第12章：换热器性能分析新方法.pdfVIP

第 58 卷 第 7 期 2009 年 7 月 物 　理 　学 　报 Vol . 58 ,No . 7 ,July ,2009 ( ) 10003290200958 07 476606 ACTA PHYSICA SINICA 2009 Chin . Phys. Soc . 换热器性能分析新方法 柳雄斌 　过增元 (清华大学工程力学系 ,北京 　100084) (2008 年 10 月 25 日收到 ;2008 年 11 月 20 日收到修改稿) 　　鉴于以加热或冷却为 目的的热量传递过程 ,其不可逆性应以　的耗散率来度量 ,为此可以用换热器中的　耗 散率定义换热器的当量热阻 ,它既包含换热器中的传热热阻 ,还包含了由非逆流形式和非平衡流引起的附加热阻. 换热器当量热阻的倒数称之为换热器的当量热导. 通过　耗散定义的换热器当量热阻建立了传热不可逆性与有 ( ) 效度的联系 ,并导得了换热器有效度与当量热导 热阻 和热容量流比的统一函数关系式 ,它适用于不同流程布置 ( ) 的换热器. 因此 ,有效度热导 热阻 方法能更方便于不同类型换热器性能的分析和比较. 关键词 : 换热器 , 热阻 , 耗散 , 熵产 PACC : 4425 , 8630R , 4490 即换热器性能愈好. 当流动布置型式和冷热流体进 1 引 言 出口温差已知时 ,我们就可以直接求得代表换热器 性能的平均温差. 对于特定的热负荷 ,就可求得所 在现有文献中 ,换热器的分析和设计通常有两 需换热面积 ,反之亦然. 种方法 : 对数平均温差法和有效度传热单元数 有效度传热单元数法是由 Kays 和 London[4 ] 提 法[ 1 ,2 ] . 对数平均温差法通常把传热系数 U 认为是 出的 ,把流体间实际换热量与最大可能换热量之比 常量 ,传热面积 A 均匀分布 ,把二者乘积看作换热 定义为换热器的有效度 ,显然 ,有效度反映了换热器 器的热导 ,则热量传递方程为 性能. 对于单流程的逆流和顺流换热器 ,有效度的 Q= UA ΔT , ( 1) 表达式为 M 其中 Q是热流 ,ΔT 是平均温差. 1 - exp [ - N tu ( 1 + C) ] M ε ( ) ( ) = , 　 顺流 , 3a 1 + C 对于单流程的顺流或逆流换热器