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换热器综合设计步骤

热交换器的优化设计是一个复杂过程,这不仅因为所涉及的数学运算,而且因为许多须引人的定性判据.图中描述了设计程序的框图。这个框图是对Mason工作稍加修改而给出的。

除了问题的说明之外,设计程序的输入条件是表面传热关系式、流动阻力关系式和热物性参数。其中,后两项将在后文予以讨论。问题说明是指选择一种类型的热交换器,例如,周期流动式或间壁式。几种或许多种几何形状表面可供使用。受实际应用的限制,可能只有若干种选择是允许的,例如, 周期流动式热交换器采用骨架填充材料。

讨论设计过程可以用汁算机程序来建立。如果是这样的话,输出将可能是许多任意的解。这些解形式中的一部分可能是对所能提供设计方案的评估,而其余部分则反映了用户的建议。这些任意形式的解和评价标准构成了评价程序的输人条件。

评价程序在很大程度上是定性的。钎焊炉尺寸、运输限制、交货日期、公司政策和竞争强度估计都是些定性评价指标。相反,为了定量评价压力损失、重景、传递性能和泄漏(对于周期流动的热交换器)的相对成本,可能提出一些折衷性因子。1个令人惊讶的例子是:对于商业性飞机,每节约lkg重量可抵5000美元.

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最终输出是提交给用户的一种或几种优化设计结果。另一方面,这种最终输出结果又可能作为一个参数研究问题的输人以实现整个系统的优化,而不仅仅是基于任意给定初始条件的热交换器优化。

显然,这本专著不可能提出具有普遍意义的综合性设计程序, 而只是试图提供关于表面特征和典型物性参数的定量输人以及设计理论。在涉及的设计一台热交换器例子之前,将再讨论图中的热交换器设计框图。

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