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污垢对换热器火用传递性能的影响
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张友利1 ,吴双应2 ,唐前辉1
1. 重庆电力高等专科学校,重庆 400053
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2 2. 重庆大学,重庆 400044
[摘要] 通过导出结垢前后换热器传热单元数之间的关系,并引入传火用有效度的概念,对考虑污
垢时的换热器火用传递性能进行了分析,讨论了洁净状态下的传热单元数和冷热流体热
容量比对结垢前后换热器的火用传递性能的影响。讨论结果表明,污垢对不同流型换热
器火用传递性能的影响不同。
[关键词] 换热器;污垢;火用传递;传热单元
[中图分类号] T K124
[文献标识码] A
[文章编号] 1002 3364 (2008) 05 0021 03
污垢广泛存在于各种能量(热量) 传递过程中,给结垢前后传热单元数之间的关系,探讨污垢对不同流
换热设备带来了一系列的经济损失[1 ] 。目前,分析污型换热器火用传递性能的影响,从而为定量分析污垢对
垢对换热器传热性能的影响主要有以下 3 种方法: (1) 换热器能量传递过程的影响提供新的途径。
给定污垢热阻(有时亦称污垢系数) ,也即污垢层所形
成的附加热阻; (2) 洁净系数法,即换热器在污垢状态 1 结垢前后换热器传热单元数之间的
下的总传热系数与洁净状态下的总传热系数之比; (3) 关系
采用冗余面积(excess area) 来计及污垢的影响,即在
保证换热器在结垢前后其传热量和冷热流体进出口温考虑污垢时逆流换热器的典型换热过程见图 1 。
度相同(即平均温压不变) 的情况下,污垢状态下的换
热面积与洁净状态下的换热面积相比所增加的百分
数。以上 3 种方法在分析污垢对换热器的传热性能影
响方面起到了一定的作用,但是它们大多主要从污垢
影响换热器传热量多少即从热力学第一定律出发提出
的,没有考虑污垢对换热器传热过程不可逆性的影响,
冷流体的质量流量热流体的质量流量
即对换热器能量质的损失的影响。同时以上各方法 Gc - ,kg/ s ; Gh - ,kg/ s ;
, Tci - 冷流体的进口温度, K; Tco - 冷流体的出口温度, K;
也不能反映污垢对不同流型的换热器传热性能的影 Thi - 热流体的进口温度, K; Tho - 热流体的出口温度, K。
响。尽管国内外有不少学者对换热器的不可逆性进行图 1 考虑污垢时的典型换热过程
了分析[ 2~6 ] ,但大多没有考虑污垢的影响。本文拟从以不考虑污垢时(即结垢前) 冷流体侧传热面积
[7 ,8 ]
换热器传火用有效度的概念出发,通过导出换热器 Fc 作为基准,则不考虑污垢时的传热方程为:
收稿日期: 2007 10 16
作者简介: 张友利(1971 ) ,女,硕士,重庆电力高等专科学校动力工程系讲师,从事热能利用与节能的教学与研究。
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1 1 δ 1 目标介质的实际火用变化
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