功率的最佳优化条件,得到一些有意义的新结论.     

不可逆卡诺热泵的生态学优化性能

以反映热泵炯输出与熵产率之间最佳折衷的“生态学”准则为目标，综合考虑热阻、热漏及工质内不可逆性．导出了牛顿传热定律系统广义不可逆卡诺热泵的生态学最优性能，由数值算例对不同损失情况下热泵的性能变化规律进行了比较，其结果对实际热泵的设计工作具有一定的理论指导意义。     

Q∝(△Tn)时不可逆卡诺制冷机的生态学性能优化

利用有限时间热力学理论，综合考虑热阻、热漏及其他内不可逆性，研究传热规律服从Q∝(△T^n)时不可逆制冷机的生态学优化性能，并由数值算例对不同损失、不同传热规律情况下的卡诺制冷机性能变化规律进行了比较。     

Q∝（△T）^n时广义不可逆卡诺热机的生态学性能优化

以反映热机功率与熵产率之间最佳折衷的“生态学”准则为目标，综合考虑热阻、热漏及内不可逆性的影响，导出了传热规律服从Q∝(△T)^n时不可逆热机生态学最优性能，对n=1和n=1．25的2种典型传热规律进行了进一步讨论，该文结果对实际热机的设计工作具有一定的理论指导意义．     

一类吸收式制冷机传热面积的优化

本文导出在另一种导热规律ｑΔ１Ｔ下,一类吸收式制冷机最佳传热面积与有关参数间关系以及最佳传热面积比．并根据此结果对吸收式制冷机的一些优化性能作了讨论．     

定常态热源热机,制冷机与热泵的热力性能分析

讨论了从常见热力装置简化出以工质定常流动实现定常能量转换的热机、制冷与热泵循环。导出非线性传热Ｑ∝（△Ｔ）＾ｎ条件下，循环的输出“率”与性能系数的普遍关系。分析了这些关系的特征，给出最小传热面积原理，有关结果将为实际的热机、制冷机与热泵设计提供更全面的热力学方法。     

复杂传热规律下热声制冷机最优性能

建立了复杂传热规律下广义不可逆热声制冷机的循环模型,运用有限时间热力学方法导出了存在热阻、热漏和其他内不可逆性时,传热指数为复数的热声制冷机制冷率与制冷系数的解析式,分析了传热指数中实部和虚部对热声制冷机最优性能的影响,通过数值计算对不同损失和不同传热规律情况下的热声制冷机最佳制冷系数和制冷率的变化规律进行了比较分析.     

遗传算法在管箱式翅片管换热器优化设计中的应用

文中将遗传算法应用于管箱式翅片管换热器的优化设计中，以传热面积与换热器芯体体积之比为目标函数，详细讨论了算法的优化步骤及工作流程，为管箱式翅片管换热器的优化设计提供了参考方法。     

基于模拟退火算法的低温余热发电系统参数优化

为提高低温余热发电系统的综合性能,以单位发电量所需换热面积为目标函数,采用模拟退火算法对ORC系统的参数进行优化。研究结果表明:当热源温度和流量分别为120℃与62 kg/s,蒸发器内最小传热温差为10℃时,蒸发器内的最佳压力和流速分别为0.615 MPa与1.23 m/s;冷凝器内的最佳压力和流速分别为0.102 MPa与1.37 m/s;与传统算法相比,优化结果使单位发电量所需换热面积减少23%。随着热源温度的升高,最优目标函数值先降低后升高,在热源温度为200℃时达到最低值;综合考虑目标函数值及系统输出净功,蒸发器内合适的最小传热温差为15℃。     

综合考虑传热、流动与投资的换热器性能优化

在给定换热器传热量下导出使投资费用最少的换热表面的最佳匹配准则和使流动传热过程火用损失率最小（即反映运行费用最省）的换热性能最佳配比准则，并利用两准则间的相关性对换热器进行综合性能优化，从而获得最佳的结构参数、性能参数和运行参数．为显示优化方法过程，以圆形肋片管换热器为例进行具体的性能优化，经数值迭代最终获得最佳参数     

Performance Analysis of an Irreversible Refrigerator with Finite Thermal Capacity Reservoirs

To explore the influence of heat reservoirs of total thermal capacity at high and low temperature side heat exchanger of an irreversible refrigeration cycle on the coefficient of performance,the cycle model is established. By using the irreversible thermodynamics,much progress had been made in the studies of thermal resistance,heat leak and irreversible factors on the cycle of the coefficient of performance. The analytical formula of coefficient of performance and the distribution ratio of total thermal capacity are derived when the total thermal capacity at high and low temperature side heat exchanger is a constant. The influences of cycle parameters and different kinds of irreversible factors on the coefficient of performance and the optimal distribution ratio are analyzed by numerical computation. The results indicate that the coefficient of performance increases with the increase of the total heat capacity,and decreases with heat leak and internal irreversible factors. Furthermore,the optimal distribution ratio of total thermal capacity,when coefficient of performance reaches the maximum value,only has a connection with the internal dissipation.     

用微元分析法进行换热器表面匹配的优化

以换热器传热量不变下投资费用最小为目标函数,对传热方程和投资费用方程中各变量进行微元分析,导出了换热器两侧换热表面的最佳匹配关系．     

管壳式换热器性能回归与优化设计

采有Ｂｅｌｌ法和回归技术，使复杂的换热器优化设计简化为仅具有三个独立结构变量的目标函数寻优问题，采用枚举法进行结构，性能同时优化。本方法能快速给出最佳换器的性能参数和结构参数，适合工程实际应用。     

混流系统及其换热器的选型计算

针对低温地板辐射采暖系统用换热器面积选择过大的问题,提出在换热器二次侧设混流管的方法,以提高单位面积换热器的供热量,并降低换热器二次侧的流动阻力。通过对两个厂家的换热器进行选型计算比较,得出在二次侧出水温度约等于75℃时,单位面积换热器供热能力最大,换热器面积最小,初投资额最小的结论。     

换热网络优化影响因素分析及局部最优解的跳出策略

在换热网络分级超结构的基础上提出了换热网络优化数学模型,对其用惩罚函数法去约束后通过算例分析其非线性,明确了优化起始点冷热流体的匹配方式以及换热器的面积是影响求解效果与效率的两个关键因素.同时提出了一种基于蒙特卡罗法结合多起点面积法的局部最优解跳出策略,并用算例验证表明,该策略能有效地跳出局部最优解,得到全局最优解.     

不可逆简单空气制冷循环制冷率密度优化

以制冷率密度为热力学优化目标，分析了不可逆简单空气制冷循环的性能，导出了制冷率密度性能系数解析关系式，并由数值计算分析了压比、热导率分配等参数对制冷率密度的影响特点。     

内嵌百叶板换热器的壳程流动与传热特性

针对普通弓形板换热器折流板后易出现流动死区的现象,对折流板进行优化设计,并提出一种内嵌百叶板换热器.应用计算流体力学软件Fluent得到内嵌百叶板换热器壳程流场分布,并与普通弓形板换热器进行对比,分析百叶角度与百叶数量对换热器性能的影响.结果表明:与普通弓形板换热器相比,百叶可引流部分流体通过折流板,使内嵌百叶板换热器内流动死区面积明显减小,流场分布更加均匀,具有明显的减小壳程流体压降及提高壳程传热系数的作用;在研究范围内,当百叶角度为60°,百叶数量为每组4片时,换热器的综合性能最佳,综合评价因子可达1.76~2.05.