王开锋
- 作品数：6 被引量：16H指数：3
- 供职机构：大连理工大学更多>>
- 发文基金：中央高校基本科研业务费专项资金国家自然科学基金中国石油化工集团公司资助项目更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理化学工程石油与天然气工程更多>>
- 管壳式换热器设计和换热网络综合同步优化
- 换热网络综合是过程系统工程的一个重要的研究领域，对于企业的节能降耗、降低成本具有重大意义，在之前的几十年中，换热网络综合方法已经取得了较大的发展。然而，一方面，为了问题简化所做的假设，如流股传热系数为经验常数，忽略换热器...
- 王开锋
- 关键词：管壳式换热器参数优化换热网络
- 考虑换热器详细设计的换热网络综合的研究进展
- 2015年
- 随着对工业生产成本控制要求的不断提高,换热网络优化的深入研究已经引起了越来越多研究人员的重视。在换热网络综合过程中考虑换热器的详细设计是换热网络综合细化深入研究的一个重要方面,可以降低换热网络的年度总费用,并且提高换热网络综合结果的实际可行性。本文通过文献中的算例结果分析,考虑换热器详细设计的换热网络综合的总费用明显低于不考虑换热器详细设计的总费用,阐述了换热网络综合中考虑换热器详细设计的必要性,强调了换热器的详细设计对换热网络综合的影响。文献中考虑换热器详细设计进行换热网络综合时主要采用了夹点分析法和数学规划法,夹点分析法综合换热网络虽然使包含换热器设计的换热网络结构变得简化易于求解,但是无法保证结果是最优解,而数学规划法综合换热网络能有效的考虑换热器详细设计对换热网络综合的影响,但是考虑换热器详细设计也大大增加了模型的复杂性,本文对此进行了对比和评述,同时认为深入研究换热网络细化设计研究并利用快速而高效的算法搜索全局最优解是未来研究方向。
- 王开锋肖武吴敏贺高红
- 关键词：换热网络换热器设计
- 换热网络多目标综合优化算法研究进展被引量：7
- 2016年
- 资源和能源的可持续发展使得换热网络综合不仅要考虑经济性,同时要满足柔性、可靠性、可操作性和环境影响度等指标的要求。目前,换热网络多目标综合的研究有了初步进展并引起了广泛关注。本文阐述了进行换热网络多目标综合的必要性并总结了相关研究。重点对常用的多目标优化算法作了总结和对比,综述了其在换热网络多目标优化设计中的应用进展。研究表明,传统多目标算法越来越无法满足复杂模型的求解,而多目标进化算法可以很好地求解换热网络综合多目标优化问题,其中NSGA-Ⅱ算法是目前应用最广的有效算法。提出尝试NSGA-Ⅱ等多目标进化算法,基于超结构建立包括经济性、柔性、可靠性、可操作性和环境影响度等在内的换热网络多目标综合模型,给出Pareto最优解集合供决策者选择是未来的研究方向。
- 吕俊锋肖武王开锋李中华贺高红
- 关键词：优化设计换热网络多目标
- 多股流板翅式换热器翅片通道中传热的计算流体力学模拟及定性尺寸被引量：2
- 2015年
- 板翅式换热器结构紧凑,传热效率高,常用于多个冷热物流之间的换热,但是其通道数量众多,其内部流道中的流场和温度分布很难用实验方法来测定。采用计算流体动力学(CFD)软件ANSYS,针对锯齿形翅片模拟了板翅式换热器进出口的温度场分布,根据热量平衡和热量传递速率方程,对多股流板翅式换热器的各通道的温度分布进行模拟,并分别计算出各个流股在各个通道的二次传热表面最大传热距离,即通道定性尺寸。分别对两流股和三流股的2个板翅式换热器进行通道温度场分布CFD模拟,从而计算得到板翅式换热器的定性尺寸。对于两流股一冷一热交替排列的通道,数值模拟的定性尺寸与简化的经验方法计算结果都为翅片的一半,而对于三流股八通道的定性尺寸,中间的第四通道和第六通道的翅片定性尺寸大于基于传统计算方法得到的定性尺寸,对应的翅片效率小于传统方法得到的结果。基于板翅式换热器传热机理对结果分析表明,数值模拟结果比文献经验计算方法的结果更合理,即为板翅式换热器的设计提供了准确的基础参数,原因是数值模拟结果考虑了相邻多个通道热流量和温度对通道传热的影响,改进了传统方法仅考虑相邻通道热流量和温度的影响。
- 肖武王开锋姜晓滨胡鹏飞贺高红
- 关键词：板翅式换热器计算流体动力学
- 序列数编码的遗传算法柔性优化多股流板翅式换热器通道排列被引量：4
- 2016年
- 实数编码的遗传算法在优化多股流板翅式换热器通道排列中进行个体间交叉、变异操作后,存在无法保证各流体的通道数恒定不变的问题。对此,以通道的热负荷累积均方差为目标函数,建立通道排列的优化模型,提出基于序列数编码方式的改进遗传算法进行多股流板翅式换热器通道优化设计,实现了个体间交叉和变异遗传操作。对一包含4个流股57个通道的板翅式换热器通道排列进行优化,并通过多工况点设计对系统柔性进行分析。结果表明:本文优化设计方案的累积热负荷均方差为3562.9W,比文献经验值小2.7%,相比于实数编码遗传算法得到的结果,减少了15.1%,且累积热负荷在零线上下均匀波动。文章表明序列数编码的遗传算法增加了遗传算法种群中个体的多样性,提高了搜索效率具有更好的全局搜索能力。
- 肖武王开锋阮雪华庄晨胡云云贺高红
- 关键词：板翅式换热器优化设计遗传算法
- 遗传-模拟退火算法优化设计管壳式换热器
- 2016年
- 依据Bell-Delaware法对壳程流体进行压降和传热的计算,选择管径、管长、折流挡板数等结构参数作为主要设计变量,参考了美国管式换热器制造商协会(Tubular Exchanger Manufacturers Association,TEMA)标准作为相关约束条件,以换热器的年度总费用最低为目标函数,建立了管壳式换热器优化设计数学模型,并基于遗传-模拟退火算法(GA-SA)进行求解。文献算例的对比结果表明:算法能较好地权衡换热器的换热面积费用和泵的操作费用并搜索到全局最优解,从而获得总费用较低的换热器主要结构参数。针对一个实际工程项目,考虑换热器设计裕度要求,计算结果与商业化软件HTRI的预测值接近,说明所设计的换热器实际可行。同时克服了HTRI需要设计者的经验确定设计变量和无法保证经济性最优的不足。
- 肖武王开锋姜晓滨贺高红
- 关键词：管壳式换热器优化设计
