资源描述：
《换热器的_效率分析》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14卷第4期 电 站 系 统 工 程 Vol.14No.41998年7月 PowerSystemEngineeringJul.1998换热器的火用效率分析重庆大学 吴双应 李友荣摘 要 以热力学第二定律为基础,对换热器的4种火用效率进行了分析,讨论了冷热流体热容量率比R、传热单元数Ntu和换热流型对换热器各种火用效率的影响。本文结果为工程上各种换热器的热力学性能分析和评价提供参考。关键词:换热器 火用效率 分析中国图书资料分类法分类号:TK123[1,2]
2、 换热器是各种能量系统中使用最广泛的单不同的火用效率具体定义形式。目前讨论最多元设备之一。目前对各种各样的换热器的性能的是换热器的目的火用效率,而对其它火用效率则分析一般有两种方法,一种是依据能量的数量讨论得较少,为此,本文对换热器的各种火用效率守恒关系,即以热力学第一定律为基础,分析换进行分析、讨论和比较,从而为工程上各种换热热器的能量在数量上转换、传递、利用和损失的器热力学性能的分析和评价提供参考。情况,并以能效率来反映它的性能;另一种方法1 换热器中各种火用的定义则是根据能量中火用的平衡关系,即以热
3、力学第二定律为基础,分析换热器中火用的转换、传递、111 数学模型利用和损失的情况,并以火用效率来反映其性能。考虑如图1所示的典型换热过程(To为环显然,能效率无法分析换热器中存在的能量质境温度,K)。假定传热及流动过程均为稳态过的贬值和损耗,从而不能揭示能量损失的本质;程,物性为常数,且不考虑轴向导热、散热和流而火用效率则是从能量质的角度来分析和评价换动火用损失,则冷热流体进出口火用分别为热器的性能,从而更加科学和全面,同时对换热ThiEhi=GhCph(Thi-To-Toln),(2)器的节能和优化设
4、计有着重要的指导意义。应To当指出,虽然火用效率有很多优点,但火用效率有着一定的不确定性,迄今尚缺乏统一的标准。火用效率的定义为作为收益的火用Gex=。(1)作为代价的火用表面看来,火用效率定义并不复杂,只要确定了哪些是收益的火用,哪些是消耗的火用,就能按上式计算出相应的火用效率;问题在于由于在不同的工艺过程中换热器所起的作用不同,同时由于考察换热器中火用的损失和目标的不同以及各人主观见解不同,从而导致人们对火用效率定义中收益的火用和消耗的火用有不同的理解,也就产生了收稿日期:1998201225吴双应,
5、男,1968年生,讲师,1994年在重庆大学获工学硕图1 典型换热过程士学位。热力工程系,400044.第4期 吴双应等:换热器的火用效率分析9Tho1.2.3 传递火用效率Gex3Eho=GhCph(Tho-To-Toln),(3)To当评价换热器本身的火用损失率时,采用传Tci),(4)递火用效率定义较合适,即Eci=GcCpc(Tci-To-TolnToEho+EcoTcoGex3=E。(12));(5)hi+EciEco=GcCpc(Tco-To-TolnTo由(2)、(3)、(
6、4)、(5)及(12)式化简,得式中,GcCpc与GhCph分别为冷热流体的热容量Gex3={1-ER(1-c)-co-coln{[1-ER(1-c)ö率;Thi、Tho为热流体的进出口温度;Tci、Tco为冷c]öco}+R·{c+E(1-c)-co-coln[cöco+流体的进出口温度。E(1-c)öco]}}ö{1-co+colnco+R[c-co-定义冷热流体热容量率比R=GcCpcöcoln(cöco)]}。(13)GhCph,传热单元数Ntu=kFöGcCpc,换热器传热1.2.4火用传递有效
7、度Gex4有效度E=(Tco-Tci)ö(Thi-Tci),于是当只关心换热器某一种流体火用的变化时,Tco=Tci+E(Thi-Tci),(6)如余热回收换热器等,笔者曾提出一个新的换Tho=Thi-ER(Thi-Tci);(7)热器热力学性能评价指标——火用传递有效度显然,E=f(R,Ntu,换热流型),其具体函数关系[4]Gex4,其实它也是一种火用效率。当取目标介质可参阅文献[3],其中交叉流动以一种流体横向为冷流体时,可定义火用传递有效度混合,另一种流体不横向混合的一次交叉流动冷流体火用变化Ec
8、o-Eci为例进行讨论。Gex4==(。冷流体最大可能火用变化Eco-Eci)max112 换热器各种火用效率定义式(14)1.2.1 普遍火用效率Gex1由(2)、(3)、(4)、(5)及(14)式化简,得当热流体出口火用Eho不再回收利用,成为外E(1-c)-coln[1+E(1-c)öc]Gex4=。(15)部损失时,此时使用普遍火用效率,即1-c+colncEco-EciGex1=。(8)2 结果分析和讨论Ehi由(2
