【摘要】：為了提高管殼式換熱器的性能,以達(dá)到提高能源使用率、促進(jìn)節(jié)能減排的目的。本文針對波浪片形管內(nèi)插入物,采取數(shù)值模擬的方法,考察雷諾數(shù)范圍在400到1200內(nèi)的工況中傳統(tǒng)波浪片內(nèi)插管的換熱和流動特性,研究綜合換熱性能的變化特點(diǎn)。研究發(fā)現(xiàn),內(nèi)插波浪片的換熱管綜合換熱性能會增強(qiáng),但隨著雷諾數(shù)的增加,其增速會減緩。此外,Nu/Nu_0和f/f_0也會隨著雷諾數(shù)的增加而增加,只是增幅隨雷諾數(shù)的變化情況有所不同。波浪片結(jié)構(gòu)誘發(fā)的縱向渦流的個數(shù)、位置、影響范圍,流線的曲率是影響波浪片內(nèi)插換熱管綜合換熱性能的關(guān)鍵因素。波浪片的帶寬以及對波浪片的形狀有重要影響的振幅是影響波浪片內(nèi)插換熱管綜合換熱性能的兩個關(guān)鍵因素。將多島遺傳算法和數(shù)值模擬方法結(jié)合,在不同雷諾數(shù)工況和不同帶寬條件下對傳統(tǒng)波浪片進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,結(jié)果表明,兩種雷諾數(shù)條件下,最佳結(jié)構(gòu)均為類正弦結(jié)構(gòu),但最高點(diǎn)高度和三個位置的優(yōu)化參數(shù)的平均高度均增加,這是因?yàn)椴ɡ似Y(jié)構(gòu)需要一定的高度保證擾流效果。相比于低雷諾數(shù)工況,高雷諾數(shù)工況下結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的PEC值增加幅度更大,最高值可達(dá)到3.43,相比于優(yōu)化前的結(jié)構(gòu)可提高30.27%,優(yōu)化結(jié)果更為明顯。兩種帶寬下得到的優(yōu)化結(jié)構(gòu)同樣是類似正弦結(jié)構(gòu),最高點(diǎn)高度和三個優(yōu)化參數(shù)的平均高度均增加。帶寬小的波浪片結(jié)構(gòu)綜合性能優(yōu)化效果更為明顯,PEC數(shù)最高可以提升20.61%。然而大帶寬的最優(yōu)代結(jié)構(gòu)的PEC數(shù)值更大,表現(xiàn)出的綜合換熱性能更好。帶寬增加會使最優(yōu)代的結(jié)構(gòu)PEC數(shù)增加,然而增幅隨著帶寬的增加而減小。
【圖文】：

量：在優(yōu)化流程里可以更改的參數(shù)；目標(biāo)函數(shù)：能往表征了設(shè)計者的優(yōu)化目的。島：多島遺傳算法和標(biāo)它把初始種群分為許多的小組，，類比自然界中的孤進(jìn)行；選擇：選擇是整個優(yōu)化過程中十分重要的一的解的特征的一些個體，向最優(yōu)解逼近，選擇的依是優(yōu)化流程中核心步驟，主要靠它來生成新的個體的個體，使種群的品質(zhì)得到提升；變異：變異是算雖然遠(yuǎn)小于交叉的概率，但是個體的多樣性需要變異規(guī)避提前收斂的情況，避免落入標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法經(jīng)常一個島中的個體轉(zhuǎn)移到剩余的某個島，繼續(xù)優(yōu)化進(jìn)的值最大的個體，不用經(jīng)受變異，交叉，選擇的步

圖 2-2 多島遺傳算法的示意圖法識，利用計算機(jī)對實(shí)際問題進(jìn)行仿真模擬，是處 UG 建立物理模型，使用 ICEM-CFD 進(jìn)行網(wǎng)格劃限體積法來進(jìn)行數(shù)值模擬程化實(shí)質(zhì)上是對決定波浪片形狀的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。傳算法（MIGA）對模型的優(yōu)化進(jìn)程。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TK172;TP18

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本文編號：2692342