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管壳式换热器火用损分析杨波涛, 戚冬红(昆明理工大学生化学院, 云南 管壳式换热器火用损分析 杨波涛, 戚冬红 (昆明理工大学生化学院, 云南 昆明 650224) 摘要: 导出了管壳式换热器的火用损率计算公式, 对影响功火用损的因素进行了分析。 利用火用损比 N e 对比分析了逆流、并流及错流换热器的热力学性能, 对管壳式换热器选型和设计有一定指导意义。 关 键 词: 管壳式换热器; 火用损; 火用损率; 火用损比 中图分类号: TQ 05115 文献标识码: A Exergy lo ss ana ly s is of she ll-an d- tube exchan ger YA N G Bo 2tao , Q I D o ng2ho ng (Kunm ing U n ive r sity o f Sc ience and T ech no lo gy, Kunm ing 650224, C h ina) A bstra c t: E qua t io n s o f ra te o f exe rgy lo ss fo r sh e ll2and2tube exch ange r a re de r ived. Sp ec if ic o f exe rgy lo ss N e is p ropo sed to de sc r ibe th e th e rm o dynam ic p e rfo rm ance o f p a ra lle lf low , co un te rf low and tw o 2side2m ixed c ro ssf low h ea t exch ange r s. F ina lly, seve ra l co nc lu sio n s h e lp fu l fo r th e de sign and cho ice o f exch ange r a re p ropo sed. Key word s: sh e ll2and2tube exch ange r; exe rgy lo ss; ra te o f exe rgy lo ss; sp ec if ic o f exe rgy lo ss 符 号 说 明 dE —— 微元体的火用损率,W T 0 —— 环境温度, K q1 —— 换热管内表面的热流密度,W ?m 2 d i —— 换热管内径, m T (x ) —— 热流体的主流温度, K t (x ) —— 冷流体的主流温度, K m 1 —— 热流体的质量流率, k g?s m 2 —— 冷流体的质量流率, k g?s dp 1 —— 微元体管程压力降, P a dp 2 —— 微元体壳程压力降, P a Θ1 —— 热流体的密度, k g?m 3 Θ2 —— 冷流体的密度, k g?m 3 E c —— 温差传热引起的火用损率,W E p —— 流体阻力引起的火用损率,W T i —— 热流体进口温度, K T e —— 热流体出口温度, K ti —— 冷流体进口温度, K te —— 冷流体出口温度, K l —— 换热管长度, m C 1 —— 热流体的热容,W ?K C 2 —— 冷流体的热容,W ?K z 1 —— 热流体的压缩因子 z 2 —— 冷流体的压缩因子 R 1 —— 热流体气体常数, J ?k g·K R 2 —— 冷流体气体常数, J ?k g·K cp 1 —— 热流体定性温度下的比定压热容, J ?k g·K cp 2 —— 冷流体定性温度下的比定压热容, J ?k g·K ? p 1 —— 管程压力降, P a ? p 2 —— 壳程压力降, P a p 1 —— 热流体的进口压力, P a p 2 —— 冷流体的进口压力, P a 1m —— 热流体定性温度下的密度, k g?m 3 Θ Θ2m —— 冷流体定性温度下的密度, k g?m 3 T m —— 热流体的定性温度, K tm —— 冷流体的定性温度, K Γc —— 热力循环效率 Γm —— 机械效率 Γd —— 电机效率 N e —— 火用损比 Ε—— 换热器效率 收稿日期: 2001201208 基金项目: 云南省教委科学基金 (9842058) 作者简介: 杨波涛 (19642) , 男 (汉族) , 云南大理人, 副教授, 硕士, 主要从事换热器振动技术、热能系统分析及节能技 术的研究。 ·22·石 油 化工 设 备2001 年 第 30 卷结构。 压力降 ?p∝ um , u 为流速, m1 管壳式换热器火用损计算取一传热微元体, 假设管程走热流