资源描述：
《换热器火用效率的影响因素及其在热经济分析中的作用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第5卷第2期沈阳电力高等专科学校学报Vol15,No122003年4月JournalofShenyangElectricPowerInstituteApr.,2003文章编号:1008-312X(2003)02-0005-02换热器火用效率的影响因素及其在热经济分析中的作用12项敬岩,王海青(11沈阳电力高等专科学校,辽宁沈阳110036;21山西华能榆社电力有限责任公司,山西榆社031800)摘 要:通过对简单换热器的火用效率进行分析,得出了在忽略热损失及压力损失时,换热器的火用效率不仅与换热温差的大小有关,而且与热冷流体的温度
2、有关的结论;提出了在热经济分析中,不能简单地根据火用效率的高低来判断换热器的结论。关 键 词:换热器;火用效率;温差;热冷流体中图分类号:TK11文献标识码:A 在对热力系统进行热经济分析过程中,需要值;如果其目的是用冷流体来冷却热流体,则产品计算各设备的火用效率,从而指出热力学性能需要为热流体火用的减少值,而燃料为冷流体火用的增加改进的设备,并提出改进的方案。换热器是热力值。系统中的一种常见设备,在对热力系统进行热经火用效率定义为系统的产品与燃料的比值,即:济分析时,当发现某换热器的火用效率较低时,人们Pη=(1)F通常会认为
3、是传热温差过大、热损失也过大或压力损失过大所致。因为,由热力学第二定律可知,2 换热器火用效率的影响因素分析温差传热过程是不可逆的,温差越大,不可逆性越假设某换热器的目的是用热流体来加热冷流大,因此火用效率越低;而热损失或压力损失均可造体,为简化分析,假设参与传热的热冷流体为同种成火用损失,因此会造成火用效率降低。但在热经济理想气体,压力相同并保持不变,质量流量相同,分析中,有时会发现某些火用效率较低的换热设备,比热相同并为定值,流动方式为顺流。假设没有其换热温差、热损失及压力损失并不大。由此可热损失,则可得如下热平衡方程:见,当
4、忽略热损失及压力损失时,换热器火用效率的Th1-Th2=Tc2-Tc1(2)影响因素除了换热温差之外,还有其他因素。本文就来分析影响换热器火用效率的这些因素。其中,Th1及Th2表示热流体的进出口温度,Tc1及Tc2表示冷流体的进出口温度。1火用效率的定义燃料为:为说明系统的火用效率,首先要说明燃料和产F=Eh1-Eh2=hh1-hh2-T0(Ssh1-Sh2)=品的定义。cp(Th1-Th2)-T0cpln(Th1/Th2)(3)产品是指系统的目的,以火用参数来衡量,符号其中,Eh1和Eh2表示热流体的进出口火用,而hh1、为F
5、。燃料是指系统为获得该产品所必需消耗的hh2及sh1、sh2表示热流体的进出口的焓和熵,cp代价,也以火用参数来衡量,符号为P。就换热器来表示气体的定压比热。说,如果其目的是用热流体来加热冷流体,则产品产品为:为冷流体火用的增加值,而燃料为热流体火用的减少P=Ec2-Ec1=hc2-hc1-T0(Sc2-Sc1)=收稿日期:2003-01-13作者简介:项敬岩(1968-),女,辽宁海城人,沈阳电力高等专科学校讲师,硕士.6 沈阳电力高等专科学校学报2003cp(Tc2-Tc1)-T0cpln(Tc2/Tc1)(4)-Tc1=3
6、0K,ΔT2=10K,当Tc1等于300K,350其中,Ec1、Ec2为冷流体的进出口火用,hc1、hc2及Sc1K,400K,及450K时,由式(9)及和sc2为冷流体进出口的焓和熵。Th1=Tc1+(Tc2-Tc1)+ΔT2+(Th1-Th2)换热器的火用效率为:(11)Tc2可得出表1所示结果。cp(Tc2-Tc1)-T0cplnPTc1表1 换热器的火用效率与热冷流体温度之间的关系η==(5)FTh1cp(Th1-Th2)-T0cplnTc1(K)300350400450Th2 利用方程Δh1(K)37042047052
7、0(2),Tc2可作如下变化:Tc2=Tc1+(Tc2-Tc1)=Tc1+(Th1-Th2)(6)η(%)5614771385158919 将方程(5)代入方程(4)可得: 由表1可见,即使平均温差保持不变,换热器Th1-Th2Tc2-Tc1-T0ln(1+)的火用效率也可能发生变化,它随着冷流体的入口Tc1η=(7)温度及热流体的入口温度的增加而增加。可见,Th1-Th2Th1-Th2-T0ln(1+)Th2在忽略热损失及压力损失的情况下,换热器的火用 如果Th2-Tc2用ΔT2表示,Th2可作如下变效率不仅与温差有关,而
8、且与参与换热的热冷流化:体的温度有关,在换热温差相同的条件下,换热流Th2=Tc1+(Tc2-Tc1)+(Th2-Tc2)=Tc1+(Tc2体的温度越低,火用效率越低。-Tc1)+ΔT2(8)3换热器火用效率的影响因素在热经 将式(8)代入式(7
