本文關鍵詞：基于火積耗散理論的間接空冷系統(tǒng)熱力性能優(yōu)化

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【摘要】：隨著電站空冷技術的大規(guī)模應用,針對間接空冷系統(tǒng)的研究工作也越來越深入和廣泛。本文針對空冷散熱器和間接空冷系統(tǒng)網絡,應用基于火積耗散的換熱器網絡整體優(yōu)化方法,研究在環(huán)境風作用下的單個空冷散熱器和空冷塔散熱器網絡換熱性能最優(yōu)和流動性能最優(yōu)的運行參數。本文所采用的基于火積耗散的換熱器網絡整體優(yōu)化方法,首先分析空冷散熱器和空冷塔內的循環(huán)水與冷空氣的換熱過程,得到兩個不可逆的換熱過程,即循環(huán)水與冷空氣的換熱過程和循環(huán)水的混合過程。通過分析這兩個不可逆換熱過程的火積耗散率,得到總火積耗散率的表達式,進而獲得空冷散熱器的幾何參數與運行參數之間的數學關系,并將最優(yōu)運行參數問題轉化為條件極值問題。應用拉格朗日乘子法,將條件極值問題轉化為非條件極值問題,并推導得到優(yōu)化方程組。通過解優(yōu)化方程組得到不同優(yōu)化目標下的最優(yōu)運行參數。對空冷散熱器,分別應用基于火積耗散的換熱器整體優(yōu)化方法和火積耗散極值原理進行傳熱性能的優(yōu)化,兩種優(yōu)化方法得到的結果與由傳熱方程得到的優(yōu)化結果一致。對于冷卻三角冷卻空氣分配不均問題,存在最優(yōu)的循環(huán)水分配方案,使空冷散熱器傳熱性能達到最優(yōu)。應用基于火積耗散的換熱器整體優(yōu)化方法對典型的間接空冷系統(tǒng)進行循環(huán)水流量優(yōu)化分配,可以使間接空冷系統(tǒng)得到更大的散熱量,但是散熱量的增加量隨環(huán)境風速的增加而減少。通過比較發(fā)現(xiàn),基于火積耗散的換熱器整體優(yōu)化方法得到的總換熱率比傳統(tǒng)的優(yōu)化方法得到的散熱量更大,證明基于火積耗散的換熱器整體優(yōu)化方法在復雜的換熱器網絡優(yōu)化中更具有優(yōu)越性。應用基于火積耗散的換熱器整體優(yōu)化方法對循環(huán)水流量不均勻的間接空冷系統(tǒng)進行各扇區(qū)換熱面積的優(yōu)化分配,可以使間接空冷系統(tǒng)沿程水頭損失更小,并且環(huán)境風速越大,優(yōu)化的效果越好。通過計算驗證了最優(yōu)換熱面積分配方案的正確性,表明以不同條件為優(yōu)化目標時,同樣可以應用基于火積耗散的換熱器整體優(yōu)化方法來處理問題,并且依然能夠取得良好的計算結果。
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM621

【參考文獻】

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1 張春雨,嚴俊杰,林萬超;海勒式間接空冷系統(tǒng)變工況特性理論研究[J];工程熱物理學報;2004年01期

2 ;Entropy generation extremum and entransy dissipation extremum for heat exchanger optimization[J];Chinese Science Bulletin;2009年06期

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本文編號：1280189