一、管壳式换热器的经济性分析（论文文献综述）
孙鹏飞[1]（2020）在《葛泉矿空压机余热回收系统的研究与应用》文中进行了进一步梳理近年来,中国在经济政策上大力推广清洁能源的利用。目前,我国煤矿企业在余热回收利用上有着巨大的潜力,如何在煤矿行业中促进节能减排是我国经济发展的重点。而煤矿上主要可以回收利用的能源有:矿井回风余热、矿井排水余热、空压机余热。这些热源生产过程中被大量的浪费,没有得到充分使用。总的来说,空压机余热回收利用系统的性价比最高,同时也是最简易可行的。本文从葛泉矿洗浴用热需求入手,通过理论与实践相结合,设计了葛泉矿整套空压机余热回收系统,系统的组成包括一级水-水串联管壳换热器,二级油-水管壳换热器,热力管网循环系统,保温水箱,水泵输送系统及控制装备。重点研发了油-水管壳换热器和水-水串联管壳式换热器,并通过实验比较了管壳式换热器与内置螺旋扭带的管壳式换热器的传热性能。在项目实施过程中,采用BIM技术对空压机余热回收系统进行管线碰撞检测,利用Lumion软件渲染漫游图,采用BIM5D技术进行项目管理等,提高了施工的效率,缩短了施工的进度。项目完成后,对空压机余热回收系统进行测试,每小时可回收余热369k W,空压机余热回收系统的热回收效率为66%,每天可制取250吨45℃洗浴热水,能够分担原有系统近39%的负担。项目投资费用为47万元,年运行费用3.88万元,较原系统节约运行费用50.82万元。项目投资静态回收期为0.92年。最后对本文进行总结分析,并提出构想,对系统的不足部分进行优化。
吴学谦[2]（2020）在《LNG轻烃回收工艺研究及过程模拟》文中进行了进一步梳理随着经济的高速发展,人们对清洁能源的需求的与日俱增,2019年可再生能源使用占比同比增长达到29%,能源消费增速提高了 4.3%。2019年消耗了约9656.2万吨的天然气,买入了约6025吨的液化天然气,同比上涨12.2%。进口 LNG的增加使得其相关研究更加紧迫。进口 LNG常含有较多的重烃组分（C2+组分）,而直接将富含重烃组分得LNG汽化使用,会产生管道烃液聚集、火雨等安全隐患,高热值组分直接燃烧降低了运营方利润、直接汽化造成LNG冷能浪费的不良后果。因此,本文从回收C2+组分出发,结合LNG特性和LNG接收站的状况,对LNG轻烃回收工艺进行研究。首先,本文调研了国内外LNG轻烃回收工艺的发展、当前的新技术,发现国外主流研究方向是提高LNG的冷能利用率,国内研究的核心是高效节能。其次,本文介绍了 LNG轻烃回收的原理和方法、一些基本概念、计算模拟软件,比选了 LNG物性计算方程、冷能利用方式,并对主要工艺设备进行了模拟研究,探究了不同因素对冷（火用）的影响。然后本文通过模拟国内外五种典型流程,记录各流程的能耗、产出情况,详细分析了这五种典型流程的优缺点;最后,根据这五种典型流程的优缺点设计了新型LNG轻烃回收流程,并通过参数优化确定了最优的物料温度、压力、精馏塔塔板数,并和五种典型流程比较了能耗、乙烷回收率、冷能利用率、经济性,发现创新工艺流程的能耗水平最低,为1975kW,乙烷回收率中等,为90.8%,冷能利用率最高,为84.29%,经济效益最好,比五种典型流程平均高了约20.18%。
李姚旺[3]（2020）在《先进绝热压缩空气储能系统动态建模、经济性评估及协同调度方法研究》文中研究指明储能技术被认为是解决可再生能源大规模消纳、提高电网运行经济性与安全性的最有效手段之一,被称为能源革命的支撑技术。在诸多储能技术中,先进绝热压缩空气储能（Advanced Adiabatic Compressed Air Energy Storage,AA-CAES）因具有容量大、寿命长、成本低、清洁环保、可多能联储/联供等优点而备受瞩目,被认为是极具发展潜力的大规模储能技术之一。近年来,世界上诸多国家已相继开展了AA-CAES技术的研发工作,并已建成了多座AA-CAES示范电站,这些示范电站的成功运行极大地推动了AACAES技术在电力系统和综合能源系统中的应用。但是,AA-CAES技术目前尚处于工程示范阶段,AA-CAES系统建模与运行理论尚不成熟,亟待进一步研究与完善。鉴于此,本文从AA-CAES系统动态建模技术、经济性评估方法和协同调度策略三个重要方面开展研究,为AA-CAES技术在电力系统和综合能源系统中的应用与推广奠定理论基础。本文的主要工作包括:（1）针对AA-CAES系统动态建模问题,提出了AA-CAES全系统动态仿真建模方法,该方法为研究AA-CAES系统的动态运行特性奠定了基础。首先,基于我国兆瓦级AA-CAES示范系统的实际机型配置情况,构建了AA-CAES系统各关键部件的动态数学模型,进而搭建了各关键部件的动态仿真模型,形成AA-CAES全系统动态仿真元件库。之后,基于实验数据验证了各关键部件仿真模型的准确性和有效性。最后,基于所构建的动态仿真元件库,搭建了兆瓦级AA-CAES全系统仿真模型,并开展了系统全过程动态仿真分析;此外,面向微电网应用场景,详细分析了兆瓦级AA-CAES系统发电过程的动态特性,并基于动态特性分析结果,进一步分析了AA-CAES系统在微电网中用作事故备用电源的技术可行性。（2）针对AA-CAES系统经济效益评估问题,提出了同时考虑AA-CAES系统能量管理功能和事故备用功能的AA-CAES系统经济效益评估方法,并将其应用于面向海岛微电网的兆瓦级AA-CAES系统经济性评估中,该方法对进一步拓展兆瓦级AA-CAES技术的应用场景具有指导意义。首先,构建了面向典型日优化运行的AA-CAES电站运行约束集合。之后,以系统年化全寿命周期成本为评估指标,提出了AA-CAES电站的经济效益评估方法,基于某海岛微电网中的调度资源配置情况和负荷情况,开展了详细的经济性分析。仿真分析结果表明:风光资源丰富、燃料价格高、供电可靠性低、故障恢复时间长的海岛微电网系统能够成为AA-CAES技术的优势应用场景。（3）针对含AA-CAES电站的电力系统日前调度的问题,提出考虑AA-CAES电站备用特性的电力系统日前优化调度策略,该策略充分考虑了AA-CAES电站的备用性能,能够同时优化系统各调度资源的出力计划和备用计划。首先,综合考虑AA-CAES电站运行工况、动态特性、运行状态、气压约束和储热量约束对其备用容量调节范围的影响,建立了AA-CAES电站的备用约束模型。在此基础上,考虑AA-CAES电站、常规机组和风电的协调互动,构建了含AA-CAES电站的电力系统电能与备用日前联合调度模型,模型中针对AA-CAES电站备用容量调节范围不连续的特点,引入了常规机组备用容量购买下限约束,以实现系统备用容量连续可调。仿真结果表明:提供备用能够成为AACAES电站的重要收益来源,且AA-CAES电站的宽工况运行性能对其备用能力影响较大。（4）针对含AA-CAES电站的电力系统实时调度问题,提出了考虑AA-CAES电站变工况特性的电力系统实时调度策略,该策略能够准确反映AA-CAES电站的运行状态,并能够同时优化系统各调度资源在实时调度阶段的出力计划和自动发电控制（Automation Generation Control,AGC）阶段的参与因子。首先,详细分析了AA-CAES电站关键部件在变工况条件下的运行特性,建立了能够反映AA-CAES电站变工况特性的储能电站运行约束模型。然后,考虑AA-CAES电站在AGC阶段的功率调节行为对实时调度的影响,建立了AA-CAES电站AGC容量约束模型。在此基础上,提出了含AACAES电站的电力系统实时调度模型,该模型中考虑了系统AGC容量需求约束、AGC调节速率需求约束和AGC调节任务量需求约束。最后,通过仿真结果验证了调度模型的有效性;同时,仿真结果也表明了在实时调度阶段考虑AA-CAES电站变工况特性的必要性。（5）针对含AA-CAES电站的综合能源系统优化调度问题,提出了考虑AA-CAES电站冷热电联供特性的综合能源系统优化调度策略,该策略能够准确量化AA-CAES电站在各时段的储热状态、供热能力和供冷能力,实现冷、热、电协同优化。首先,详细分析了冷热电联供场景下AA-CAES系统中储热装置的运行特性。然后,计及载热介质的温度动态变化过程,建立了AA-CAES电站的冷热电联合调度约束集合。之后,通过分段线性近似法和二进制离散法,将储热器中载热介质温度和质量的求解过程解耦,从而将调度约束集合中的复杂非线性约束转为其近似线性表达形式。在此基础上,构建了含AA-CAES电站的微型综合能源系统优化调度模型。最后,通过仿真结果验证了调度模型的有效性和准确性。
秦健[4]（2020）在《基于数值模拟的过热度优化控制研究》文中进行了进一步梳理制冷系统保障了人类生活以及工作空间的舒适性,是一种必不可少的工业及生活系统。在整个系统中,担任着主要流量控制元器件的电子膨胀阀（Electronic Expansion Valv e）以及与外界换热的管壳式换热器对系统的运行影响巨大。在目前所应用的制冷系统中,电子膨胀阀的控制一般来自于PID控制器。由PID控制的电子膨胀阀作为整个系统的流量控制器,影响着空调舒适性以及整个系统工作的经济性,如何在不降低整个系统舒适性的前提下,通过获取最优控制参数以获得最优流量最终达到提高整个系统经济性显得尤为重要;另一方面常规管壳式换热器的弓形折流板设计使得换热性能差且壳程压损较大,换热性能难以充分发挥,这些缺点对整个系统的节能性造成了很大的影响。本文基于空调系统的经济性以及舒适性开展了以下几项工作:首先,针对电子膨胀阀开度与流体流量之间的特性关系、控制特性进行了仿真实验,通过仿真实验的方式得到电子膨胀阀开度与流体流量之间的特性关系曲线、控制特性响应曲线,得到了电子膨胀阀的控制的线性关系。其次,提出采用模糊推理实现PID参数的自整理修订以及利用粒子群算法对控制器PI D参数进行整定,并与常规PID算法控制器的控制性能两者进行比较,通过Simulink编写控制图进行阶跃响应模拟,可以得出经过模糊自整定的PID控制器具有更快的响应速度、良好的动态性能以及能够较好地抵抗外部干扰,具有较强的自动调整的能力,一定程度上改善了常用PID控制器的控制性能,使在系统正常工作中获取最优的控制参数,进而获得实际工况下的最优流量,而粒子群算法优化后的PID控制器相较于模糊PID的控制性能又有了很大的提高;再次,针对电子膨胀阀控制的单一优化存在和实际情况差别较大的地方,采用电子膨胀控制优化与恒温空调房间优化串级控制的方法,利用仿真程序,进一步对系统的工作状态、工作参数进行优化。利用算法优化后的PID控制参数,确定最优开度下的制冷剂流量。最后,针对常规内置弓装扰流板的管壳式换热器的缺点,提出在折流板上开孔以达到增强换热能力以及降低流动阻力。并采用CFD软件Fluent对四块上下布置的弓形开孔折流板管壳式换热器进行数值模拟。针对模拟结果的对比分析,我们发现,开孔折流板温度场以及压力场分布较为均匀,利于增强换热;借助上述获得的最优制冷剂流量,分别在最优流量下和常规流量下进行数值模拟。利用CFD软件Fluent在不同流量下进行弓形开孔折流板管壳式换热器进行数值模拟,进一步验证优化流量下的能提高换热性能
王通通[5]（2020）在《基于正交型折流板的新型双扭转流换热器开发与优化》文中提出随着我国经济和社会发展水平不断提高,能源高效利用和环境保护越来越受到重视,作为工业领域重要的用能设备,管壳式换热器强化换热技术一直以来都受到国内外广泛关注。扭转流换热器是一种新型高效管壳式换热器,折流板的正交结构促使壳程流体产生周期性扭转流动形态,与传统弓形折流板换热器相比壳程压降有效降低,而与螺旋流换热器相比换热系数也更高,但这种新结构仍然存在优化改良空间。本文在对扭转流和螺旋流换热器壳程流动形态、换热性能的研究基础之上,提出了三种新型壳程管束支撑结构,对它们的性能进行了模拟优化研究。主要研究内容和结论如下:1、对螺旋流和扭转流换热器进行数值研究,分别研究了两种换热器壳程速度场、温度场的分布状况,对比分析折流板结构对壳程物理场的影响规律,以及物理场分布与换热器性能之间的关系。结果表明,同等Re下,扭转流换热器的换热系数、阻力因子和综合性能较螺旋流换热器分别提高了49～78%、88～94%和22～44%,扭转流换热器整体换热性能优于螺旋流换热器。2、搭建了扭转流换热器冷态实验平台,利用LDV测量换热器壳程流体两个方向上的速度分量,并提取对应的数值模拟数据,以实验对比的方法对数值模拟结果的准确性进行了验证。实验数据与模拟数据对比结果表明,实验最大误差为21%,其余数据误差均控制在16%以内,模拟结果与实验数据吻合良好,鉴于实验与数值模拟之间存在不可避免的尺度差异和边界条件差异,模拟结果的准确度在可接受的范围之内。3、根据扭转流与螺旋流换热器壳程结构与性能之间的关系,结合两者的高换热性能区域的几何结构特征,设计开发出双扭转流换热器结构,对比分析了双扭转结构的壳程物理场分布状况、换热性能以及场协同特性。对比结果表明,双扭转流换热器壳程流体较原结构具有更长的流线,流场分布较为均匀。4、利用响应面优化的方法对新型双扭转流换热器的折流板参数进行优化设计。优化结果显示,换热器整体优化结果向着折流板倾角减小、板宽增大、折流板间距减小的方向发展。对响应面优化结果进行预测精度验证,换热系数、压降和综合性能评价指标预测值与数值计算结果的误差较小,证明了利用响应面进行换热器结构优化的准确性。
敖宁[6]（2019）在《增加换热装置对改善转炉汽化冷却装置经济性的研究》文中研究表明转炉汽化冷却技术的发展和应用,使冷却件的寿命大大提高,它不但能够保证一次能源的充分开发,同时对二次能源也能得到有效的回收和利用,降低了钢的成本,增加了钢的产量。由于汽化冷却的冷却方式可靠且冷却质量高,从技术发展上看,它能满足各种除尘净化方法,从而可以最大限度的减少排放。在一般的工厂设计当中,往往将烟道出口热量利用烟罩收集后,通过管道直接喷水减温后送至除尘器。除尘器经过湿法除尘、电除尘、布袋除尘等措施降低烟气温度以及净化烟气中的有害物质,达到符合国家标准的排烟要求。通过设计、计算、模拟以及与甲方实地考察,在连接汽化冷却烟道及除尘器间的管道内增设气水换热装置,不但可以达到上述要求,而且可以大大提高烟气利用整体的经济性,同时也能减少除尘设备投资。经过计算,与设备厂家沟通后,通过增加气—水换热装置,不但能快速、高效的将烟气温度由汽化冷却余热锅炉排出的900℃降为180℃,还可制备出大量的蒸汽,将这部分蒸汽加以二次开发利用或并网至厂区低压蒸汽管网当中,可取得较为客观的经济效益。当然,由于饱和蒸汽在输送过程中产生了大量的水,带水后的蒸汽管道在运行当中水击现象极为严重,因此,在转炉车间厂房临近位置建立换热站不但能使二次蒸汽再一次得到充分利用,产生间接经济效益,还能缓解蒸汽管道的水击现象,降低饱和水的产生,通过对换热器、换热机组的工艺及公辅设备选型计算得出了所需的设备参数,得出的设备参数对设备的价格有着直接影响,通过对余热锅炉产生的蒸汽进行二次利用,采用不同形式的换热器或换热机组从而考虑不同工厂设计的不同形式,从而从工艺设备投资、辅助设备投资、公辅设施建设等方面分析出不同的汽-水换热器的经济效益,最后进行经济比较分析,最终得出采用最经济（换热机组形式）的能源二次利用方式将此部分能源充分回收利用。
李晓雅[7]（2019）在《重载卡车内燃机余热回收系统设计与运行研究》文中指出内燃机作为主要动力装备,其节能减排对缓解能源和环境问题有重大意义。基于朗肯循环的内燃机余热回收技术被认为是提升内燃机总能效率的关键缸外技术手段之一,它通过回收内燃机余热并将其转化为有用功。当应用于重载卡车领域时,如何匹配重载卡车有限空间集成特性和复杂多变工况特性,是该技术应用所面临的两大挑战。本文以重载卡车内燃机为研究对象,开展了内燃机余热回收系统的设计与运行方面的研究。面对重载卡车集成特性,余热回收系统部件尺寸受限,由此造成的换热器压降影响系统性能、换热器设计和工质选择。本文提出有限空间换热器压降改进的热经济性分析方法,即在热经济性分析时充分考虑换热器压降与系统性能的相互影响,实现换热器设计和运行参数优化的耦合。该方法有效避免了热经济性被高估、换热器设计和工质选择非最优的问题。此外,基于该方法对比了CO2跨临界动力循环系统（CO2 Transcritical Power Cycle,简称CTPC）和有机朗肯循环系统,发现CTPC系统对重载卡车集成特性的敏感程度要低于有机朗肯循环系统。针对重载卡车工况特性,本文提出在设计阶段考虑复杂多变余热特性的内燃机余热回收系统全局设计方法,构建了从部件到系统、耦合设计工况和全工况运行性能、以生命周期内发电成本最小为设计目标的全历程优化设计模型。通过对典型内燃机的案例实施表明,考虑工况特性后,系统的最优经济性设计点由额定点工况变为部分负荷点工况。该设计点下余热回收系统不仅因部件更紧凑而具备更好的经济性,而且对热源波动具有较强鲁棒性。针对所设计的CTPC系统,研究了其全工况运行性能,即其在内燃机面工况下的运行性能和在内燃机变工况时的运行性能。首先,构建了系统动态仿真模型,预测了系统在内燃机面工况下的最优净输出功。结果表明以部分负荷点工况设计的CTPC系统对内燃机的工况适应性高达78.28%。在内燃机面工况下,系统的最优净输出功存在一个饱和区和一个失效区,最优净输出功可通过调节工质流量和实际参与换热的排气流量来实现。其次,通过开展动态响应试验研究了系统的变工况运行性能,并以动态特性来表征。不同循环结构系统的对比结果表明预回热循环CTPC系统具备最快的动态响应速度。不同运行参数的分析结果表明CTPC系统对内燃机工况波动的鲁棒性较强,在内燃机工况变化时仍然具备维持现有温度和压力、持续做功的能力,而当CTPC系统需要根据热源波动而对工质泵或膨胀阀作出相应调整时,CTPC系统又具备快速响应性。最后,搭建了耦合内燃机余热回收系统的整车性能仿真平台,提出了面向瞬变余热特征的分模式运行策略,构建了顶层模式识别、底层PID控制的分层次-模块化控制结构。基于此,预测了整车联合系统道路工况下的运行性能,分析了整车联合系统性能改善方案。结果表明,预回热循环CTPC系统对整车节油潜力贡献最大,在排气利用率48.9%、缸套水利用率72.8%、工质泵和膨胀机等熵效率约50%的条件下,在重载卡车HHDDT道路工况下可使内燃机有效热效率相对提升2.3%。如提升工质泵和膨胀机等熵效率至70%,预回热循环CTPC系统的节油潜力将提升至4.2%。
吴思彦[8]（2019）在《采用水合物法提纯低浓度煤层气的流程模拟及(火用)经济性评价》文中进行了进一步梳理煤层气是一种清洁的非常规天然气资源,主要成分是CH4。我国是世界上第三大煤层气储量国,每年开采的煤层气中约65%为低浓度煤层气。高效利用低浓度煤层气可以节约能源、保障煤矿安全、减少环境污染,具有重要现实意义。气体水合物法提纯低浓度煤层气具有原料简单、储气密度大、储运安全、能耗低等特点,是一种有良好应用前景的新方法。目前关于该方法提纯煤层气的研究以实验为主,但是实验周期长,此外受实验装置限制无法实现连续多级提纯,而且对提纯过程的能耗情况缺乏深入认识。针对以上问题,本文根据自主研发的煤层气提纯实验系统,采用某软件对气体水合物法提纯低浓度煤层气进行单级提纯、二级串联提纯、二级并联提纯的流程模拟,研究不同提纯流程的设备?损失,通过改变操作条件分析系统?效率的变化规律,并采用?分析法对能源装置进行综合评价,得出以下几点结论:（1）当CH4回收率为46.1%,操作条件为:T=283.4K、P=2.6MPa时,低浓度煤层气（30.0%CH4+70.0%N2,1.00 mol/s）经过单级提纯后产品气的CH4浓度提高至47.2%,经过二级串联和二级并联提纯后产品气的CH4浓度均为72.0%。（2）通过计算三种提纯流程的?损和局部分析操作单元中的物流?值,发现水合物法提纯低浓度煤层气工艺流程的?损主要集中在水合物生成单元,气体水合物生成过程中的不可逆?损失是造成反应器?损的关键因素。在水合物分解单元中,气体水合物受热分解出CH4浓度较高的产品气,分解单元内的物理?和化学?均增加。（3）经过二级提纯后产品气的单位?高于单级提纯的产品气单位?,达到了585.62 kJ/mol,与原料气相比提高了140.0%。单级、二级串联和二级并联提纯流程的产品?效率分别为39.67%、17.50%、26.56%,其中二级并联提纯流程的?损最低。因此,如果产品气要满足天然气的使用要求,二级并联提纯流程的性能最优。（4）在单级、二级串联和二级并联三种提纯流程中,产品?效率和系统?损率随着CH4回收率的升高而增加。当CH4回收率相同时,单级提纯流程的产品?效率最大。产品?效率随着原料气流量的升高而减小,当原料气入口流量相同时,三种提纯流程的产品?效率的大小关系为:单级提纯流程>二级并联提纯流程>二级串联提纯流程。此外,预冷单元中换热器出口热流温度的升高对系统的产品?效率和?损影响不大。（5）通过?经济分析发现低浓度煤层气经二级并联提纯后具有天然气品质,可直接出售,其产品气的利润单价约为成本单价的3倍,具有很好的经济效益,提高CH4回收率有利于降低产品气的成本单价。
郝泽[9]（2019）在《换热器可靠性模型及换热网络双目标优化》文中提出换热网络作为工业生产中不可或缺的系统,是节能降耗的重要突破口。换热网络的研究经过近60年的发展,从最初只优化换热器个数,传热面积和额外的公用工程用量来考虑经济性,逐渐地开始考虑其他方面的指标。例如,系统可靠性、柔性、可操作性和环境影响度等。但是同时优化三个及三个以上的目标约束条件多,求解模型复杂,计算非常困难。因此目前应用最多的是双目标优化模型。前人做了大量的关于换热网络经济性和柔性,或者经济性和环境影响双目标优化的研究工作,但是对换热网络的系统经济性和可靠性进行系统研究的比较少。而且前人在研究系统可靠性时往往把换热器单元可靠性视作常数,这和实际的工业生产情况严重不符。因此,本文先提出了考虑污垢生长的换热器可靠性模型,然后又建立了换热网络经济性和可靠性双目标优化的超结构模型,并将前者嵌入到后者中,取消了换热器在整个使用过程中可靠性为常数的不合理假设。具体的研究内容分为以下几个方面:（1）建立了换热器单元的事故树可靠性分析模型,考虑了换热器失效的各种固有因素,包括换热器的材质、耐腐蚀性和介质冲蚀等;同时为了考察物流的物性对换热器可靠性的影响,将污垢生长作为基本事件加入到事故树可靠性分析模型中。并将污垢生长周期进行阶段划分,分段求解换热器单元的可靠性,并对引起换热器失效的基本事件进行重要度排序,从而更有针对性的做好预防和改进措施。换热器单元可靠性的计算,是换热网络系统可靠性的计算基础。（2）构建了换热网络经济性和系统可靠性的可分级分流的超结构模型,并且修正了换热器单元可靠性为常数的不合理假设。以及建立了考虑网络经济性和系统可靠性的换热网络综合混合整数非线性规划（MINLP）数学模型。经济性目标函数包括固定投资费用和操作费用。系统可靠性不仅和换热器的单元可靠性有关,还与换热网络结构中换热器的连接方式有关。本文用结构矩阵的方式搜寻换热网络中的最大不相关子系统,通过其中的换热器的个数和换热器的单元可靠性来计算系统的可靠性。（3）应用算法优良的NSGA-Ⅱ算法对构建的换热网络双目标优化综合MINLP问题进行求解。提出了初始可行解的产生机制,以及如何修复在迭代运算过程中出现的不可行解的策略。运用NSGA-Ⅱ算法的快速非支配排序、拥挤度比较以及精英保留策略的优化原则,编制了相应的多目标优化程序。（4）将构建的换热器单元可靠性模型和换热网络双目标优化模型相结合,对两个换热网络系统进行优化计算。分别得出系统可靠性随着时间的变化趋势以及每个阶段系统经济性和可靠性之间的关系。两个案例都表明系统可靠性随着换热器运行时间的增长越来越小,并且后期减小的速率越来越低,这和污垢生长后期变缓有关。通过和文献比较得出,案例1的经济性降低了2.47%,系统可靠性提高了127%;案例2的经济性虽然增加了2.71%,但系统可靠性也提高了127%。在小幅度牺牲经济性的情况下,可以大大提高系统可靠性,由此可以说明该换热网络双目标优化超结构模型的有效性。
朱志阳[10]（2019）在《污水源热泵污水换热器强化传热理论与实验研究》文中研究说明城市污水可作为热泵的低位热源在污水源热泵领域中发挥重要作用,以缓解我国水资源短缺现状,城市污水具有稳定性、可靠性、蓄热性、经济性、环保性等优点。污水源热泵相对于其他热泵而言有着众多可取之处,不但对能源的消耗有所节约,而且还回收了城市污水热能,有利于我国资源可持续发展。污水在被长期利用的情况下,污垢的产生在所难免,所以在选取污水换热器的同时主要考虑以下几个方面:换热器的换热能力、后期维护清洗是否便捷、防腐能力、除垢抑垢能力等。换热器的换热能力作为研究根本,节能环保必须以提升换热效率为前提;后期清洗的便捷则可节约大量人力物力等;为了防止污水换热器管材腐蚀造成系统异常,必须使用防腐管材;污水换热器的自动除垢能力以及抑垢能力也在考虑之内。本课题设计了具有内插螺旋物的管壳式换热器并对其进行了强化传热性能的研究。为了在提高换热效率的前提下,解决除垢抑垢等问题,本课题提出了换热管内插可旋转螺旋物强化传热的方案,其中螺旋物有螺旋线与螺旋片两种。换热管内插可旋转螺旋物可增强管内流体扰动、提高流体紊流程度以增强换热,管内螺旋物旋转的同时还会对管壁的污垢产生刮擦作用,可在一定程度上防止或减少污垢的产生。为了符合实际工况进行研究,本文搭建了水平单管内插可旋转螺旋物实验台,得出两种内插螺旋物水平管在不同螺距或转速状况下的传热系数,与得出的传统管传热系数进行对比,再利用Fluent软件进行数值模拟并进行理论分析,采用理论与实际结合的方式验证实验结果的准确性。实验结果分析如下:（1）当转速不变,仅考虑螺距的影响时,内插螺旋线与螺旋片换热管的传热效果均随着螺距的减小而增强。相对于传统管进行对比,在转速为10 rad/s的条件下,螺距为10 mm的螺旋线的强化传热性能最佳,其传热系数的最高提升率达到38.72%;螺距为10 mm的螺旋片的强化传热性能最佳,其传热系数的最高提升率达到104.22%,最终选择螺距为10 mm的内插螺旋片换热管为宜;（2）当螺距不变,仅考虑转速的影响时,内插螺旋线与螺旋片换热管的传热效果均随着转速的增加而增强。相对于传统管进行对比,在螺距为10mm的条件下,转速为40 rad/s的螺旋线的强化传热性能最佳,其传热系数的最高提升率达到54.07%;转速为40 rad/s的螺旋线的强化传热性能最佳,其传热系数的最高提升率达到135.96%;虽然在转速为40 rad/s的条件下,螺旋线与螺旋片的传热系数提升率达到最佳,但是综合运行成本、传热系数增长幅度、能否达到预期强化传热效果等多方面考虑,最终选择转速为10 rad/s的内插螺旋片换热管为宜。本文通过对换热管进行优化,不但强化了传热,还有效的抑制污垢的生成,在资源的有效利用方面更是有着很大的促进作用,并且还对环境有着保护的作用。
二、管壳式换热器的经济性分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、管壳式换热器的经济性分析（论文提纲范文）
（1）葛泉矿空压机余热回收系统的研究与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 空压机余热回收系统介绍 |
| 1.2.1 煤矿行业余热回收系统分类 |
| 1.2.2 空压机工作原理 |
| 1.2.3 螺杆式空压机常见的冷却方式 |
| 1.2.4 螺杆式空压机余热回收原理 |
| 1.2.5 螺杆式空压机余热回收工作模式 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 国内研究现状 |
| 1.3.2 国外研究现状 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.5 主要技术路线 |
| 第2章 葛泉矿空压机余热回收系统的方案设计 |
| 2.1 工程概况 |
| 2.1.1 自然条件 |
| 2.1.2 地理参数 |
| 2.1.3 设计依据 |
| 2.1.4 葛泉矿现有洗浴系统概况 |
| 2.2 空压机余热回收系统 |
| 2.2.1 葛泉矿空压机应用情况 |
| 2.2.2 葛泉矿空压机余热回收系统流程 |
| 2.3 管壳式换热器 |
| 2.3.1 串联管壳式换热器(一级换热) |
| 2.3.2 油-水换热器(二级换热) |
| 2.3.3 管壳式换热器的特点 |
| 2.4 其他主要设备及装置 |
| 2.4.1 保温水箱 |
| 2.4.2 内循环水泵 |
| 2.4.3 热水供水水泵 |
| 2.4.4 系统管路 |
| 2.5 控制系统 |
| 2.5.1 控制系统图 |
| 2.5.2 余热回收系统整体控制方案 |
| 2.5.3 油-水管壳换热器自控系统 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 葛泉矿空压机余热回收系统关键设备研发 |
| 3.1 管壳式换热器设计 |
| 3.1.1 管壳式换热器设计计算 |
| 3.1.2 管壳式换热器的具体设计流程 |
| 3.2 设计油-水换热器 |
| 3.3 设计串联管壳式换热器 |
| 3.4 螺旋扭带对管壳式换热器换热性能的影响 |
| 3.4.1 强化管壳式换热器换热效果 |
| 3.4.2 螺旋扭带强化管壳式换热器传热性能 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 BIM技术在葛泉矿项目施工中的应用 |
| 4.1 BIM技术的概念 |
| 4.2 BIM技术在项目中的应用 |
| 4.3 BIM技术制作机房的布置图 |
| 4.4 机电管线碰撞检查可视化 |
| 4.5 Lumion渲染漫游图 |
| 4.6 BIM技术在施工中的优势 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 葛泉矿空压机余热回收系统运行分析 |
| 5.1 葛泉矿空压机余热回收系统运行数据采集 |
| 5.2 分析油-水换热器运行情况 |
| 5.2.1 油-水换热器测量数据 |
| 5.2.2 分析油-水换热器温度变化 |
| 5.3 分析串联管壳式换热器的运行情况 |
| 5.3.1 串联管壳式换热器测量数据 |
| 5.3.2 分析串联管壳式换热器内温度变化 |
| 5.3.3 螺旋扭带传热效果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 葛泉矿空压机余热回收系统效益分析 |
| 6.1 运行费用分析 |
| 6.1.1 原系统运行费用 |
| 6.1.2 空压机余热回收系统运行费用 |
| 6.2 经济节能性分析 |
| 6.2.1 经济性分析方案评价结果 |
| 6.2.2 节能性分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 论文创新点 |
| 7.3 问题与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 发表论文及参加科研情况说明 |
（2）LNG轻烃回收工艺研究及过程模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目的和意义 |
| 1.3 LNG轻烃回收工艺研究现状 |
| 1.3.1 国外LNG轻烃回收工艺研究现状 |
| 1.3.2 国内LNG轻烃分离工艺研究现状 |
| 1.4 研究内容 |
| 第二章 LNG轻烃回收原理及方法 |
| 2.1 LNG分离技术原理 |
| 2.2 轻烃回收工艺调研 |
| 2.2.1 传统轻烃回收方法 |
| 2.2.2 新型烃回收工艺 |
| 2.3 LNG物性计算状态方程 |
| 2.4 主要工艺设备研究 |
| 2.4.1 分离装置 |
| 2.4.2 压力设备 |
| 2.4.3 传热设备 |
| 2.4.4 精馏塔 |
| 2.5 计算模拟软件介绍 |
| 2.6 小结 |
| 第三章 LNG(火用)分析及冷能利用方式 |
| 3.1 (火用)的基本概念 |
| 3.1.1 (火用)的分析指标 |
| 3.1.2 常用(火用)分析模型 |
| 3.2 LNG的冷(火用)性质 |
| 3.2.1 环境温度影响研究 |
| 3.2.2 系统压力影响研究 |
| 3.2.3 甲烷含量影响研究 |
| 3.3 LNG冷能利用方式介绍 |
| 3.3.1 LNG冷能发电 |
| 3.3.2 海水淡化 |
| 3.3.3 空气分离 |
| 3.3.4 低温冷库 |
| 3.3.5 液态二氧化碳和干冰制取 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 国内外LNG轻烃回收模型分析 |
| 4.1 国外典型流程分析 |
| 4.1.1 美国专利US6604380B1 |
| 4.1.2 欧洲专利EP1734027A1 |
| 4.2 国内典型流程分析 |
| 4.2.1 中国专利CN200510035124.4 |
| 4.2.2 国内华贲等的优化流程 |
| 4.2.3 中国专利CN201410338554 |
| 4.3 小结 |
| 第五章 创新LNG轻烃回收流程设计 |
| 5.1 LNG轻烃回收流程改进 |
| 5.1.1 新型LNG轻烃回收工艺流程点 |
| 5.1.2 新型LNG轻烃回收工艺流程描述 |
| 5.2 参数比选 |
| 5.2.1 比较参数选取 |
| 5.2.2 参数对比 |
| 5.2.3 塔板数比选 |
| 5.3 与国内外典型流程对比分析 |
| 5.3.1 能耗对比 |
| 5.3.2 资源回收情况 |
| 5.3.3 经济性对比 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 结论与建议 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果 |
（3）先进绝热压缩空气储能系统动态建模、经济性评估及协同调度方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 AA-CAES技术的发展与工程示范现状 |
| 1.3 AA-CAES系统建模、经济性评估及调度方法研究现状 |
| 1.4 本文研究内容及论文结构 |
| 2 AA-CAES全系统动态仿真建模方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 AA-CAES系统关键部件动态建模 |
| 2.3 关键部件仿真模型的有效性验证 |
| 2.4 AA-CAES系统全过程动态仿真 |
| 2.5 模型应用算例分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 AA-CAES系统经济性评估方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 面向典型日调度运行的AA-CAES电站运行约束集合建模 |
| 3.3 AA-CAES系统经济性评估模型 |
| 3.4 算例分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 考虑AA-CAES电站备用特性的电力系统日前优化调度策略 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 AA-CAES电站的备用能力分析 |
| 4.3 计及AA-CAES电站备用特性的电力系统日前调度模型 |
| 4.4 算例分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 含AA-CAES电站的电力系统实时优化调度策略 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 面向电力系统实时调度的AA-CAES电站运行约束集合建模 |
| 5.3 含AA-CAES电站的电力系统实时调度模型 |
| 5.4 算例仿真 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 考虑AA-CAES电站冷热电联供特性的综合能源系统优化调度策略 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 面向冷热电联合调度的AA-CAES电站运行约束集合建模 |
| 6.3 计及AA-CAES电站冷热电联供特性的微型综合能源系统优化调度模型 |
| 6.4 算例分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 A 攻读博士学位期间所取得的学术成果 |
| 附录 B 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
（4）基于数值模拟的过热度优化控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题开展的前景和价值 |
| 1.2 国内外研究成果现状 |
| 1.2.1 电子膨胀阀的研究现状 |
| 1.2.2 PID控制器的研究现状 |
| 1.2.3 管壳式换热器的研究现状 |
| 1.3 本文的主要工作 |
| 2 电子膨胀阀流量及控制特性仿真分析 |
| 2.1 电子膨胀阀组成及原理 |
| 2.1.1 电子膨胀阀的结构 |
| 2.1.2 电子膨胀阀的工作原理 |
| 2.2 电子膨胀阀仿真系统 |
| 2.2.1 数学模型的建立 |
| 2.2.2 电子膨胀阀控制特性分析 |
| 2.3 计算机仿真实验 |
| 2.3.1 传递函数的确定 |
| 2.3.2 电子膨胀阀流量特性分析 |
| 2.3.3 计算机仿真结果及分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 制冷系统过热度模糊PID控制器的设计与仿真 |
| 3.1 电子膨胀阀控制系统 |
| 3.1.1 电子膨胀阀控制系统工作原理 |
| 3.1.2 PID控制算法 |
| 3.2 模糊自整定控制器的设计 |
| 3.2.1 模糊自整定控制系统结构 |
| 3.2.2 模糊控制器输入与输出变量的设计 |
| 3.3 模糊控制表的建立 |
| 3.4 模糊自整定控制系统的仿真 |
| 3.4.1 模糊自整定控制器的搭建 |
| 3.4.2 仿真结果及分析 |
| 3.5 模糊控制PID控制器对过热度的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 基于粒子群算法的PID控制器参数整定 |
| 4.1 标准PSO算法的简介 |
| 4.1.1 最初PSO算法的来源 |
| 4.1.2 标准PSO算法的求解原理 |
| 4.1.3 PSO算法寻优流程及参数选取 |
| 4.2 基于PSO算法的PID参数整定 |
| 4.2.1 PID参数初值的确定、适应度函数的选择及算法实现 |
| 4.3 优化结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 系统在串级控制下的过热度 |
| 5.1 最优控制 |
| 5.2 房间温度数学模型的构建 |
| 5.3 电子膨胀阀与蒸发器整体化数学模型的建立 |
| 5.4 基于PID控制恒温房仿真控制系统 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 管壳式换热器的优化及最佳COP下的数值模拟 |
| 6.1 模型的建立 |
| 6.1.1 数学模型 |
| 6.1.2 几何模型 |
| 6.2 计算方法与边界条件 |
| 6.2.1 计算模型的选择 |
| 6.2.2 边界条件 |
| 6.2.3 网格无关性验证 |
| 6.3 计算结果与分析 |
| 6.3.1 压力场分析 |
| 6.3.2 温度场分析 |
| 6.3.3 速度场分析 |
| 6.4 最佳COP下制冷剂流量 |
| 6.5 不同制冷剂流速下的管壳式换热器数值模拟 |
| 6.5.1 两种入口流速下的速度场分析 |
| 6.5.2 两种入口流速下的压力场分析 |
| 6.5.3 两种入口流速下的温度场分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 本文主要工作总结 |
| 7.2 对未来工作的展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表论文 |
| 致谢 |
（5）基于正交型折流板的新型双扭转流换热器开发与优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 管壳式换热器研究现状及强化技术 |
| 1.3 管壳式换热器无源强化传热方法 |
| 1.3.1 管程强化传热方法 |
| 1.3.2 壳程强化传热方法 |
| 1.4 管壳式换热器性能评价指标 |
| 1.4.1 热力学评价指标 |
| 1.4.2 热经济性能评价指标 |
| 1.4.3 火积耗散评价指标 |
| 1.4.4 场协同性能评价指标 |
| 1.5 本文研究内容及章节安排 |
| 1.5.1 课题来源 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 2 换热器数值模拟理论与性能分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 物理模型 |
| 2.3 数学模型 |
| 2.3.1 基本控制方程 |
| 2.3.2 湍流模型 |
| 2.3.3 流场基本参数 |
| 2.3.4 边界条件 |
| 2.3.5 网格独立性验证 |
| 2.4 壳程数值模拟结果 |
| 2.4.1 物理场分布状况 |
| 2.4.2 换热系数和压降 |
| 2.4.3 努塞尔数、阻力因子及综合性能 |
| 2.4.4 多物理场协同程度 |
| 2.4.5 速度分量及流向无量纲因子 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 扭转流换热器壳程流体流动实验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验平台的设计与搭建 |
| 3.2.1 LDV测量原理 |
| 3.2.2 实验模型 |
| 3.2.3 实验仪器和材料 |
| 3.3 实验测量与数据处理 |
| 3.3.1 实验流程 |
| 3.3.2 坐标架位移修正 |
| 3.3.3 实验验证线位置确定 |
| 3.4 实验结果 |
| 3.4.1 速度分量对比 |
| 3.4.2 合速度对比 |
| 3.5 实验误差分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 新型双扭转流换热器正交支撑结构开发及性能分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 正交支撑结构的提出 |
| 4.3 物理模型 |
| 4.4 网格划分和边界条件 |
| 4.5 换热器性能分析 |
| 4.5.1 多物理场分布状况 |
| 4.5.2 传热性能和流阻性能 |
| 4.5.3 多物理场协同程度 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 双扭转流换热器管束支撑结构多目标优化 |
| 5.1 多目标优化方法简介 |
| 5.2 多目标优化设置 |
| 5.2.1 优化步骤 |
| 5.2.2 决策变量和目标函数 |
| 5.2.3 边界条件和迭代设置 |
| 5.3 多目标优化结果 |
| 5.3.1 响应面分析 |
| 5.3.2 灵敏度分析 |
| 5.3.3 最佳设计点 |
| 5.3.4 设计点模拟验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历、硕士学位在研期间主要成果 |
| 致谢 |
（6）增加换热装置对改善转炉汽化冷却装置经济性的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 文献综述 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 转炉汽化冷却技术的发展现状分析 |
| 1.3 转炉汽化冷却技术的发展方向 |
| 1.4 现阶段汽化冷却系统的主要设备配置简介 |
| 1.4.1 除氧给水系统 |
| 1.4.2 汽包 |
| 1.4.3 循环水泵 |
| 1.4.4 蓄热器 |
| 1.4.5 汽化冷却余热锅炉系统 |
| 2 选题的意义与目的 |
| 2.1 选题的意义 |
| 2.2 选题的目的 |
| 3 提高50t氧气转炉汽化冷却余热锅炉余热利用效率的研究 |
| 3.1 转炉原始数据 |
| 3.2 转炉汽化冷却余热锅炉系统现状概述 |
| 3.3 提高转炉汽化冷却余热锅炉系统经济性的方法 |
| 3.4 提高转炉汽化冷却余热锅炉系统经济性的热力计算 |
| 3.5 效益分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 增加不同形式换热器的热力、选型计算对比 |
| 4.1 增加换热机组的热力、选型计算 |
| 4.1.1 换热机组简介 |
| 4.1.2 增加换热机组工艺设备选型计算 |
| 4.2 增加换热器热力、选型计算 |
| 4.2.1 管壳式换热站简介 |
| 4.2.2 增加管壳式换热站工艺、公辅设备选型计算 |
| 4.2.3 其它换热器参数的计算: |
| 4.2.4 不同换热系数对换热面积及经济效益的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 增加不同换热装置对提高转炉汽化冷却余热锅炉系统经济效益的对比研究 |
| 5.1 增加换热机组对提高转炉汽化冷却余热锅炉系统经济效益计算 |
| 5.1.1 换热机组的整体报价 |
| 5.1.2 辅助设备的报价 |
| 5.1.3 公辅专业的经济计算 |
| 5.2 增加换热器对提高转炉汽化冷却余热锅炉系统经济效益计算 |
| 5.2.1 换热站内主要设备报价 |
| 5.2.2 公辅专业的经济计算 |
| 5.3 效益分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
| 附图 |
（7）重载卡车内燃机余热回收系统设计与运行研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 字母注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 重载卡车内燃机余热回收的意义 |
| 1.1.2 重载卡车内燃机余热回收的要求 |
| 1.2 重载卡车内燃机余热回收系统设计研究现状 |
| 1.2.1 面向集成特性的余热回收系统设计 |
| 1.2.2 面向工况特性的余热回收系统设计 |
| 1.3 重载卡车内燃机余热回收系统运行研究现状 |
| 1.3.1 余热回收系统的全工况运行研究 |
| 1.3.2 耦合余热回收系统的整车联合系统运行研究 |
| 1.4 目前研究中存在的问题 |
| 1.5 本文研究的主要内容 |
| 第二章 面向集成特性的内燃机余热回收系统设计 |
| 2.1 面向集成特性的系统设计方法介绍 |
| 2.1.1 方法介绍 |
| 2.1.2 模型构建 |
| 2.1.3 模型验证 |
| 2.2 集成特性对余热回收系统热经济性的影响 |
| 2.2.1 对有机朗肯循环系统的影响 |
| 2.2.2 对CO_2动力循环系统的影响 |
| 2.3 集成特性对余热回收系统换热器设计的影响 |
| 2.3.1 工质侧性能分析 |
| 2.3.2 排气侧压降分析 |
| 2.4 集成特性对余热回收系统工质选择的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 面向工况特性的内燃机余热回收系统设计 |
| 3.1 全局设计方法介绍 |
| 3.1.1 输入层介绍 |
| 3.1.2 设计层介绍 |
| 3.1.3 输出层介绍 |
| 3.2 设计工况优化模型构建 |
| 3.2.1 换热器设计模型 |
| 3.2.2 膨胀机设计模型 |
| 3.2.3 工质泵设计模型 |
| 3.3 非设计工况性能评估模型构建 |
| 3.3.1 换热器非设计工况模型 |
| 3.3.2 膨胀机非设计工况模型 |
| 3.3.3 工质泵非设计工况模型 |
| 3.4 全局设计方法的案例实施 |
| 3.4.1 典型气体机余热回收 |
| 3.4.2 典型柴油机余热回收 |
| 3.4.3 典型汽油机余热回收 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 内燃机余热回收系统面工况运行性能评估 |
| 4.1 余热回收系统动态仿真模型构建 |
| 4.1.1 余热回收系统参数 |
| 4.1.2 动态仿真模型构建 |
| 4.1.3 动态仿真模型验证 |
| 4.2 余热回收系统面工况运行性能分析 |
| 4.2.1 净输出功预测 |
| 4.2.2 运行参数分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 内燃机余热回收系统变工况运行性能研究 |
| 5.1 变工况性能分析试验方法 |
| 5.1.1 试验操作流程 |
| 5.1.2 稳态判定准则 |
| 5.1.3 动态特性表征 |
| 5.1.4 试验可靠性检验 |
| 5.1.5 不确定度分析 |
| 5.2 不同循环结构系统变工况运行性能对比 |
| 5.2.1 动态响应过程分析 |
| 5.2.2 动态响应特性提取 |
| 5.3 不同参数对系统变工况运行性能的影响 |
| 5.3.1 工质泵转速变化 |
| 5.3.2 膨胀阀开度变化 |
| 5.3.3 内燃机转速变化 |
| 5.3.4 内燃机扭矩变化 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 耦合余热回收系统的整车运行性能研究 |
| 6.1 耦合余热回收系统的整车模型构建 |
| 6.1.1 内燃机仿真模型 |
| 6.1.2 余热回收系统仿真模型 |
| 6.1.3 内燃机冷却系统模型 |
| 6.1.4 其它子系统模型 |
| 6.1.5 整车仿真模型的集成 |
| 6.2 整车联合系统分模式运行策略制定 |
| 6.2.1 运行模式的定义 |
| 6.2.2 控制结构的提出 |
| 6.2.3 控制器参数设定 |
| 6.3 整车联合系统道路工况运行性能预测 |
| 6.3.1 典型道路工况模拟 |
| 6.3.2 联合系统性能预测 |
| 6.4 整车联合系统性能改善方案分析 |
| 6.4.1 部件性能优化潜力分析 |
| 6.4.2 冷凝能力强化潜力分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 本文主要结论 |
| 7.2 本文创新点 |
| 7.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（8）采用水合物法提纯低浓度煤层气的流程模拟及(火用)经济性评价（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 概述 |
| 1.1.2 煤层气的开发利用现状 |
| 1.2 煤层气的分离与提纯 |
| 1.2.1 变压吸附法 |
| 1.2.2 低温精馏法 |
| 1.2.3 膜分离法 |
| 1.2.4 气体水合物法 |
| 1.3 水合物法分离煤层气的研究进展 |
| 1.3.1 热力学研究进展 |
| 1.3.2 动力学研究进展 |
| 1.3.3 工艺流程研究进展 |
| 1.3.4 经济性评价研究进展 |
| 1.4 本文的主要工作 |
| 1.5 本文的创新点 |
| 2 流程模拟的单元模型与物性模型 |
| 2.1 单元操作模型 |
| 2.2 物性模型 |
| 2.3 物性计算 |
| 2.4 小结 |
| 3 水合物法提纯低浓度煤层气的流程设计 |
| 3.1 模拟提纯系统及参数 |
| 3.2 水合物法提纯低浓度煤层气的流程设计 |
| 3.2.1 单级提纯流程设计 |
| 3.2.2 二级串联提纯流程设计 |
| 3.2.3 二级并联提纯流程设计 |
| 3.3 设备选型 |
| 3.3.1 压缩机结构及参数设计 |
| 3.3.2 换热器结构及参数设计 |
| 3.3.3 冷却器结构及参数设计 |
| 3.4 小结 |
| 4 单级提纯流程操作单元的（火用）损计算 |
| 4.1 水合物法提纯低浓度煤层气的（火用）分析方法研究 |
| 4.1.1 系统（火用）能描述与简化 |
| 4.1.2 （火用）值的计算 |
| 4.1.3 （火用）经济学分析 |
| 4.2 压缩单元的（火用）损计算 |
| 4.2.1 压缩机1的（火用）损计算 |
| 4.2.2 压缩机2的（火用）损计算 |
| 4.2.3 涡轮的（火用）损计算 |
| 4.3 冷却单元的（火用）损计算 |
| 4.3.1 换热器1的（火用）损计算 |
| 4.3.2 冷却器1的（火用）损计算 |
| 4.4 水合物生成单元的（火用）损计算 |
| 4.4.1 反应器1的（火用）损计算 |
| 4.5 水合物分解单元的（火用）损计算 |
| 4.5.1 分解器1的（火用）损计算 |
| 4.6 小结 |
| 5 三种提纯流程的（火用）分析结果与讨论 |
| 5.1 三种流程CH_4提浓效果对比 |
| 5.2 三种流程系统（火用）分析 |
| 5.2.1 单级提纯流程（火用）损 |
| 5.2.2 二级串联提纯流程（火用）损 |
| 5.2.3 二级并联提纯流程（火用）损 |
| 5.2.4 三种流程（火用）计算对比 |
| 5.3 操作条件对系统（火用）的影响 |
| 5.3.1 CH_4 回收率对系统（火用）的影响 |
| 5.3.2 原料气流量对系统（火用）的影响 |
| 5.3.3 换热器热流出口温度对系统（火用）的影响 |
| 5.4 最优提纯流程的（火用）经济性分析 |
| 5.5 小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A 作者在攻读学位期间发表的论文目录 |
| B 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录 |
| C 学位论文数据集 |
| 致谢 |
（9）换热器可靠性模型及换热网络双目标优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 文献综述 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 传统换热器可靠性研究 |
| 1.3 考虑污垢生长的换热器可靠性研究 |
| 1.4 换热网络优化研究进展 |
| 1.4.1 换热网络分步优化方法 |
| 1.4.2 换热网络同步优化方法 |
| 1.5 换热网络双目标优化算法 |
| 1.6 选题依据和研究内容 |
| 2 基于污垢生长模型的换热器可靠性事故树模型 |
| 2.1 换热器可靠性事故树模型 |
| 2.1.1 事故树分析法 |
| 2.1.2 换热器可靠性事故树模型的建立 |
| 2.2 换热器污垢生长模型 |
| 2.3 换热器可靠性案例分析 |
| 2.3.1 换热器初始数据 |
| 2.3.2 换热器可靠性计算及分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 考虑污垢的换热网络经济性和可靠性双目标优化模型 |
| 3.1 可分级分流的换热网络超结构数学模型 |
| 3.2 约束条件 |
| 3.2.1 流股的质量和能量约束 |
| 3.2.2 换热器和公用工程约束 |
| 3.2.3 其他约束 |
| 3.3 目标函数 |
| 3.3.1 经济性目标函数 |
| 3.3.2 可靠性目标函数 |
| 3.4 用于优化换热网络双目标的NSGA-Ⅱ算法 |
| 3.4.1 应用NSGA-Ⅱ算法的换热网络模型可行解的产生 |
| 3.4.2 应用NSGA-Ⅱ算法求解双目标模型的流程 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 换热网络双目标优化的案例分析 |
| 4.1 案例1 |
| 4.1.1 案例1 的物流数据和设定参数 |
| 4.1.2 案例1 的优化结果及分析 |
| 4.2 案例2 |
| 4.2.1 案例2 的物流初始数据和设定参数 |
| 4.2.2 案例2 的优化结果及分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论 |
| 论文创新点与展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 符号说明 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（10）污水源热泵污水换热器强化传热理论与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.1.1 我国能源环境现状 |
| 1.1.2 我国城市污水现状 |
| 1.1.3 我国城市污水优点 |
| 1.2 热泵定义及分类 |
| 1.2.1 热泵定义 |
| 1.2.2 热泵分类 |
| 1.3 污水源热泵 |
| 1.3.1 污水源热泵定义及工作原理 |
| 1.3.2 污水源热泵系统的分类 |
| 1.3.3 污水源热泵系统的选择 |
| 1.3.4 污水源热泵的优缺点 |
| 1.3.5 国外污水源热泵应用及研究现状 |
| 1.3.6 国内污水源热泵应用及研究现状 |
| 1.4 本课题的研究内容及主要特色与创新 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 间接式污水源热泵与污水换热器 |
| 2.1 间接式污水源热泵节能性分析 |
| 2.1.1 提升压缩机效率 |
| 2.1.2 改善压缩机工作条件 |
| 2.1.3 孔板节流 |
| 2.1.4 减小传热温差 |
| 2.2 污水换热器的分类 |
| 2.2.1 污水换热器的分类 |
| 2.2.2 污水换热器的选择 |
| 2.2.3 污水换热器关键技术问题 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 污水换热器内插螺旋物强化传热设计 |
| 3.1 换热器强化传热机理 |
| 3.1.1 换热器强化传热的重要性 |
| 3.1.2 换热器强化传热的分析 |
| 3.2 强化传热方式 |
| 3.2.1 强化传热分类 |
| 3.2.2 无源强化技术 |
| 3.3 换热管内插可旋转螺旋物强化传热装置 |
| 3.3.1 内插可旋转螺旋物换热器 |
| 3.3.2 强化换热装置的维护 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 内插可旋转螺旋物强化换热装置实验研究 |
| 4.1 实验装置与螺旋物结构 |
| 4.1.1 实验装置 |
| 4.1.2 可旋转螺旋物的结构和参数 |
| 4.1.3 可旋转螺旋物的安装 |
| 4.1.4 实验设备的安装 |
| 4.2 内插可旋转螺旋物强化换热实验系统 |
| 4.2.1 实验系统 |
| 4.2.2 实验步骤 |
| 4.2.3 实验注意事项 |
| 4.3 实验数据处理 |
| 4.3.1 实验基本条件 |
| 4.3.2 传热计算 |
| 4.4 实验结果分析 |
| 4.4.1 螺距对内插螺旋线换热管强化传热的影响 |
| 4.4.2 螺距对内插螺旋片换热管强化传热的影响 |
| 4.4.3 对比分析螺距对两种换热管强化传热效果的影响 |
| 4.4.4 转速对内插螺旋线换热管强化传热的影响 |
| 4.4.5 转速对内插螺旋片换热管强化传热的影响 |
| 4.4.6 对比分析转速对两种换热管强化传热效果的影响 |
| 4.5 内插螺旋物换热管的除污原理 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 内插螺旋物换热管强化传热数值模拟 |
| 5.1 CFD背景及模拟方法 |
| 5.1.1 CFD背景 |
| 5.1.2 模拟方法 |
| 5.2 模拟过程 |
| 5.2.1 建立数学模型 |
| 5.2.2 划分网格 |
| 5.2.3 模拟数据设置 |
| 5.3 模拟结论及分析 |
| 5.3.1 内插螺旋物换热管流体特征 |
| 5.3.2 对比分析螺距对两种换热管的影响 |
| 5.3.3 对比分析转速对两种换热管的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 1.结论 |
| 2.展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
四、管壳式换热器的经济性分析（论文参考文献）
- [1]葛泉矿空压机余热回收系统的研究与应用[D]. 孙鹏飞. 河北工程大学, 2020(04)
- [2]LNG轻烃回收工艺研究及过程模拟[D]. 吴学谦. 西安石油大学, 2020
- [3]先进绝热压缩空气储能系统动态建模、经济性评估及协同调度方法研究[D]. 李姚旺. 华中科技大学, 2020
- [4]基于数值模拟的过热度优化控制研究[D]. 秦健. 西华大学, 2020(01)
- [5]基于正交型折流板的新型双扭转流换热器开发与优化[D]. 王通通. 郑州大学, 2020
- [6]增加换热装置对改善转炉汽化冷却装置经济性的研究[D]. 敖宁. 内蒙古科技大学, 2019(03)
- [7]重载卡车内燃机余热回收系统设计与运行研究[D]. 李晓雅. 天津大学, 2019(01)
- [8]采用水合物法提纯低浓度煤层气的流程模拟及(火用)经济性评价[D]. 吴思彦. 重庆大学, 2019(01)
- [9]换热器可靠性模型及换热网络双目标优化[D]. 郝泽. 大连理工大学, 2019
- [10]污水源热泵污水换热器强化传热理论与实验研究[D]. 朱志阳. 长安大学, 2019(01)