来流温度不均匀对叉流换热器性能的影响

对来流温度不均匀叉流换热器,本文进行了熵产生和(火用)效率的数值分析。结果表明:①在相同的传热单元数和热容量比值下,对应于换热效果最好的来流温度分布,其熵产生单元数最小,(火用)效率最高。②在给定的条件下,换热器的(火用)效率并不是随传热单元数的增加而单调增加,而是存在一个极大值,它所对应的传热单元数要小于有效度ε_(max)对应的传热单元数。③熵产生单元数也并不是随传热单元数的增加而单调减少,而是有时单调增加,有时有极大值。并对以上现象作了一些物理机理的分析和讨论。     

关于换热器热力学性能评价指标的分析与讨论

在分析和讨论常见的换热器热力学性能评价指标－－Ｙｏｎｇ效应η和无因次熵产数Ｎ。在实际应用时存在不足的基础上，引入了一个新的换热器热力学性能评价指标－－无因次熵产率（Ｙｏｎｇ损率）Ｎ，分析了讨论的结果表明，该指标不仅物理意义明确，而且适用范围更广，在换热器的热力学评价时优于Ｙｏｎｇ效率η和无因次熵产数Ｎ。     

管式间接蒸发冷却器中传递过程熵分析及优化

根据不可逆热力学理论,定义了管式间接蒸发冷却器的熵产单元数,并给出了管式间接蒸发冷却器的熵产单元数的解析表达式．分析了换热器结构参数与最小熵产单元数间的关系,指出了提高管式间接蒸发冷却器热力学完善度的基本方向．     

换热器传热过程的(火用)分析

本文以热力学第二定律为理论依据,对换热器的熵损失,熵效率进行了分析。导出了同时考虑热熵损失和流阻熵损失时的熵损失、熵效率的计算公式,结果表明,考虑了流阻熵损失后,换热器的熵损失、熵效率可能出现极值点。当热负荷一定时,换热器的管径,冷热流体的流速应合理匹配使换热器的熵尽可能地得到利用。     

换热器传热过程的熵产分析

本文从热力学第一及第二定律出发,分析换热器传热过程的熵产率,从而建立传热过程的熵产率关系式,并以此对换热器的传热及流动性能进行定量分析,进而寻找使熵产率为最小时的换热器的有关参数,为换热器的优化设计及校核提供最佳数据.     

自旋式换热器换热影响因素的模拟与优化

为提高自旋式换热器的换热效果,研究影响换热器换热效率的主要因素,提高其换热效率,基于有限元技术,采用CFD软件对影响自旋式换热器效率的因素:扭转角、自旋片组数、内径,基于温度场环境下分别进行模拟分析,结果表明:自旋式换热器在工作时,由中心区域的流体流动产生的带动作用和横向流层的湍流前进方式,以及合适的自旋片组数带来换热面积的增大等因素,使得自旋式换热器在扭转角为90°、自旋片组数为4组、内径为60mm时,自旋式换热器换热效果最佳。本文所做的这些工作,可以为同类换热器的换热效率优化研究提供一定的参考价值。通过对自旋式换热器换热效率影响因素的优化研究,有助于提高换热效率,对节能、降耗和环保具有重要意义。     

空调换热器的噪声特性评价

采用声学测量装置在半消声实验室风洞中评价了不同入口气流速度和角度条件下换热器的声学特性.结果表明,空调换热器产生的噪声是低流速状态下多腔体耦合共振的结果,而且具有宽频特性.换热器中气流速度的方向和大小对其噪声的影响很大:换热器的气动噪声随着气体流速增加而增大,而小于7m/s的气流不会产生噪声;过大或过小的入口气流角度都不会产生气动噪声.噪声频率随着气体流速增加而呈现出线性增长,给定的换热器存在一个恒定的斯特雷哈尔数.     

传热过程中体系熵污染的组成机理

经典热力学理论下很难对体系非平衡态下的熵产进行精确计算,需要重新建立非平衡态下的熵污染的概念.本文根据热力学第二定律关于非平衡态的研究成果,将其引入体系熵污染的研究中,从理论上揭示了任意开系的熵污染是由体系的熵产项和熵流项构成,熵流项是外部给予体系的熵变化,熵产项是体系熵变的内部效应,可以表征体系的熵污染强度,因此可以推导出具有普遍实用性的熵污染量计算模型ds=deS+diS.在此基础上,对列管换热器单根圆管换热过程的熵污染源强度组成及产生机理进行了分析,得出一般发展趋势.结果表明,此模型为优化体系设计,减少能源消耗,以资源化的观点评价体系的污染状况和综合性能打下础性.     

热管换热器的熵分析

热管是一种具有特别高的传热性能的传热元件，简述热管的工作原理，以回收余热的热管换热器为例，通过分析热管换热器在传热过程中的熵变量，提出一种评价换热器传热性能的方法。     

操作腔外原子比特控制腔内多光子过程中原子比特熵压缩性质

考虑初始处于Bell态的两原子比特,将其中一个注入真空态腔中发生多光子共振相互作用情况.运用量子信息熵理论,研究对腔外原子比特施逻辑门操作及基态测量前后,腔内原子比特的熵压缩性质.结果表明,操作腔外原子比特前,腔内原子比特不产生熵压缩现象;对腔外原子比特施Hadamard(H)门和H类门操作后,在k=3光子过程中,腔内原子比特产生周期为π/(3!)~1/2熵压缩现象,可制备最佳熵压缩态;在k3的多光子过程中,随着光子数增加,熵压缩因子E(Sx)产生高频振荡,一般熵压缩频繁出现,最佳熵压缩产生次数明显增加,有利于噪声环境下量子通信和量子计算的实验实现.     

考虑热进口段时管内对流换热的熵产分析

利用热力学原理,在考虑热进口段时,分别就壁面热流恒定和壁面温度恒定两种情况,对管内对流换热进行了熵产分析。引入了熵产强度的概念,给出了对热进口段和充分发展段都适用的熵产强度计算式,讨论了由流阻引起的熵产强度和由温差引起的熵产强度及有关参数对总熵产强度的影响,并为换热器的优化设计提供理论依据。     

螺旋隔板三维翅片管传热实验研究与数值模拟

文章对冷却水在换热器管程流动并与壳程的热油逆流换热条件下,对螺旋隔板三维翅片管换热器的传热与压降性能进行了实验研究,并与光滑管进行了对比.在相同壳程Reynolds数下,三维翅片管的壳程Nusselt数是光滑管的2.2-2.9倍,而压降是光滑管的2.3倍左右.采用计算流体力学软件Fluent 6.0对螺旋隔板三维翅片管和光滑管换热器进行了数值模拟.结果表明,螺旋流条件下光滑管表面速度矢量均匀、稳定,而三维翅片表面的速度矢量因翅片激发流体而产生湍动和不规则的二次流,从而强化了流体的对流传热.对于螺旋隔板三维翅片管换热器,壳程Nusselt数和压降的数值模拟结果与实验计算值吻合良好,最大偏差分别为6.3%和9.8%.     

耦合多孔介质层的内产热腔体双扩散自然对流

为提升太阳池的蓄热能力和运行稳定性,需要充分了解盐梯度太阳池的热盐对流特性。本文采用格子Boltzmann方法模拟研究具有多孔介质层内产热腔体内的双扩散自然对流与熵产。探讨内产热系数、达西数、Soret与Dufour效应等影响因素作用下,腔体内热质传递过程与熵产的变化规律。结果表明：低达西数的多孔介质层有助于抑制腔体底面的传热传质效率,且盲目减小达西数的影响并不大,而内产热的增加会抑制腔体底面的传热传质效率。Soret效应有助于促进腔体内部的传质过程,而Dufour效应对传热过程有积极影响。低达西数的多孔介质层有助于抑制熵产的产生,而内产热强度对熵产有促进作用,且在高内产热强度的工况下,热不可逆性处于主导地位。Soret效应对熵产的作用不明显,而Dufour效应对熵产有促进作用,且在高Dufour效应作用下,热不可逆性在总熵产中占主导地位。     

平板式内构件管式换热器传热性能研究

实验研究了安装有平板及45°平板扰流内构件的管式换热器传热与压降特性,结果表明：管内插入平板和45°平板扰流内构件时,换热器传热性能和压降特性随扰流内构件组数N和Re的增加而增大;当Re ≥ 2.6×10⁴时,换热器压降增加比较显著;当N>6时,平板内构件换热器传热性能强化稍优于45°平板内构件换热器,但是压降明显较大;两种内构件组数不宜超过9组。在实验研究范围内,平板和45°平板内构件换热器传热性能分别是空管换热器的1.66~3.47倍和1.67~3.38倍,压降分别是空管换热器的6.25~29.57倍和3.61~10.77倍。Re在1.9×10⁴左右时,平板和45°平板综合性能评价因子达到最大,分别约为1.24和1.57,说明45°平板内构件换热器综合性能优于平板内构件换热器。随后进一步采用数值模拟方法对换热器的传热和流动特性进行了模拟,结果表明：有角度平板可以使流场旋转产生二次流动,强化了传热,降低了换热器压降的增幅。因此,将有角度的内构件插入管式换热器中可有效增加换热器的综合传热性能。     

模拟分析壳程结构参数对缠绕管式换热器综合性能的影响

采用数值模拟的方法,建立合理简化的缠绕管式换热器的流体动力学模型,考察缠绕管式换热器的壳程结构参数对其流动和换热性能的影响.结果显示,换热器盘管层数的增加并未带来努赛尔数的明显变化,仅阻力系数的增大不足以引起换热器综合性能评价因子数值的波动.随着换热管轴向间距加大,努赛尔数、阻力系数和综合性能评价因子都呈现出先增大后减小的趋势.换热器垫条厚度的增加则会引起努赛尔数的增加,伴随阻力系数降低,综合性能评价因子的数值明显升高.对比后得知,垫条厚度对缠绕管式换热器的换热和流动性能的影响最为显著.研究结果可为缠绕管式换热器优化设计提供参考.     

冷中子源逆布雷顿循环氦制冷机性能分析和优化

运用能量守恒和(火用)分析方法,对冷中子源氦制冷逆布雷顿循环过程进行热力分析和(火用)分析.找出了系统(火用)效率和各部件(火用)损失随着压缩机压比、膨胀机等熵效率、跑冷量、换热器冷热流体平均温差变化的规律,并提出减小循环跑冷量、换热器内冷热流体温差,以及提高压缩机压比、膨胀机等熵效率、物料分配均匀度以提高循环性能和系统(火用)效率的措施.基于换热器内部冷热流体温差分布对循环性能影响的分析,设计了膨胀机预冷循环方案,该方案的(火用)效率相对于基本循环提高了24 %.     

基于[火积]耗散的换热器热阻分析

讨论了一维导热、典型对流换热过程和换热器中热阻的概念,提出了基于[火积]耗散的换热器热阻和换热器热阻因子的定义．建立了基于这一热阻的换热器分析方法,讨论了传热单元数和热容量流比对换热器热阻的影响．     

基于(火积)耗散的换热器热阻分析

讨论了一维导热、典型对流换热过程和换热器中热阻的概念,提出了基于煨耗散的换热器热阻和换热器热阻因子的定义.建立了基于这一热阻的换热器分析方法,讨论了传热单元数和热容量流比对换热器热阻的影响.     

关于ID3算法的最优性证明

研究了一个属性的某几个属性值并的权熵之和与该属性单个属性值的权熵之和的关系.通过构建模型,从理论上证明了以信息熵作为度量标准,ID3算法是最优的,生成的树是最小的,产生的规则数是最少的.     

支路数对热泵空调中冷凝和蒸发两用换热器性能的影响

在空气的进口状态和流量、换热器的几何结构尺寸、管路排布方式等相同时，研究了支路数对蒸发和冷凝两用换热器流动与传热性能的影响规律．结果表明：随支路数增多，空气与制冷剂间的传热温差会增大，但总传热系数却会变小；室内换热器作蒸发器时，换热量先升后降，最小值比最大值小23．2％，存在使换热量最大的最佳支路数，在支路数小于或大于最佳支路数时，换热量的主导因素分别为传热温差与总传热系数；室内换热器作冷凝器时，换热量随支路数增多单调递减，最小值比最大值小40．55％，总传热系数始终是制约换热量的主导因素．因此，为协调并同时提高制冷、制热循环的效率，需要优化热泵系统中换热器的支路数．