三效顺流蒸汽喷射式热泵蒸发系统的计算.pdf

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1、第33巷第8期现代化工气¨g．2⋯32f"3年8罔eⅢC1豫~fica{《{l_lst删·l17·三效顺流蒸汽喷射式热泵蒸发系统的计算邢晓康，魏峰，史晓平，王新亮(河北工业大学化工学院，天津300130)摘要：为研究和设计三效顺流蒸汽喷射式热泵蒸发系统，建立了数学模型，利用MATLAB软件的fsolve函数进行了求解，并以蒸发装置年费用为目标，对热泵蒸发系统进行了初步经济核算。算例表明，该方法简单方便，收敛性好，在满足蒸发器正常运行条件下，一效加热蒸汽温度越小，传热温差-一越小，年费用越小。关键词：蒸汽喷射器；热泵；蒸

2、发；fsolve；年费用中图分类号：TQ021．2文献标志码：A文章编号：0253—4320(2013)08一O117一O3Calculationofthree．effectdownstreamsteamjetheatpumpevaporationsystemXINGXiao—kang，WEIFeng，SHIXiao-ping，WANGXin—liang(InstituteofChemical，HebeiUniversityofTechnology，Tianjin300130，China)Abstract：Themat

3、hematicalmodelofthree—effectdowns~eamsteamjetheatpumpevaporationsystemisestablishedforresearchanddesign．ThemodelissolvedbythefsolvefunctionofMATLABsoftwareandtheeconomyofannualcostofevaporationdeviceisestimatedpreliminarily．Theexampleshowsthatthemethodissimplean

4、dconvenient，anditisgoodconvergence．Undertheconditionsatisfiedthenormaloperationofevaporator，thefirsteffectofheatingsteamtemperatureT1andtheheattransfertemperaturedifferenceT1一aresmaller，theannualcostissmaller．Keywords：steamejector；heatpump；evaporation；fsolve；ann

5、ualcost热泵是一种将低温热源的热能转变为高温热源效产生的二次蒸汽，混合后进入一效加热室，其余部的装置，是余热利用的强有力工具，广泛应用于空调分进入二效加热室，末效二次汽进入冷凝器冷凝。和化工等工业领域，在能源的节约和环境保护方面料液顺次进入一效、二效、三效蒸发器，浓缩液从三起着重大的作用。多效蒸发结合热泵技术是广泛应效排出。用于化工、轻工、食品、制药等工业的蒸发节能技术，但是目前对热泵蒸发的计算和优化研究相对较少，多数研究集中在多效蒸发的计算和优化方面。关于热泵蒸发以海水淡化方面的研究居多，但海水淡化的热泵蒸发系

6、统不完全适用于常规的蒸发作业，因此对常规多效热泵蒸发系统计算的深入研究可以继续拓展其在工业领域的应用，达到节能降耗的目的。l一一效蒸发器；2一二效蒸发器；3一三效蒸发器；4一蒸汽喷射式热泵；5一冷凝器本文针对三效顺流蒸汽喷射式热泵蒸发系统建立数学模型，利用MATLAB软件的fsolve函数进图1三效顺流蒸汽喷射式热泵蒸发系统行数值求解，并以蒸发装置年费用为目标进行初步流程示意图经济核算。为简化计算，对热泵蒸发系统做如下设定：①忽略冷凝液余热及末效二次汽余热。实际工程设计1数学模型中，可以利用冷凝液余热和末效二次汽余热来

7、提高三效顺流蒸汽喷射式热泵蒸发系统的流程示意原料液进蒸发器的温度；②冷凝真空度受冷却水温、图如图1所示，生蒸汽通过蒸汽喷射器抽取部分一真空泵功率等条件制约，提高真空度可提高传热温收稿日期：2013—03—28；修回日期：2013—06—06基金项目：河北省自然科学基金项目(B2010000026)作者简介：邢晓康(1987一)，男，硕士生；史晓平(1965一)，男，副教授，研究方向为化工过程强化与优化，通讯联系人，020—60204052，xpshi@hebut．edu．cn。·1l8·现代化工鬻3-{卷第8瀚差，但也

8、增加真空系统动力费。考虑到实际工程中Pa；／7为相对压力；为绝热系数。多采用循环冷却水作为冷却介质，而循环水受环境第三效温度限制，工程中冷凝温度一般取高于水温3—=-q3[(H3+F3h一F2h2)／r](1O)5℃，因此可将冷凝真空度当作已知量来处理；③对式中，叼。为三效热利用系数；F3为完成液量，kg／h；不同类型的蒸发器，有