本文關(guān)鍵詞：基于最小熵產(chǎn)和最小熱阻原理的傳熱過(guò)程分析及優(yōu)化

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【摘要】：傳熱過(guò)程在自然界和工業(yè)生產(chǎn)中廣泛存在,在微電子設(shè)計(jì)及應(yīng)用領(lǐng)域,電子芯片需要高效的散熱方式,以保證元件處于安全的溫度內(nèi)；在航天器設(shè)計(jì)中,如何將航天器內(nèi)設(shè)備儀器產(chǎn)生的廢熱及時(shí)排掉,已成為當(dāng)前航天器熱控系統(tǒng)研究的一項(xiàng)重要課題。另外,我國(guó)能源與環(huán)境問(wèn)題不容樂(lè)觀,化石能源儲(chǔ)量豐富,但人均占有量遠(yuǎn)低于世界平均水平,且隨著化石燃料燃燒廢氣的排放,空氣中固體可吸入顆粒物、氮氧化物和硫氧化物含量居高不下,造成空氣質(zhì)量較差。將工業(yè)余熱進(jìn)行回收再利用,成為解決能源與環(huán)境問(wèn)題的途徑之一。本文利用最小熵產(chǎn)與最小火積耗散熱阻原理,對(duì)傳熱過(guò)程優(yōu)化,在體點(diǎn)散熱問(wèn)題中降低系統(tǒng)內(nèi)平均溫度,在工業(yè)余熱回收中,得到更高的回收效率,主要工作包括：1、對(duì)于體點(diǎn)散熱問(wèn)題,在高導(dǎo)熱材料填充中,創(chuàng)立了新型熱導(dǎo)率離散化算法。以矩形平板為模型,在定溫和輻射邊界條件下,首先迭代計(jì)算連續(xù)分布的熱導(dǎo)率,根據(jù)熱導(dǎo)率分布情況將區(qū)域劃分為一定數(shù)量的子區(qū)域,依次計(jì)算各子區(qū)域內(nèi)高導(dǎo)熱材料的填充數(shù)量和填充位置,最終完成整個(gè)區(qū)域內(nèi)的高導(dǎo)熱材料填充。將熱導(dǎo)率離散化算法與其他算法作對(duì)比,探究熱導(dǎo)率離散化算法的優(yōu)勢(shì)。2、在水泥廠回轉(zhuǎn)窯集熱器優(yōu)化中,利用經(jīng)驗(yàn)公式推導(dǎo)出其傳熱和流動(dòng)計(jì)算公式,進(jìn)而導(dǎo)出熵產(chǎn)和火積耗散的計(jì)算方法。由于最小熵產(chǎn)原理優(yōu)化存在不足,提出熵產(chǎn)和有效度多目標(biāo)優(yōu)化�；趦煞N優(yōu)化原理對(duì)水泥廠回轉(zhuǎn)窯集熱器進(jìn)行運(yùn)行工況優(yōu)化,根據(jù)優(yōu)化后的最佳工況,保持其中兩個(gè)工況參數(shù)不變,通過(guò)改變第三個(gè)工況,探究?jī)?yōu)化目標(biāo)隨工況參數(shù)的變化情況。3、以單個(gè)集熱器運(yùn)行工況優(yōu)化為基礎(chǔ),對(duì)集熱器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化。設(shè)定不同的管路聯(lián)接方案,分別對(duì)各管路聯(lián)接方案進(jìn)行優(yōu)化,得到最佳流量分配策略。將不同方案的優(yōu)化結(jié)果對(duì)比,得到最佳的管路聯(lián)接方案。4、對(duì)體點(diǎn)散熱問(wèn)題和集熱器余熱回收問(wèn)題,均利用最小熵產(chǎn)和最小火積耗散熱阻原理進(jìn)行優(yōu)化,將兩種優(yōu)化原理結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,研究?jī)煞N優(yōu)化原理的特點(diǎn)及適用條件。
【關(guān)鍵詞】：最小熵產(chǎn) 最小火積耗散熱阻 體點(diǎn)散熱 集熱器 傳熱優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TK124
【目錄】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 主要符號(hào)表11-13
• 第一章 緒論13-21
• 1.1 引言13-14
• 1.2 強(qiáng)化傳熱理論14-17
• 1.3 強(qiáng)化傳熱技術(shù)研究現(xiàn)狀17-19
• 1.4 本文所作工作19-21
• 第二章 體點(diǎn)散熱問(wèn)題優(yōu)化21-31
• 2.1 引言21-22
• 2.2 仿生進(jìn)退化算法22-23
• 2.3 物理模型及邊界條件23-24
• 2.4 火積耗散極值原理優(yōu)化24-25
• 2.5 最小熵產(chǎn)原理優(yōu)化25-27
• 2.6 優(yōu)化原理對(duì)比27-28
• 2.7 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證28-29
• 2.8 本章小結(jié)29-31
• 第三章 熱導(dǎo)率離散化算法31-47
• 3.1 引言31
• 3.2 優(yōu)化問(wèn)題描述31-33
• 3.3 連續(xù)熱導(dǎo)率計(jì)算33-35
• 3.4 連續(xù)熱導(dǎo)率離散化35-36
• 3.5 子區(qū)域數(shù)量影響36-41
• 3.6 算法對(duì)比研究41-45
• 3.7 本章小結(jié)45-47
• 第四章 回轉(zhuǎn)窯余熱回收用集熱器性能優(yōu)化47-69
• 4.1 水泥生產(chǎn)及余熱回收問(wèn)題47-50
• 4.2 回轉(zhuǎn)窯表面散熱特點(diǎn)50-51
• 4.3 新型集熱器簡(jiǎn)介51-53
• 4.4 集熱器傳熱計(jì)算53-57
• 4.5 集熱器壓降計(jì)算57-58
• 4.6 集熱器熵產(chǎn)計(jì)算58-59
• 4.7 基于最小熵產(chǎn)和有效度的多目標(biāo)傳熱性能優(yōu)化59-62
• 4.8 集熱器火積耗散計(jì)算62-63
• 4.9 基于火積耗散原理的傳熱優(yōu)化63-65
• 4.10 兩種優(yōu)化原理對(duì)比65-67
• 4.11 本章小結(jié)67-69
• 第五章 集熱器系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化69-77
• 5.1 引言69-70
• 5.2 優(yōu)化問(wèn)題描述70
• 5.3 集熱器全并聯(lián)優(yōu)化分析70-71
• 5.4 集熱器全串聯(lián)優(yōu)化分析71-73
• 5.5 串并聯(lián)組合優(yōu)化分析73-74
• 5.6 不同管路方案對(duì)比分析74-75
• 5.7 本章小結(jié)75-77
• 第六章 結(jié)論和展望77-79
• 6.1 主要研究成果77-78
• 6.2 展望78-79
• 參考文獻(xiàn)79-83
• 致謝83-85
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文85-87
• 附錄：相關(guān)算法源碼及理論計(jì)算結(jié)果87-99
• 附錄1 熱導(dǎo)率離散化算法主程序87-92
• 附錄2 區(qū)域描述函數(shù)92-94
• 附錄3 邊界描述函數(shù)94-95
• 附錄4 集熱器傳熱和流動(dòng)特性理論計(jì)算結(jié)果95-99
• 附件99

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 過(guò)增元,李志信,周森泉,熊大曦;Principle of uniformity of temperature difference field in heat exchanger[J];Science in China(Series E:Technological Sciences);1996年01期

2 程雪濤;徐向華;梁新剛;;(火積)在航天器熱控系統(tǒng)并聯(lián)熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的應(yīng)用[J];中國(guó)科學(xué):技術(shù)科學(xué);2011年04期

3 ;Entransy dissipation number and its application to heat exchanger performance evaluation[J];Chinese Science Bulletin;2009年15期

4 ;Optimization for entransy dissipation minimization in heat exchanger[J];Chinese Science Bulletin;2009年19期

5 胡幗杰;曹炳陽(yáng);過(guò)增元;;系統(tǒng)的(火積)與可用(火積)[J];科學(xué)通報(bào);2011年19期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 柳雄斌;換熱器及散熱通道網(wǎng)絡(luò)熱性能的火積分析[D];清華大學(xué);2009年

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本文編號(hào)：879761