表1：输入和输出实验的参数

Symbolic representation Input name Input weight

X1 (Tube geometry) Circle without strip 1

Circle with strip 3

X2 Tube orientation 45°

60°

90°

X3 Baffle cut 25

90

180

X4 Inlet cold water temperature(TCI) 298K

X5 Inlet hot water temperature t(THI) 348K

X6 Cold water mass flow rate(MC) 0.34589 kg/s

0.8403 kg/s

1.2245 kg/s

1.5762 kg/s

X7 Hot water mass flow rate(MH) 0.15785 kg/s

0.3827 kg/s

0.55763 kg/s

0.71782 kg/s

Output Output name Output weight

Y1 Outlet cold water temperature(TCO) As per experimentation

Y2 Outlet hot water temperature(THO) As per experimentation

Y3 Tube side pressure drop (∆Pt) As per experimentation

Y4 Shell side pressure drop (∆Ps) As per experimentation

考虑管内条带的STHE，以及(2)考虑管内条带的STHE。在壳程处的铜管(直径:10毫米，厚度:2mm)上排列有螺旋条(螺距:100毫米)。在分析过程中,管所取的方向保持在45°方向,60°方向以及90°方向。在这项研究中,因为挡板的形状增加了管子的外部周边区域,从而提高了传热速率，所以使用了折流板弓形缺口(25%),季度板(90°),和镜像季度板(−90°)。在分析过程中，热水以348K的温度进入，以及不同的质量流率分别以0.15785、0.3827、0.55763和0.71782 kg/s的速率进入换热器管的侧喷口处。在换热器壳体侧喷嘴的进口处，冷流体以298 K的速度进入，以及不同的质量流率分别以0.34589、0.8403、1.2245和1.5762kg/s的速率进入。冷水流是被分布在管道中的挡板所引导的。水以298 K的温度进入，从外壳的外部喷嘴出去从而进入大气压力。因此，在壳体出口处定义了压力边界。

在本研究中，我们考虑了70个实验数据集，以及测量了相应的输出。实验数据集的详细信息如表1所示。

传热速率和压降是根据流量的初始记录，以及壳程和管程的入口及出口温度来预先考虑的[18]。

速率可以通过公式(1)来得到。

Q = AU∆T m = (Q C +Q h )/2,                                       (1)

其中Q是平均热流生成于以瓦特为单位的冷热流体之间的;

Qc是冷流体的传热率，mc cpc (T co -T ci)；

qh是热流体的传热速率，mhcph(Thi-Tho)；

cpc和cph表示在以kj/kg K为单位的恒压冷热流体下的比热；

A=(∏dol)N是以m2为单位的管子的外部区域；

N为STHE中被考虑的管数；

do是以m为单位的出口管的直径；

l是以m为单位的管子的有效长度；以及∆Tm是以K为单位的对于冷热流体的对数平均温差。

热交换器由一个有很多根管子通过的壳体组成，

x=((t2-t1)√(1+R^2 ))/ln⁡〖[((2-p(1+R-1+R^2))/((2-p(1+R+√(1+R^2 )))]〗                      （2）

(a)：压降                                  (b)：传热

(c)：压降                                  (d)：传热

(e)：压降                                  (f)：传热

图3：在无带情况下，STHE中的压降和传热的变化

             R=(T1-T2)/(t2-t1)         &=(t2-t1)/(T1-T2)                      （3）

其中的t1和t2分别是壳程的进口和出口温度；以及T1和T2分别是管程的入口和出口温度，都以K为单位。

U=1/(d0/di+d0/2k1  log⁡〖d0/di+1/h0〗 )                    （4）