換熱網(wǎng)絡(luò)的熱流均勻性因子

萬義群，崔國(guó)民，方大俊，彭富裕

（上海理工大學(xué)新能源科學(xué)與工程研究所，上海 200093）

換熱網(wǎng)絡(luò)的綜合及優(yōu)化是實(shí)現(xiàn)能量綜合利用的重要環(huán)節(jié)，其在節(jié)能和降低產(chǎn)品成本方面有著非常重要的意義。迄今國(guó)內(nèi)外已開發(fā)出許多針對(duì)換熱網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化綜合方法，這些方法基本可以分為夾點(diǎn)技術(shù)法[1-2]、數(shù)學(xué)規(guī)劃法[3]和啟發(fā)式方法[4-6]三大類。

換熱網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化過程中常用的目標(biāo)函數(shù)是換熱網(wǎng)絡(luò)的年綜合費(fèi)用，但從優(yōu)化的結(jié)果來看，換熱網(wǎng)絡(luò)的綜合費(fèi)用并不是完全與換熱效能相一致的，這是由于以綜合費(fèi)用為目標(biāo)的優(yōu)化方法并沒有從提高總體換熱效能的角度出發(fā)，獲得的換熱網(wǎng)絡(luò)只是在綜合費(fèi)用上達(dá)到一定程度的最優(yōu)。從本質(zhì)上講，提高換熱網(wǎng)絡(luò)的換熱效能是解決換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化問題的最根本途徑，因?yàn)閾Q熱效能的提高能夠使得能量得到有效地綜合利用，如果要獲得更優(yōu)的換熱網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，必須從換熱效能的角度為換熱網(wǎng)絡(luò)提出新的評(píng)價(jià)指標(biāo)及新的優(yōu)化思路，從根本上改進(jìn)換熱網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

過增元院士等[7-8]從換熱器沿程溫差與換熱效能的關(guān)系出發(fā)，提出了兩股流換熱器的溫差均勻性優(yōu)化原則，依據(jù)該原則對(duì)換熱器進(jìn)行改進(jìn)能夠提高換熱器的換熱效能；文獻(xiàn)[9]將溫差均勻性優(yōu)化原則應(yīng)用在多股流換熱器上，建立了多股流換熱器設(shè)計(jì)的溫差均勻性因子，能夠用于衡量多股流換熱器通道排列的優(yōu)劣，從而能指導(dǎo)多股流換熱器的優(yōu)化設(shè)計(jì)；……