基于火积耗散理论的间接空冷系统热力性能优化

发布时间：2017-12-11 22:31

  本文关键词：基于火积耗散理论的间接空冷系统热力性能优化

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【摘要】：随着电站空冷技术的大规模应用,针对间接空冷系统的研究工作也越来越深入和广泛。本文针对空冷散热器和间接空冷系统网络,应用基于火积耗散的换热器网络整体优化方法,研究在环境风作用下的单个空冷散热器和空冷塔散热器网络换热性能最优和流动性能最优的运行参数。本文所采用的基于火积耗散的换热器网络整体优化方法,首先分析空冷散热器和空冷塔内的循环水与冷空气的换热过程,得到两个不可逆的换热过程,即循环水与冷空气的换热过程和循环水的混合过程。通过分析这两个不可逆换热过程的火积耗散率,得到总火积耗散率的表达式,进而获得空冷散热器的几何参数与运行参数之间的数学关系,并将最优运行参数问题转化为条件极值问题。应用拉格朗日乘子法,将条件极值问题转化为非条件极值问题,并推导得到优化方程组。通过解优化方程组得到不同优化目标下的最优运行参数。对空冷散热器,分别应用基于火积耗散的换热器整体优化方法和火积耗散极值原理进行传热性能的优化,两种优化方法得到的结果与由传热方程得到的优化结果一致。对于冷却三角冷却空气分配不均问题,存在最优的循环水分配方案,使空冷散热器传热性能达到最优。应用基于火积耗散的换热器整体优化方法对典型的间接空冷系统进行循环水流量优化分配,可以使间接空冷系统得到更大的散热量,但是散热量的增加量随环境风速的增加而减少。通过比较发现,基于火积耗散的换热器整体优化方法得到的总换热率比传统的优化方法得到的散热量更大,证明基于火积耗散的换热器整体优化方法在复杂的换热器网络优化中更具有优越性。应用基于火积耗散的换热器整体优化方法对循环水流量不均匀的间接空冷系统进行各扇区换热面积的优化分配,可以使间接空冷系统沿程水头损失更小,并且环境风速越大,优化的效果越好。通过计算验证了最优换热面积分配方案的正确性,表明以不同条件为优化目标时,同样可以应用基于火积耗散的换热器整体优化方法来处理问题,并且依然能够取得良好的计算结果。
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM621

【参考文献】

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1 张春雨,严俊杰,林万超;海勒式间接空冷系统变工况特性理论研究[J];工程热物理学报;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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本文编号：1280189