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函数，对传统热方程投资费用方程中各变量进行微元分析，导出了热换器两侧换热表面的最佳匹配关系。     

关于换热器两侧换热表面最佳匹配的讨论

在分析换热器的传热方程和投资费用方程特性的基础上推导出两侧换热表面的最佳配比关系式，即两侧换热表面之比与换热性能比和投资费用比乘积的平方根成反比，进而在投资费用给定的条件下对传热方程求极并导出该关系式，从而证实分析的正确性．算例表明，凡满足最佳配比关系的换热器表面，其单位传热量的投资费用最省．为换热器优化设计和检验提供了理论依据．     

换热器两侧性能的最佳匹配关系

基于换热器的传热方程和投资费用方程，在单位投资费用换热热流量最大的条件下导出换热器两侧的最佳性能匹配关系式，即最佳投资分配、最佳表面积分配及最佳热阻分配的平方根律．结果表明，由于投资费用的影响，换热器两侧的最佳换热性能匹配并不是等值匹配．因此，采用该规律能避免换热器设计过程中确定换热表面的盲目性     

换热器两侧性能的最佳匹配关系

基于换热器的传热方程和投资费用方程，在单位投资费用换热热流量最大的条件下导出换热器两侧的最佳性能匹配关系式，即最佳投资分配、最佳表面积分配及最佳热阻分配的平方根律。结果表明，由于投资费用的影响，换热器两侧的最佳换热性能匹配并不是等值匹配。因此，采用该规律能避免换热器设计过程中确定换热表面的盲目性。     

换热器两侧表面最佳匹配的一般化推导

从换热器的传热方程和投资费用方程出发,在各种不同给定条件下,采用函数求极导出换热器两侧换热表面的最佳匹配准则关系式.在考虑投资费用前提下两侧换热表面的选择应遵循的不等效匹配原则.此外,还针对两侧助化的情况推导出最佳匹配关系式     

基于壳程数最小年度化费用换热网络综合的研究

根据换热器对数平均传热温差校正因子与换热器进出口温度之间的关系,指出了单壳程偶数管程换热器在可操作条件下的最大温度交叉程度,在此基础上,根据换热器投资费用同壳程数的关系,提出了基于壳程数的换热网络综合的数学模型,并采用遗传模拟退火算法进行了求解,实例表明该模型对求解实际工程换热网络是有效的。     

关于换热器两侧换热表面最佳匹配的讨论

在分析换热器的传热方程的投资费用方程特性的基础上推导出两则换热表面的最佳配比关系式，即两侧换热表面之比与换热性能比和投资费用比乘积的平方根成反比，进而在投资费用给定的条件下对传热求极并导出该关系式，从而证实分析的正确性。     

群智优化算法同步综合换热网络

提出了一种同步综合换热网络的群智优化方法。采用超结构建立换热网络模型,以不同的换热网络结构为演化个体,个体的各维分别表示各换热器的换热量,以最小总费用为优化目标,同步考虑投资和运行费用,采用遗传算法优化网络结构、粒子群算法优化换热量。避免了传统方法的复杂计算,解决了各换热器的换热量受到换热条件约束并相互制约等设计的难题,提高了设计的速度和设计的智能性。仿真研究验证了方法的有效性。     

两种换热网络综合优化方法对比研究

换热网络的全新优化设计(grassroots design)和换热网络的改造优化设计(retrofit design)均可提高过程工业能量综合利用效率.为了对两种优化设计方法进行比较,分别在分级超结构的基础上,以费用函数为目标函数,建立了两种换热网络综合优化方法的数学模型.通过对混合遗传算法进行改进,实现了对数学模型的优化求解,并从节能水平、投资费用及投资回收期等方面对两种优化方法进行了对比.结果表明,通过对原有换热器单元的重新利用,使得换热网络的改造优化设计虽然在节能水平方面稍低于换热网络的全新优化设计,但在投资费用和投资回收期方面优势明显.     

套管式和双U型换热器换热性能对比

地埋管换热器广泛应用于各种建筑供暖系统中,提高地埋管换热器的传热效率一直是研究人员关注的热点问题。本文分别在第四系和基岩地层开展了套管式和双 U 型地埋管换热器岩土热响应对比试验。结果表明,套管式换热器增加了循环流体进口流量以及外管壁与岩土体之间的接触面积和热传导能力,换热性能要优于双U型换热器。第四系松散沉积物中,套管式换热器夏季延米换热量约是双Ｕ型的1.76倍。基岩地层条件下,套管式换热器夏季延米换热量约是双Ｕ型的1.37~1.41倍。基岩地层热导率高于第四系松散沉积物,套管式和双U型换热器的换热性能均比第四系地埋管换热器强。研究工作将为地埋管地源热泵系统中套管式换热器的设计及应用提供参考。     

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     

苯酚丙酮装置烃化单元能量系统优化

采用夹点技术对苯酚丙酮装置烃化单元进行了能量系统优化,计算确定现行换热网络有28.2%的节能潜力.通过对现行换热网络的夹点分析,找出了不合理的换热匹配.在现行换热网络已有结构特点和工艺要求的基础上,提出了换热网络优化改造方案.优化后烃化单元的换热网络可节省加热公用工程3 908.58 kW,投资回收期仅为3个月.     

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。     

双级耦合热泵供暖系统有限时间热力学性能优化

利用有限时间热力学分析理论，对新型双级耦合热泵供暖系统建立了存在热阻、热漏、内不可逆损失的恒温定常流热力学循环模型，得到系统供热性能最优结果下，最佳传热面积分配，最佳工质工作温度，最小总传热面积以及最小输入功率的解析式．结合实际算例的计算结果，详细分析了各不可逆因素对系统性能的影响．所得结论为新系统在实际推广过程中的设计、运行提供了一定理论依据．     

利用有机朗肯循环系统回收30t/h燃煤锅炉烟气余热的热经济性评估

设备选择和经济性评估对有机朗肯循环系统(ORC)热力性、经济性和环境影响至关重要。文中以R123为工质,以某厂30t/h蒸发量锅炉烟气余热回收利用作为案例,对ORC系统回收利用烟气余热进行了设备及热经济性计算分析,给出了具体设备热经济计算结果,锅炉烟道中换热管束的布置形式和尺寸。结果表明,系统单位装机容量成本为23 800元/kW,单位发电成本为0.285元/kW·h,投资回收年限为5.58年,净输出功为91.5kW,发电功率为88.5kW。考虑主要设备及运行维护费用,系统总投资约合人民币345万元。     

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.     

热管空气预热器改造设计,制造及使用分析

通过在含尘烟气流环境下工作特性的分析,指出发展锅炉热管空气预热器研究的意义。在热管研制中探索了解决工质－管材相容性问题的综合措施及动态蒸汽钝化方法;探讨了热管传热性能的分析计算。换热器的整体设计以传热负荷和允许阻力为目标函数进行各种方案的优化选择。     

一种换热器网络优化新方法

基于遗传算法和神经网络的多层感知器模型的有机结合,提出一种优化换热器网络的新算法和一种新的编码方法－基因矩阵,这种算法根据遗传适应度（目标函数）的大小,以随机搜索方式寻找在求解区域的最优解,采用神经网络多层感知器模型实现换热器网络的结构优化和参数变化。经过遗传－感知模型优化并与外逼近算法做了比较,表明采用此法优化多维、多峰、非凸的换热器网络也具有很好的适应性。