组合式螺旋折流板管壳式换热器机理研究及其多目标优化

管壳式换热器由于其结构简单、造价低廉、清洗方便等优点而在石油、化工、炼油、核能利用等领域应用广泛，新型高效管壳式换热器的开发及合理设计与优化对于节能和环保都有着十分重要的意义。传统的非连续螺旋折流板管壳式换热器虽然单位压降下的综合传热效果较好，但由于存在漏流，使其在压损减小的同时其整体换热性能也降低，往往难以满足用户要求而需要改变其结构尺寸。本项目提出了一种组合式螺旋折流板管壳式换热器（单壳程及多壳程），拟开展对其壳侧的流动与传热机理进行数值模拟及实验研究，同时，针对这种新型换热器，开发基于遗传算法（GA）、人工神经网络（ANN）及田口（Taguchi）方法的稳健而快速的多目标优化设计方法。研究结果不仅对传统管壳式换热器的性能改进有重要的工程应用价值，同时对这类换热器的优化设计方法的探索亦具有重要的学术意义。