PDF《热管废热溴化锂制冷机的优化设计》

金苏敏 (联系人) , 教授, 2KLM9: NKOMPQ O98P9MPR: S8K. 万方数据 图!" 热管溴化锂废热发生器 0*( 1()* %(2(.)*-. !―动力装置;

3―热管;

4―高压发生器;

5―低压发生器;

6―冷凝器;

7―节流装置;

8―蒸发器;

9―吸收器;

:―低温热交换器;

!;

―高温热交换器 图3" 烟气驱动的废热溴化锂制冷机系统图 #$%& 3" I 0;

;

F ;

7 >$(? $;

F ;

8 >;

!)$ [!)] . 其中: $, 为螺旋翅片高度;

!, 为螺旋翅片厚度;

(, 为 翅片螺距;

$( 为热侧管长;

&- 为光管外径;

!/ 为管壁 厚度, 以上各个参数取值范围按照空调及一般工业 翅片管常用参数选定 [6] .'J 为迎面风速, 一般设计 规定取值 3F ;

K 4F ;

>I 0;

(? 为等边三角形排列时的 边长;

!) 为压力降. 这是一个有约束的非线性规划问题, 求解采用 复合形法.因为复合形法是求解有约束、 非线性最 优化问题的一种很重要的直接方法.复合形法在迭 代过程中不必计算目标函数的导数, 也无需进行一 维最优化搜索, 因而对目标函数和约束条件的性质 无特殊要求, 程序较简单, 在优化变量个数 * L 3;

的 情况下是一种较为理想的优化算法 [7] . 3F 3" 溴化锂制冷机的优化模型 在溴化锂制冷机设计计算中一般通过查表确定 各换热器的传热系数 +.对除高压发生器之外的溴 化锂制冷机部分的优化设计就是通过合理选择有关 参数, 使各热交换器总的传热面积最小从而使机组 的造价最低, 而换热面积受多个选择参数的影响, 故 列出如下目标函数: ! H # (!,/ , !,- , !,M , !,) , !,* , !)) , !", #, #, ,!4 ) " 约束条件如下:

9 G$!,/ $: G;

3 G$!,- $5 G;

4 G$!,M $6 G;

4 G $!,) $6 G;

!;

G $!,* $3;

G;

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F ;

!4

44 MN)$!)) $;

F ;

37

77 MN);

7;

O $!"$ 75O ;

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F 5$#$;

F 7;

3;

$#$6;

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,8 L ,!4 L ,!3 ;

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$-. P -%3 $!;

O ・-%3 ;

[ (-- Q -%! )P (-) Q -M ) ] I (-) Q -M )L !O . 其中, !,/ 为冷却水总温差, 一般取

9 K : G[8] ;

!,- 为蒸发温度与冷媒水温差, 蒸发温度一般比冷媒水 出口温度低

3 K

5 G;

!,M 为冷凝温度与冷却水温 差, 冷凝温度一般比冷却水出口温度高

4 K

6 G;

!,) 为吸收器稀溶液与冷却水温差, 稀溶液一般比冷却 :

9 " 第5期杨振民等: 热管废热溴化锂制冷机的优化设计 万方数据 水出口温度高 ! " # $;

!!% 为冷端温差 (进出吸收 器溶液温差) , 冷端温差一般取 !") 为吸 收压力与蒸发压力压差, 一般取 !! 为放气范围, 一般取 -'0 " -10 ;

" + !2

3 !) !4

3 !) , "一般取 ',

1 " ', -, 其中 !) 为吸收器溶 液浓度, !2 为废热发生器出口溶液浓度, !4 为低压 发生器出口溶液浓度;

# 为吸收器稀溶液再循环倍 率, 一般取 (' " #';

!&! 为高温热交换器出口浓溶液温 度, !5 为低温溶液热交换器出口稀溶液温度, !&( 为废热 发生器出口中间溶液温度;

$4 为废热发生器冷剂蒸汽 潜热, $6(为低压发生器热负荷;

$

7、 $6&、 $) 、 $. 分别为 蒸发器、 废热发生器、 吸收器、 冷凝器的热负荷. 同热管废热发生器优化模型相似, 该模型仍为 有约束、 非线性优化约束问题, 也采用复合形法 求解. !8 编程计算及分析 设计条件见表 &.热管发生器的优化结果及比 较见表 (. 表&8 已知设计参数 9):;

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