換熱器的綜合[火用]效率分析

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1、低溫與超導(dǎo)制冷技術(shù)Cryo．＆Supercond．第37卷第5期RefrigerationV01．37No．5換熱器的綜合火用效率分析張丹，李菊香，陶漢中(南京工業(yè)大學能源學院，南京21ooo9)摘要：利用大用分析的方法對換熱器進行了性能分析，推導(dǎo)出了綜合評價換熱器性能的公式；并以芳烴生產(chǎn)工藝中制苯工段的換熱器為實例進行了具體的太用效率分析，得出了換熱器的太用效率、單位面積的太甩收益、太甩損失及綜合性能評價指標。結(jié)果表明：流體發(fā)生相變的換熱器的性能要優(yōu)于單相流體換熱器的性能。關(guān)鍵詞：大用分析；太用效率；換熱器；芳烴制苯Completeexergyefiidency

2、analysisonheatexchangersZhangDan，LiJuxiang，TaoHanzhong(CollegeofEnergy，NanjingUniversityofTechnology，Nanjing210009，China)Abstract：PerformanceanalysisW88takenforheatexchangerswiththemethodofexergyanalysis．Theformulaforcomplete-lyevaluatingheatexchangerswaftfiguredout．Energyutilizationa

3、nalysisWaStakenforheatexchangers0fbenzeneproductioninproducingofaromatichydrocarbon，andexergyeficiency，exergyloss，exergybenefitpers(IIlaremeterandthenewindicatorwerederived．TheresultsshowedheatexchangerswithfluidphasechngehadbetterperformancethantheseofsinOephasefluid．Keywords：Exergya

4、nalysis，Exergyeficiency，Heatexchanger，Benzeneproducinginaromatichydrocarbon即由于隨傳熱單元數(shù)的變化規(guī)律對不同流型的換1引言熱器有所不同，而且隨冷熱流體的熱容量比存在波動性J，可見無因次熵產(chǎn)數(shù)的變化規(guī)律性較換熱器是能量系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的單元設(shè)差。而單純的失用效率分析法雖然能夠?qū)Ω鞣N熱力備之一，其性能的優(yōu)劣將直接影響到整個系統(tǒng)的過程和循環(huán)的熱力學不完善性進行分析，并且由于火用效率隨傳熱單元數(shù)呈現(xiàn)單調(diào)遞增】，又隨能量利用。對換熱器進行全面合理的評價，對于冷、熱流體的熱容量增大最后趨于某個極限值

5、改進系統(tǒng)的用能過程、降低能量消耗和原材料消(即存在火用效率的最大值)，火用效率分析法的理論耗具有重要的意義。早期對換熱設(shè)備的評價是基發(fā)展迄今為止已基本完善，在能源管理、石油化于熱力學第一定律，如采用以總傳熱系數(shù)、壓力工、熱能動力、制冷技術(shù)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)降△JP、傳熱有效度、傳熱單元數(shù)等熱力性能參用，但是，在整個評價過程中的經(jīng)濟性指標不夠明數(shù)構(gòu)成的評價體系，這種早期的評價體系直觀簡顯。苯作為重要的有機化工產(chǎn)品，其生產(chǎn)和消費單，但由于只從能量利用的量的方面評價了換熱無論在國內(nèi)還是在國外都占有重要的位置J。設(shè)備的性能?，忽略了能量的品質(zhì)在轉(zhuǎn)換過程中在芳烴制苯工段中

6、，換熱器的數(shù)量占了較大的比的變化，因而非常片面，不能體現(xiàn)出換熱過程的不例，大約為37％，其重要性顯而易見。因此本文可逆性和火用損失的具體環(huán)節(jié)。為了彌補這個缺將結(jié)合制苯工段的具體的換熱器采用包含經(jīng)濟性陷，后又出現(xiàn)了以熱力學第二定律為基礎(chǔ)并結(jié)合指標的火用效率分析法對換熱器進行綜合性能評價，熱力學第一定律的評價方法，其中常見的有火用效通過分析找出能量損失的關(guān)鍵點，為優(yōu)化制苯工段率田【2和無因次熵產(chǎn)數(shù)【3兩種分析方法。這的換熱器的設(shè)計和提高熱利用效率提供重要的理兩種方法都反映出了換熱器中傳熱過程的不可逆論基礎(chǔ)。性，但是無因次熵產(chǎn)數(shù)的分析法存在另外的缺陷，收稿日期：2009

7、—03—30作者簡介：張丹(1986一)，男，在讀碩士研究生。第5期制冷技術(shù)Refrigeration·73·2換熱器的火用分析AE，：(1一)Q(5)換熱器中流體相態(tài)的不同，使得換熱器體現(xiàn)冷流體的熱量火用，即火甩的增加量為：出不同的效率特性，因而須采用不同的分析方法。對于流體在其中發(fā)生相變的換熱器來說，換熱過AE：=(1一)Q(6)程中流體的溫度始終是飽和溫度而不發(fā)生變化，其中，Tc分別表示熱流體和冷流體的定性并且在換熱過程中又涉及到了相變潛熱，此類換溫度；Q表示熱負荷。熱器的效率分析方法將和單相流體換熱器的有所不同，以下分別展開討論。2．1單相流體換熱器的尖用

8、分析根據(jù)流