对于完成某一任务的换热器,往往有多个选择,如何确定的换热器,是换热器优化的问题,即采用优化方法使设计的换热器满足的目标函数和约束条件。在换热器设计中,目标函数是指包括设备费用和操作费用在内的总费用。本文主要针对管壳式水冷却器冷却水出口温度的优化问题,利用一般优化设计的原理和方法,以操作费用为优化目标,给出相应的目标函数,并用MATLAB语言编写了计算程序,后给出了一个计算实例。1目标函数对于以水为冷却介质的管壳式冷却器,进口水温一定时,由传热学的基本原理分析可知,冷却水的出口费用将影响传热温差,从而影响换热器的传热面积和***费用。若冷却水出口温度较低,所需的传热面积可以较小,即换热器的***费用减少;但此时的冷却水的用量则较大,所需的操作费用增加,所以存在使设备费用和操作费用之和为的冷却水出口温度。设换热器的年固定费用FA=KF.CA.A(1)式中FA———换热器的年固定费用,元;KF———换热器的年折旧率,1/y;CA———换热器单位传热面积的***费用,元/m2;A———换热器的传热面积,m2。换热器的年操作费用FB=Cu?WuHy/1000(2)式中FB———换热器的年操作费用,元;Cu———单位质量冷却水费用,元/吨;Wu———换热器冷却水用量,kg/h;Hy———换热器每年运行时间,h。因此换热器的年总费用即目标函数F=FAFB=KFCAACu?WuHy/1000(3)2A与Wu的数学模型———热平衡方程换热器的热负荷为Q=GcPi(T1-T2)(4)式中Q———换热器的热负荷,kJ/h;G———换热器热介质处理量,kg/h;cpi———热流体介质比热容,kJ/(kg?℃);T1、T2———热流体的进出口温度,℃。热管换热器在炼油及石化工业上的应用1概述随着人们对环境保护的重视,以及节能增效重要性被逐渐认识,一种新型***传热元件———热管日益引起人们的重视。2原理热管一般由管壳和内部工作液体(工质)组成。管壳是钢制的、抽成真空的密闭管壳,工质是经过特殊处理的液体,热管加热段吸收热流体热量,热量通过热管壁传给管内工质,工质吸热后蒸发和沸腾,转变为蒸汽,蒸汽在微小压差的作用下上升至放热段,受管外冷流体的冷却作用,蒸汽冷凝并向外放出汽化潜热,冷流体获得热量,冷凝液依靠重力回到加热段。如此周而复始,热流体热量便传给冷流体,使冷流体得到加热。由于热管内部抽成真空,工质极易蒸发与沸腾,热管起动迅速。3热管及热管换热器的研究开发热管的发现及热管换热器因其操作简单,不需要动力、各热管换热***,布置灵活等优点大量应用于石化、冶金行业。化工设备换热器之列管式换热器种类1)固定管板式换热器2)浮头式换热器3)填料函式换热器4)U型管式换热器5)涡流热膜换热器影响换热器管板腐蚀的主要因素1）介质成分和浓度：浓度的影响不一，例如在盐酸中，一般浓度越大腐蚀越严重。碳钢和不锈钢在浓度为50%左右的***中腐蚀严重，而当浓度增加到60%以上时，腐蚀反而急剧下降；（2）杂质：***杂质包括氯离子、硫离子、离子、氨离子等，这些杂质在某些情况下会引起严重腐蚀（3）温度：腐蚀是一种化学反应，温度每提升10℃，腐蚀速度约增加1~3倍，但也有例外；（4）ph值：一般ph值越小，金属的腐蚀越大；（5）流速：多数情况下流速越大，腐蚀也越大。)