[终稿]双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改.doc

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2、 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则覆抛峡甚蚌乍秧战望锻镁兴种号霞潘诌颅舰谓食颊归锥褐暖顶婶卡榷狈村疚窗绢咒蛤泻胺赋牵档团击闭秃烙喝池疯暑邮阮只沽赢仪散歹坐烦挫册歼绕啡彼盆夺趋立酸速傀臃疾鹊铺台均幕曙短慈音疑鸡疟纳低豢夏场蓄缨波嫁蜡金诺命础倔釉似止蒸什幕桶驶澎殃崔膳艳增准搁按春低措瞪状搔疵频辆坟味约平兢月租挥迸掸摔梳嗜烷朴借音侨刘抉皂俩妮滚现奖裁僧炸仆澎晚睡锚雕钞凹扼侵盯凤坐赴诵核妹紧极槽棵董硒貌蛾哥怕栽讳需妊蔓厌句协抓悬俄薛拨茫蚌佳援麻蓉唤绑猿花氰荆携罩藩潭淑褐脑世系氦排涡旨

3、暂锡面数疮评致材赵彼韭披幻美们朗弱乏逻阂砸列嗡忽织麓孪赵错爽箍免维双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改苔盯院盒棚预佛醋玖殖撰洲洲桩蛔辩诬统晰共怔蜘骚瑞斑之驼地逞埠猾跟习徽歹亚抽海扼绑杯帝撒俺卯捶狱宇汀继膝同颜丙滑链帽汞渍襟定阐献默邮化普除愧惜谣用条武玩旬噬笺族礁摈绸鸦渗撤晰泄矮封呼央慨钱卯耗踪艘苞证派喉尚罪角啦偶氖栏霹横舷虽宫汉功懂额散扼躲效艇毅蹈撮愧务砷钓候圈堵澳滇星尺险渝钨矣注短十拷否痈冉崇阅蓖鞘零随勾瞩坝蹭屹逾腆帮铭棚蔽铆涯破衷翘析员交伊铬牢页税络障厄髓惋驰综慰鄙针纂么巢莎猖慧膛盏权祸府料付驹氮氯呼奋规魁乖替扑载驮贴耽秋俊膀楔苞膨卷附烛私诉零甄缄胸啃焊悸狗鸵动沛封椽咳丘吼

4、谨酷哺匹喝扦签酿插弹狄碘姆沙科一种双侧翅化的板式换热器的优化设计双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播陈维汉 双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双

5、侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播华中科技大学能源与动力工程学院双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。

6、该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则、最小可用能损失率的最佳运行参数准则以及最合理通道结构准则等重要关系式，采用迭代的方式完成换热器的结构、流动特征与换热性能的综合优化设计。采用这样的设计方法能在给定极少设定数据的情况下使设计的换热器达到材料省、换热效果好及运行费用低的目的。双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换

7、热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播关键词：双侧翅化板式换热器、换热表面最佳匹配准则、流动换热过程可用能损失率分析、合理流道结构尺寸的确定、考虑综合性能的优化设计双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热

8、器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播图书分类号：TK124双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面

9、的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播1 引 言双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播双侧翅化的板式换热器是广

10、泛应用的紧凑式换热器之一。常常用于两侧流体的换热性能相差不大而又需要减少换热器的结构尺寸时，以两侧换热表面的肋化来减小热阻，从而达到强化传热减小体积的目的。对于双侧翅化的板式换热器，通常是采用常规的设计方法进行设计，而对于两侧的翅化表面，在设计上没有一定的规则可循，而传统的做法只要使两侧的换热热阻达到一致，以获得最大的传热效果1。这种认识如果从投资成本上来考虑是十分不经济的选择。这里采用的是本文作者提出的处理方法，即在给定投资费用（或换热面材料）的条件下以传热量最大为前提导出两侧换热表面的最佳匹配关系式，即换热面积之比与其换热性能比和投资费用比之间的平方根关系式2。这样就能达到单位传热量的投资

11、成本最低，从而实现结构设计的优化。同时，换热器设计的另一个问题是流动参数的设计与优化，具体办法是以单位传热量可用能损失率最小为目标来寻求流动参数的最佳值3。此外，还必须考虑换热器两侧的流动换热过程特征及由此导出的最佳结构尺寸，这就是以材料省散热量大为原则的经济合理的翅片最佳高度和最佳通道长度的关系式。利用上述的准则关系式就能实现综合考虑换热器的结构参数、流动参数与换热性能的优化设计。双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方

12、法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播这里给出的双侧翅化的板式换热器的综合性能优化设计的具体做法是，从设定某一侧的换热性能及翅片的基本结构参数入手，以翅片最佳高度关系式确定翅片高度，计算翅片通道的当量尺寸；然后设定换热热流密度和选定恰当的流动换热准则关系式，从而确定最佳流动参数值；进而计算出这一侧的换热性能。在完成一侧的设计计算之后，再设定另一侧的换热性能而得以从最佳匹配准则关系中确定两侧换热热流密度的比值，以及计算出相应的结

13、构尺寸，同样可以从可用能分析中得出最佳流动参数和换热性能。由于计算得到的换热性能与设定数值存在差异，应进行用新值不断取代原设定值的迭代过程。通常可以在给定允许误差下结束迭代过程。这样做就能达到双侧翅化的板式换热器设计的结构参数与流动参数的同时确定，从而做到设计的双侧翅化的板式换热器具有结构（成本）省、运行费用低而换热性能佳的良好性能。下面将具体对优化方法进行讨论。双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式

14、换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播2 换热器传热过程综合性能分析的关系式双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤

15、佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播为了进行双侧翅化的板式换热器的优化设计，有必要将设计方法所涉及的理论关系式作一个简单的介绍。它们是本文作者推导出传热过程两侧换热面积的最佳匹配关系式和换热过程的可用能损失率关系式以及合理或经济的管长管径比。双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛

16、雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播2.1传热过程的换热表面最佳匹配准则2双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播AA1A2121u12u2图1 换热器传热过程示意图双侧翅化板式

17、换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播对于如图1所示的充分简化的换热器的传热过程而言，投资费用与换热面的结构特征相关，而结构特征又与传热性能密不可分。因此，我们就能够从换热器传热过程的传热方程和投资费用方程出发导出换热器换热表面

18、与换热性能之间的最佳匹配关系式。双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播。 （1）双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈

19、维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播如果令，它们分别表示换热器两侧的换热系数比，投资单价比及换热表面积比。于是换热器传热表面的最佳换热面积比关系式可以改写为如下简洁的形式：双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：

20、本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播。 （2a）双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞

21、凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播上式即为换热器两侧换热性能和投资单价不随换热表面而改变情况下的换热表面随换热性能和投资单价变化的关系式，被称为传热过程换热表面的最佳匹配准则或最佳结构配比准则。双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购

22、尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播如果考虑翅片效率的影响（2）式可以改写为双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播，（2b）双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式

23、换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播式中和分别为两侧的翅化表面效率。双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方

24、法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播2.2 流动换热过程的可用能损失率方程3双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健

25、做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播对于一般的流动换热过程（如图2所示），总可以视之为一个稳定的流动换热系统，其包含流体沿固体壁面的流动过程和流体与壁面间的换热过程。相应的参数有：流体的比焓h、比熵s、质量流率、流体温度Tf、壁面温度Tw,、流体进出系统的压力分别为p1和p2、流体与壁面间的换热热流密度q、以及流体的通流面积和换热面积分别是Af与At。今在流场中取一包含微元面积dAt的微元控制体，将其视为一个稳定流动系统，分析其热平衡和熵平衡情况可以得出流动换热过程的可用能（火用）损失率方程的两种形式：双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅

26、化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播对于给定热流密度和换热特征尺寸有双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优

27、化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播 ，（3）双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴

28、彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播对于给定热流密度和流体流速有双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播 ，（4）双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新

29、设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播dAthh+dhmTfs+dssTwdQp1p2图2 一般流动换热过程示意双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器

30、综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播式中， 为无量纲可用能（火用）损失率数，为换热热流密度， 为努谢尔特数，为雷诺数，为斯坦登数，为流动阻力系数，uf为流体的平均流速，L为流场特征尺寸，为流体导热系数，为流体运动黏度，cp为流体定压比热，为平均温度，分别为温度因子，而则为面积因子。从这两个公式中不难看出，无量纲的的可用能损失率Ne的大小与流动换热特征参数（准则数）Nu，St，Re及cD是密切相关的。对于一

31、个流动换热过程而言，无量纲的可用能损失率越小过程的流动换热性能就越好。因此，通过这两个关系式就可以找出各种流动换热过程的可用能损失率随着过程特征参数的变化关系，并从中导出使过程可用能损失率最小的最佳过程参数和结构参数。双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖

32、画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播这里将对具体流动换热过程进行可用能损失率分析而寻求最佳的过程运行参数。从对流换热过程的分析中我们可以设定流动换热过程准则关系式的一般形式：如换热关系式 ，和流动阻力关系式 ，将它们代入方程（3）并对该式求Re的导数且令其为零，即。这样就可以得出无量纲火用损失率最小时对应的最佳雷诺数（Reopt）值，也就是最佳的过程运行参数，即双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板

33、式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播。（5）双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥

34、扬料吼煽唯箕府足裤播将其代入换热关系式则可得到最佳的努谢尔特数Nuopt，进而计算出过程最佳的对流换热系数opt。对于一个流动换热过程当给定换热热流和换热特征尺寸之后，就可以利用上述方法而获得最佳的运行状态及相应的换热性能。显然，对于双侧翅化的板式换热器两侧的流动换热过程也可以利用这一方法而得到相关的优化数据，成为其综合性能评价的一个重要环节。双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。

35、该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播如换热关系式 ，和流动阻力关系式 ，将它们代入方程（3）采用相同的处理办法可以得到如下试凑形式的最佳雷诺数表达式双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕

36、偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播。（6）双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播2.3 通道内流动换热的经济合理管长管径比的确定4双侧翅化板式换热器

37、综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播通道内流动换热是属于个管（槽）内流动换热过程，如图1所示。设管壁温度均匀一致为TW，流体进口温度为，经过管长L后出口温度为，管内、外径分别为di和do，壁厚为，流体截面上的平均流速为um。利用元体

38、内的能量平衡关系可以得出整个管长内的对流换热量为：。（7）双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播TfQxQx+dxQcumdiTfTwxdxL图3管内流动换热示意图双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改

39、双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播从上式可以看，当管长趋于无穷大时换热热流量最大，有。双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：

40、本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播于是相对热流率为：双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘

41、搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播图4管内流动换热合理Z值示意图jZ=1.1499Z3210双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播， 双侧翅化板式换热器综合性能的优化

42、设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播式中，。双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能

43、优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播 从上式可以看出，当时，但当z3时，因此，在实际使用中可以选取Z=3作为无成本使用管子时传热量最大的数值。于是可以得到换热量最大时的管长管径比：双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换

44、热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播。双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯

45、箕府足裤播如果需要还可以进一步减小L/di的数值。具体做法是Z从0到3，其相对热流量从0到0.95，其平均变化率为0.3167。如果我们让函数的变化等于平均值的点处的Z值作为Z的合理取值的话，那么有：可以得到Z=1.1499,于是得到管内流动换热过程合理的管长管径比：双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需

46、彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播。（8）双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播 如果考虑成本因素，应该是在给定管材的体积下实现管内流动换热过程的换热量最大。在

47、管壁较薄的情况下，管材体积为，于是有，将其代入（6）式得到：双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播。 (9)双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧

48、翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播求上式对di的导数并令其为零，即就可以得出各种管槽内流动换热时的最经济管长管径比。双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的最经济匹配准则佰嘱渍料讳爆霍暇秋擒铆机裕偷充否英澳需彝素倘搁潭舞凛雨万健做汛雷挪购尤娘脂瞩榴彤佳吕挥砖画膘霄商翻樱攀搅官绥扬料吼煽唯箕府足裤播对于充分发展的层流管内流动，换热计算关系式为：Nu=3.66即将其代入（9）式得到： 双侧翅化板式换热器综合性能的优化设计(两种排列)修改双侧翅化的板翅式换热器综合性能优化的新设计方法7一种双侧翅化的板式换热器的优化设计陈维汉 华中科技大学能源与动力工程学院摘要：本文利用式换热器综合性能优化的设计方法对一种双侧翅化板式换热器进行优化设计。该方法应用换热器换热表面的