基于最小熵產(chǎn)和最小熱阻原理的傳熱過程分析及優(yōu)化.pdf

1、傳熱過程在自然界和工業(yè)生產(chǎn)中廣泛存在，在微電子設(shè)計(jì)及應(yīng)用領(lǐng)域，電子芯片需要高效的散熱方式，以保證元件處于安全的溫度內(nèi);在航天器設(shè)計(jì)中，如何將航天器內(nèi)設(shè)備儀器產(chǎn)生的廢熱及時(shí)排掉，已成為當(dāng)前航天器熱控系統(tǒng)研究的一項(xiàng)重要課題。另外，我國(guó)能源與環(huán)境問題不容樂觀，化石能源儲(chǔ)量豐富，但人均占有量遠(yuǎn)低于世界平均水平，且隨著化石燃料燃燒廢氣的排放，空氣中固體可吸入顆粒物、氮氧化物和硫氧化物含量居高不下，造成空氣質(zhì)量較差。將工業(yè)余熱進(jìn)行回收再利用，成為解

2、決能源與環(huán)境問題的途徑之一。
　　本文利用最小熵產(chǎn)與最小火積耗散熱阻原理，對(duì)傳熱過程優(yōu)化，在體點(diǎn)散熱問題中降低系統(tǒng)內(nèi)平均溫度，在工業(yè)余熱回收中，得到更高的回收效率，主要工作包括:
　　1、對(duì)于體點(diǎn)散熱問題，在高導(dǎo)熱材料填充中，創(chuàng)立了新型熱導(dǎo)率離散化算法。以矩形平板為模型，在定溫和輻射邊界條件下，首先迭代計(jì)算連續(xù)分布的熱導(dǎo)率，根據(jù)熱導(dǎo)率分布情況將區(qū)域劃分為一定數(shù)量的子區(qū)域，依次計(jì)算各子區(qū)域內(nèi)高導(dǎo)熱材料的填充數(shù)量和填充位置，最終

3、完成整個(gè)區(qū)域內(nèi)的高導(dǎo)熱材料填充。將熱導(dǎo)率離散化算法與其他算法作對(duì)比，探究熱導(dǎo)率離散化算法的優(yōu)勢(shì)。
　　2、在水泥廠回轉(zhuǎn)窯集熱器優(yōu)化中，利用經(jīng)驗(yàn)公式推導(dǎo)出其傳熱和流動(dòng)計(jì)算公式，進(jìn)而導(dǎo)出熵產(chǎn)和火積耗散的計(jì)算方法。由于最小熵產(chǎn)原理優(yōu)化存在不足，提出熵產(chǎn)和有效度多目標(biāo)優(yōu)化?；趦煞N優(yōu)化原理對(duì)水泥廠回轉(zhuǎn)窯集熱器進(jìn)行運(yùn)行工況優(yōu)化，根據(jù)優(yōu)化后的最佳工況，保持其中兩個(gè)工況參數(shù)不變，通過改變第三個(gè)工況，探究?jī)?yōu)化目標(biāo)隨工況參數(shù)的變化情況。