基于(积)耗散极值原理的轧钢加热炉壁绝热构形优化

摘要：

与导热过程类比,对绝热过程(积)耗散极值原理表述为:对于具有一定的约束条件并给定热流(热损失)边界条件时,当(积)耗散最大时,则绝热过程最优(平均温差最大)；在给定温度边界条件时,(积)耗散最小,则绝热过程最优(平均热损失率最小).并基于构形理论,以(积)耗散率最小为优化目标,在给定绝热温度边界条件下,对轧钢加热炉炉壁单层平板和圆柱体绝热层、多层平板绝热层分别进行构形优化,得到三种绝热结构的变厚度绝热层最优构形,结果表明:与等厚度绝热层和热损失率最小的绝热层最优构形相比,(积)耗散率最小的绝热层最优构形与两者的构形是明显不同的；(积)耗散率最小的绝热层最优构形能有效降低其平均热损失率,有利于提高其整体绝热性能.将(积)耗散率极值原理应用到绝热系统的构形优化,有利于拓展(积)耗散率极值原理的应用范围.

关键词：构形理论、(积)耗散率、(积)耗散极值原理、轧钢加热炉、绝热构形优化、广义热力学优化

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资助基金：国家重点基础研究发展计划"973"计划2012CB720405;国家自然科学基金51176203;海军工程大学青年基金HGDQNJJ11008

在线出版日期：2013-03-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：1377-1387