基于多目标遗传算法的间接空冷塔喷雾增湿系统优化设计OA

【目的】为了提高夏季高温环境下间接冷却塔的换热效果,减少水资源消耗,开展了喷雾增湿系统优化设计研究。【方法】本文以冷却塔为研究对象,建立了冷却塔扇形计算区域,采用全二阶多项式的标准响应面法创建响应面模型,分析了喷嘴单因素(流量、压力及张角)对换热量及剩余水流量的影响规律;以最大换热量及剩余水流量为零作为目标,采用多目标遗传算法(multi-objective genetic algorithm,MOGA)对不同环境温度下的喷嘴多参数进行目标优化。【结果】研究表明,喷嘴流量是影响换热量的最主要因素,增加喷嘴流量可显著提升换热效果。当喷嘴流量从1 g/s增加到15 g/s时,换热量从1607.49 kW增加到1742.53 kW,增幅为8.4%;喷嘴张角和喷嘴压力对剩余水流量的影响远大于对换热量的影响,当喷嘴张角从15°增加到67.5°时,剩余水流量从2.3 g/s减少到1.2 g/s,降幅为46%;当喷嘴压力从0.5 MPa增加到15.0 MPa时,剩余水流量从0.19 g/s增加到2.5 g/s,增幅高达1175.6%;MOGA优化后,环境温度为20、25、30和35℃时,最优工况点,单位喷嘴流量下换热量分别为2053.83、1856.55、1605.38和1499.94 kJ/kg,且随温度升高呈递减趋势。【结论】本研究为夏季高温环境下间接空冷系统的高效运行提供了理论支持与工程优化方案。