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基于GA-BP神经网络的超临界CO_(2)传热特性预测研究 被引量：12
1
作者 颜建国 郑书闽 +2 位作者 郭鹏程 张博 毛振凯 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期4649-4657,共9页
超临界二氧化碳(S-CO_(2))动力循环在能源利用领域中拥有广阔的应用前景,其中超临界CO_(2)的传热特性对其能量转换效率至关重要。开展了超临界CO_(2)在水平小圆管内对流传热实验研究,并通过建立遗传算法优化的BP神经网络模型(GA-BP),对... 超临界二氧化碳(S-CO_(2))动力循环在能源利用领域中拥有广阔的应用前景,其中超临界CO_(2)的传热特性对其能量转换效率至关重要。开展了超临界CO_(2)在水平小圆管内对流传热实验研究,并通过建立遗传算法优化的BP神经网络模型(GA-BP),对其在不同工况下的传热特性进行预测分析。实验参数范围:系统压力7.5-9.5 MPa,质量流速1100-2100 kg/(m^(2)‧s),热通量120-560 kW/m^(2)。实验结果表明,超临界CO_(2)传热系数随流体温度的升高先增大后减小,在拟临界温度附近达到最大值。GA-BP神经网络模型能有效地预测超临界CO_(2)的传热系数,预测数据的决定系数R2为0.99662,超过95%的数据误差位于±10%范围内,平均误差为3.55%,为超临界流体传热预测提供新的思路。 展开更多
关键词 超临界二氧化碳 对流 传热 GA-BP神经网络 传热预测
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水平管内超临界R1234ze(E)冷却传热性能的神经网络预测
2
作者 周文力 卓伟伟 +2 位作者 蒋依然 马文杰 董宝君 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期96-107,共12页
为探究神经网络在预测:超临界传热方面的有效性,建立了水平直管内超临界R1234ze(E)冷却传热的神经网络预测模型,并与修正的Dittus-Boelter(D-B)型传热关联式进行比较分析.研究表明,输入参数对于反向传播神经网络(BPNN)预测精度的影响很... 为探究神经网络在预测:超临界传热方面的有效性,建立了水平直管内超临界R1234ze(E)冷却传热的神经网络预测模型,并与修正的Dittus-Boelter(D-B)型传热关联式进行比较分析.研究表明,输入参数对于反向传播神经网络(BPNN)预测精度的影响很大,且并非所有BPNN输入参数组合都能带来比传热关联式更好的预测结果.输入参数组合Re_(b),Pr_(b),ρ_(b)/ρ_(w),C_(p)/C_(pw),λ_(b)/λ_(w),μ_(b)//μ_(w)的预测表现最好,对于试验集的预测结果的平均绝对偏差和最大偏差仅为2.02%和9.34%,远低于传热关联式预测偏差,且对于高温段h的趋势、h最大值以及h峰值位置的预测比关联式更加准确.此外,将遗传算法优化的BP(GA-BP)模型与BP模型在两种不同的适应度值计算方式下进行比较,揭示GA-BP在提高超临界传热预测精度方面的有效性.研究表明,当网络训练与适应度值计算采用相同数据时,将引起过拟合,并不能进一步提高预测精度;当网络训练与适应度值计算采用不同数据时,可使得网络泛化性能提高,预测结果的均方根偏差和最大偏差均有进一步的降低. 展开更多
关键词 R1234ze(E) 超临界传热 传热预测 神经网络
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基于可解释机器学习的超临界流体传热特性预测与分析
3
作者 李浩哲 宋美琪 刘晓晶 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期63-74,共12页
超临界流体在拟临界温度附近发生剧烈的物性变化,传热特性难以准确预测。本研究采用可解释机器学习的研究方法预测并分析超临界流体传热特性。使用粒子群优化算法(PSO)搜索反向传播神经网络(BPNN)模型最优超参数,建立了超临界流体传热... 超临界流体在拟临界温度附近发生剧烈的物性变化,传热特性难以准确预测。本研究采用可解释机器学习的研究方法预测并分析超临界流体传热特性。使用粒子群优化算法(PSO)搜索反向传播神经网络(BPNN)模型最优超参数,建立了超临界流体传热预测模型,并与传统经验关联式进行了精度比较。使用SHAP可解释算法对BPNN模型进行了全局和局部解释,根据不同工况下特征重要度的变化发现超临界相关机理现象。结果显示,所建立的神经网络模型在测试集上的平均绝对百分比误差(MAPE)为1.4%,决定系数R^(2)为0.9992,与经验关联式相比,该模型具有更高的预测精度;对于垂直向上流动,浮升力效应在传热恶化工况中明显具有更高的特征重要度,是传热恶化行为发生的主要因素。因此,本研究建立的基于可解释机器学习的研究方法对进一步研究超临界流体传热特性具有一定的参考意义。 展开更多
关键词 超临界流体 可解释机器学习 传热预测
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湍流普朗特数模型对水平圆管内sCO_(2)传热预测的影响 被引量：2
4
作者 谢雄州 叶道铭 +1 位作者 黄俊辉 王建勇 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期1539-1548,1584,共11页
基于SST k-ω湍流模型系统探究了典型湍流普朗特数模型对水平圆管内超临界二氧化碳传热数值模拟的影响,并通过与实验数据的对比,分析不同湍流普朗特数模型的预测能力。结果表明:在弱浮升力效应下,定常湍流普朗特数(Prt=0.85)模型具有较... 基于SST k-ω湍流模型系统探究了典型湍流普朗特数模型对水平圆管内超临界二氧化碳传热数值模拟的影响,并通过与实验数据的对比,分析不同湍流普朗特数模型的预测能力。结果表明:在弱浮升力效应下,定常湍流普朗特数(Prt=0.85)模型具有较可靠的预测能力,预测的壁温最大偏差小于5 K;但在强浮升力效应下,Prt=0.85时计算出现较大偏差,而引入的现有典型变湍流普朗特数修正模型改善效果不佳。经深层次分析发现,湍流普朗特数模型对超临界二氧化碳流动传热边界层的影响显著,从而决定湍流传热性能。 展开更多
关键词 超临界二氧化碳 水平圆管传热 湍流普朗特数 浮升力效应 传热预测 数值模拟
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变湍流Prandtl数模型在垂直上升管内超临界水传热数值模拟中的应用 被引量：2
5
作者 周熙宏 朱超 +2 位作者 吴鹏举 董乐 杨冬 《热力发电》 CAS 北大核心 2020年第7期98-105,共8页
为了准确地预测超临界压力水的传热恶化(HTD),本文分析了湍流Prandtl数(Prt)对超临界压力水传热的影响。在理论研究的基础上,提出了一种与物理性质相关的可变Prt模型。利用所提出的Prt模型以及其他2个先前的Prt模型和2个常数Prt模型对... 为了准确地预测超临界压力水的传热恶化(HTD),本文分析了湍流Prandtl数(Prt)对超临界压力水传热的影响。在理论研究的基础上,提出了一种与物理性质相关的可变Prt模型。利用所提出的Prt模型以及其他2个先前的Prt模型和2个常数Prt模型对垂直上升加热管内超临界水传热进行了数值模拟,通过与文献中的2组传热恶化工况下的实验数据进行对比评估,发现本文所提出模型能更准确地预测壁温。 展开更多
关键词 超临界水 垂直上升管 传热恶化 湍流Prt模型 传热预测 数值模拟
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水平管降膜蒸发器的研究进展 被引量：8
6
作者 刘广彬 李连生 +2 位作者 阮并璐 赵远扬 束鹏程 《制冷与空调》 2008年第3期20-23,共4页
介绍应用于制冷空调系统的水平管降膜蒸发器的基本原理与结构,给出管间流动模式及传热预测模型的研究现状,分析布液器及管阵布置方式对其性能的影响,为设计制造降膜蒸发器提供一定的参考。
关键词 制冷空调 水平管降膜蒸发器 管间流动模式 传热预测模型
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泡沫金属对并联小通道流动沸腾和传热特性影响 被引量：1
7
作者 李洪伟 李众一 +1 位作者 张成振 杨悦 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第17期5599-5608,共10页
泡沫金属由于占用空间小,散热面积大,可以极大地提升换热效率,小通道填充泡沫金属成为近几年强化换热方向的研究热点。对填充10PPI和20PPI的泡沫金属铜的并联小通道进行了流动沸腾实验研究。通过分析不同工况下的沸腾曲线,发现在相同的... 泡沫金属由于占用空间小,散热面积大,可以极大地提升换热效率,小通道填充泡沫金属成为近几年强化换热方向的研究热点。对填充10PPI和20PPI的泡沫金属铜的并联小通道进行了流动沸腾实验研究。通过分析不同工况下的沸腾曲线,发现在相同的壁温条件下,热流密度随着质量流速的增加而增加。在相同热流密度下,填充泡沫金属通道相比空管的换热能力更强,并且PPI越高,换热效果越强。同时,在填充泡沫金属的通道中发现核态沸腾和对流沸腾2种沸腾模式。通过分析泡沫金属对换热系数的影响,发现在相同质量流速下,填充泡沫金属通道的换热系数相比空管都有所增加。通过比较可知,不同PPI泡沫金属虽然对换热系数的影响趋势不完全一致,但是对流动沸腾换热都具有明显的增强作用。最后分析了各工况下换热系数变化情况,基于数据拟合建立了填充10PPI和20PPI泡沫金属的换热系数预测模型,结果表明2个模型均具有良好的预测精度。 展开更多
关键词 流动沸腾 泡沫金属 流型 传热预测模型 并联小通道
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一种超临界水的传热预测方法
8
作者 姚爱林 刘鑫 《科技创新与应用》 2012年第22期55-55,共1页
近期超临界水冷堆发展体系中,在安全分析和系统设计的系统分析程序中如何进行换热分析越来越引起关注。因为换热关联式是基于局部参数建立的,因此需要在模拟计算程序使用的过程中对不同的关联式进行反复计算。另外,传热关联式中包含越... 近期超临界水冷堆发展体系中,在安全分析和系统设计的系统分析程序中如何进行换热分析越来越引起关注。因为换热关联式是基于局部参数建立的,因此需要在模拟计算程序使用的过程中对不同的关联式进行反复计算。另外,传热关联式中包含越来越多的变量以便提高关联式的准确性。这种方式不仅由于关联式形式复杂导致计算效率下降,而且可能导致计算不收敛。本文介绍了一种新的超临界压力水在竖直圆管向上流动时的壁温预测方法即壁温查询表。计算结果表明壁温查询表计算精度明显高于其他经验关联式。 展开更多
关键词 超临界水 壁温查询表 传热预测 响应面法
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R134a/R125混合工质管外沸腾换热特性研究 被引量：1
9
作者 张定才 朱春洁 +1 位作者 张振 杜佳迪 《低温与超导》 CAS 北大核心 2014年第7期54-59,共6页
对水平管外纯R134a和三种不同浓度的R134a/R125混合工质池沸腾换热性能进行了试验研究。在试验研究的基础上对二元混合工质的沸腾换热进行理论分析,并提出了二元混合工质的沸腾换热预测关联式。在实验范围内,实验值与预测值的最大偏差... 对水平管外纯R134a和三种不同浓度的R134a/R125混合工质池沸腾换热性能进行了试验研究。在试验研究的基础上对二元混合工质的沸腾换热进行理论分析,并提出了二元混合工质的沸腾换热预测关联式。在实验范围内,实验值与预测值的最大偏差不超过±20%,可以满足工程应用的需要。 展开更多
关键词 混合工质 池沸腾R134a R125 传热系数预测
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