PDF《直接接触式换热器传热性能优化》

第3 9卷第4期重庆大学学报Vol.

39N o .

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0 1 6年8月JournalofC h o n g q i n gU n i v e r s i t y A u g .

2 0

1 6 d o i :

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1 1

8 3

5 / j . i s s n .

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5 8

2 X.

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1 6.

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4 直接接触式换热器传热性能优化 杨波1,

2 a ,

3 ,黄峻伟1 ,王辉涛2 b ,王仕博2 c ,徐建新2 c ( 1. 云南农业大学 机电工程学院, 昆明

6 5

0 0

0 0;

2. 昆明理工大学 a . 质量发展研究院;

b . 冶金与能源 工程学院;

c . 省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室, 昆明

6 5

0 2

0 1;

3. 昆明云内动力股份有限公司, 昆明

6 5

0 0

0 0 ) 收稿日期:

2 0

1 5

1 0

1 2 基金项目: 国家自然科学青年基金资助项目(

5 1

4 0

6 0

7 1 ) ;

云南省自然科学基金资助项目(

2 0

1 3 F B

0 2

0 ) . S u p p o r t e db y t h eN a t i o n a lN a t u r a l S c i e n c eF o u n d a t i o no fC h i n a (

5 1

4 0

6 0

7 1 ) a n d t h eN a t u r a l S c i e n c eF o u n d a t i o n o fY u n n a nP r o v i n c e (

2 0

1 3 F B

0 2

0 ) . 作者简介: 杨波(

1 9

6 9 ) , 博士研究生, 主要从事冶金能源方向研究, ( E m a i l ) y a n g b o @y u n n e i d o n g l i . c o m. 黄峻伟( 联系人) , 男, 博士, ( E m a i l ) h j w y n a u @h o t m a i l . c o m. 摘要: 建立了以容积换热系数为目标函数, 工质流率

0、 喷头喷孔直径i、 导热油液位高度 为决策变量的直接接触式换热器性能优化模型, 同时进一步将液滴群行为与传热协同关系作为 约束条件引入优化模型中, 重点分析该约束条件对优化过程及结果的影响.运用遗传算法对原模 型和补充模型进行了优化分析, 结果表明: 原模型优化后的容积换热系数达到了初始值的6. 7倍;

而 补充模型最优值的迭代次数比原模型减小了约5 5%, 同时最优值比原模型提高了0. 3%.所以该约 束条件不仅提高了迭代速率, 还提高了寻求全局最优值的概率, 使得最优解更逼近全局最优值. 关键词: 直接接触换热器;

性能优化;

约束条件;

目标函数 中图分类号: TK

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2 文献标志码: A 文章编号:

1 0

0 0

5 8

2 X(

2 0

1 6 )

0 4

0 2

4

0 8 嶙 嶙 镒 舄镒 嶙蠖淋 1,

2 a ,

3 , 淋 踝1, 荦

2 b , 荦 抢

2 c , 嶙樽2c(1. F a c u l t yo fM e c h a n i c a l&

E l e c t r i c a lE n g i n e e r i n g , Y u n n a nA g r i c u l t u r a lU n i v e r s i t y , K u n m i n g6

5 0

0 0 0, P. R. C h i n a ;

2 a . Q u a l i t yD e v e l o p m e n t I n s t i t u t e ;

2 b. F a c u l t yo fM e t a l l u r g i c a l a n dE n e r g yE n g i n e e r i n g ;

2 c . S t a t eK e yL a b o r a t o r yo fC o m p l e xN o n f e r r o u sM e t a lR e s o u r c e sC l e a nU t i l i z a t i o n , K u n m i n g U n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y , K u n m i n g6

5 0

2 0 1, P. R. C h i n a ;

3. K u n m i n gY u n n e i P o w e rC o . , L t d . ,K u n m i n g6

5 0

0 0 0, P. R. C h i n a ) :Ap e r f o r m a n c eo p t i m i z a t i o n m o d e lo fd i r e c t c o n t a c th e a te x c h a n g e r sw a se s t a b l i s h e d , i nw h i c h t h ev o l u m e t r i ch e a t t r a n s f e rc o e f f i c i e n tw a su s e da so b j e c t i v e f u n c t i o n, t h er e f r i g e r a n t i n i t i a l f l o wr a t e0, t h en o z z l ed i a m e t e ri, a n dt h eh e a t t r a n s f e ro i l h e i g h twereu s e da sd e c i s i o nv a r i a b l e s . T h e l i n e a rm o d e l o fb u b b l es w a r ma n dh e a t t r a n s f e rp e r f o r m a n c ew a su s e da s c o n s t r a i n t c o n d i t i o n i n t h eo p t i m i z a t i o nm o d e l , a n dt h e i n f l u e n c eo f t h ec o n s t r a i n t c o n d i t i o no no p t i m i z a t i o np r o c e s sa n dr e s u l t sw e r em a i n l ya n a l y z e d . T h e g e n e t i ca l g o r i t h m w a su s e dt oa n a l y z et h eo r i g i n a lm o d e la n ds u p p l e m e n t a r ym o d e l . A n dt h er e s u l t ss h o w t h a t t h eo p t i m i z e dv o l u m e t r i ch e a tt r a n s f e rc o e f f i c i e n to ft h eo r i g i n a l m o d e li sp r o m o t e db y6. 7t i m e s c o m p a r e dw i t ht h a to f t h eo r i g i n a l d e s i g n. T h en u m b e ro f i t e r a t i o n so f t h eo p t i m a l v a l u e i nt h es u p p l e m e n t m o d e l i sr e d u c e db ya r o u n d5 5%, a n dt h eo p t i m a lv a l u ei n c r e a s e sb y0. 3% c o m p a r e dw i t ht h o s eo ft h e o r i g i n a lm o d e l . T h e r e f o r e , t h i sc o n s t r a i n tc o n d i t i o ni m p r o v e sn o to n l yt h ei t e r a t i o nr a t e ,b u ta l s ot h e p r o b a b i l i t yo fs e e k i n gt h eg l o b a lo p t i m u m,w h i c h m a k e st h eo p t i m a ls o l u t i o n m o r ea p p r o x i m a t et ot h e g l o b a l o p t i m a l v a l u e . :directcontactheatexchanger;