基于综合性能评价的PTC加热器优化设计与实验研究

发布时间：2021-12-02 07:23

　　提高能源利用率,有效的利用现有可再生和不可再生能源,已经成为各国专家学者关注的热点问题。换热器是生活和生产中非常常见的一种设备。调查显示在机械、化工企业中,换热器的投资费可以达到总投资的30%-40%。在空调行业中,换热器的体积能占机器总体积的20%以上,质量占总质量的30%以上,热交换能耗约占总能耗的25%左右。PTC（Positive Temperature Coefficient）加热器是目前效率最高、最清洁、最安全可靠的电加热器。对于PTC加热器,目前只有以基于热学性能指标的优化设计,但是在实际生产生活中,其经济性也是极为关键的部分。因此同时找到考虑PTC加热器的热学性能和经济性的优化方法,有着重要的理论意义和工程应用价值。本文运用热传学原理和entransy理论对PTC加热器进行分析,得到PTC加热器的温度分布函数、entransy耗散数函数和传热效率函数;结合经济性指标温差有效度,提出PTC加热器的综合性能评价函数。分别以entransy耗散数最小和综合性能评价函数值最大为优化目标对PTC加热器进行结构优化,并对优化结果进行仿真验证、实验分析和热经济学分析,以验证其热学性能... 

【文章来源】：浙江工业大学浙江省

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

PTC材料温度电阻特性曲线

PTC发热片

居里温度 TC电阻(Rmin)二倍阻值时所对应的温度点(在一定条件下，提高 TC可以相应提高加热器的发热功率，但 TC过高的 PTC 片的电极易老化，缩短使用寿命)开关电阻 RCTC所对应的电阻值最小电阻 RminPTC 元件可以达到的最小电阻值最小阻值温度 TminPTC 元件呈现最小电阻时的温度(当温度达到 Tmin时，PTC 元件的正温度系数特性就开始表现出来)最大电阻 RmaxPTC 元件可达到的最高电阻值最大温度 TmaxPTC 元件达到最高电阻值时的温度最大工作温度 TpPTC 元件工作范围内的上限温度最大工作电阻 RpTp所对应的电阻值标准室温 T25标准室温 25 ℃常温电阻值 R25标准室温时 PTC 元件的电阻值

【参考文献】：
期刊论文
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[2]基于FLUENT的PTC加热器工艺参数优化及其数值模拟[J]. 夏萍,颜丽华,褚护生,相彬彬.  应用科技. 2017(03)
[3]相变换热系统的能量流模型及其应用[J]. 陈曦,齐腾云,蒋春涛,钟英彪,赵思玉,陈群.  工程热物理学报. 2017(03)
[4]基于(火积)耗散热阻的换热器网络优化[J]. 王怡飞,陈群.  化工学报. 2015(S1)
[5]3种平直翅片的散热能力分析与比较[J]. 曹震波,李仪龙,朱圆斌,钟毅.  化学工程. 2013(10)
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[10]换热器优化设计的最小(火积)耗散方法[J]. 李雪芳,郭江峰,许明田,程林.  科学通报. 2011(11)

硕士论文
[1]基于LabWindows的交直流PTC元件自动测试系统的开发与应用[D]. 崔杨.上海交通大学 2014
[2]板翅式换热器传热特性研究[D]. 董军启.大连海事大学 2004



本文编号：3527980