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简述换热器火用损失及热力学效率的计算

作者: 添加时间:2014/8/9 21:23:11 浏览:

   换热器火用损失及热力学效率的计算。某炼油厂用175e的柴油将原油从70e预热到110e。已知柴油的处理量为34000kg/h、密度为715kg/m3、比热2.48KJ/kgK,导热系数为0.133W/mK,粘度为0.64@10-3NS/m2。原油处理量为44000kg/h、密度为815kg/m3、比热2.2KJ/kgK、导热系数为0.128W/mK、粘度为3@10-3NS/m2,传热管两侧污垢热阻均可取为0.000172m2K/W,两侧的阻力损失都不应超过0.3@105N/m2。

  试选用一列管换热器。T0=298K(环境温度)根据传热基本方程Q=KA$Tm、流体的对流给热系数Nu=0.023Re0.8Prn、流体在换热过程中的热量衡算式,分析该换热器的火用损失,将上表数据代入式得:Wl=119923.8 122.2 104.9=120150.59W该换热器的热力学效率:G=1-T0T2m1-T0T1m=60.27即:由热、冷流体温度差引起的火用损失为119923.8W,占火用总损失的99.8(其中由式得柴油与管壁之间对流热阻引起的火用损失占33.6,原油与管壁之间对流热阻引起的火用损失占57.4,管壁的导热热阻引起的火用损失近似为0,柴油及原油侧的污垢热阻引起的火用损失分别占5.0和4.0)。而因压降引起的火用损失只有0.2,衡量该换热过程热力学完善程度的热力学效率为60.27,说明节能潜力较大,节能的关键在于如何提高原油与管壁之间的对流给热系数,从而降低因热阻引起的火用损失。
  通过对换热器进行火用平衡分析,详细的推导了换热器内部火用损失的分布公式,它主要包括两大部分:一为由热、冷流体传热温差引起的火用损失,另一部分为两流体的流动压降造成的火用损失。通过实际例子计算出了换热器在传热过程中火用损失的具体分布,为制订节能措施提供了理论根据。