换热器中气液相变过程的热力学耦合研究

发布时间：2021-08-23 23:36

　　制冷系统的换热器中存在气液相变过程,为了揭示气液相变过程中传热与传质过程之间的相互作用机制,介绍了孤立系统中热力学耦合的3种情况,运用孤立系统的热力学耦合对换热器中气液相变过程进行深入研究。研究结果发现,气液相变换热过程中的热量传递过程和相变传质过程之间的相互作用机制符合能量转换的热力学耦合机制,即熵产率大于零的自发过程可以驱动熵产率小于零的非自发过程。 

【文章来源】：甘肃科学学报. 2020,32(05)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

冷凝器中气-液相变的传热、传质过程

蒸发器中液-气相变的传热过程和传质过程示意图如图2所示。在蒸发器中,液态制冷剂发生液-气相变,它需要从低温环境中吸收热量,取液态制冷剂为高温热源,低温环境为低温热源,如图2(a)所示,传热过程的温差梯度方向与热流方向相反,即广义力与广义流为反相位,可判断传热过程为熵产小于零的非自发过程。而液态制冷剂变成气态制冷剂的传质过程中,从图2(b)中得到化学势差方向和质量流方向一致,即广义流与广义力同相,故传质过程是一个熵产大于零的自发过程。与冷凝器一样,蒸发器中传热过程和传质过程的的熵产率之和大于零,即满足孤立系统熵增原理,从而熵产率小于零的传热过程可以发生。由于与非自发的传热过程同时发生的还有一个自发的传质过程,用热力学耦合解释为:自发传质过程可以驱动非自发传热过程的发生,即在气态制冷剂变成液态制冷剂的流动传质过程中,驱动了从低温环境中吸收热量的传热过程。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3358817