螺旋板式热交换器能效评价方法研究

发布时间：2021-03-08 13:57

　　螺旋板式热交换器的能效水平直接影响着石化、制冷等行业中装置的整体能源利用效率。首先通过理论分析,确定采用综合反映传热与流动特性的能效指标K/?P对螺旋板式热交换器进行评价具有较好适用性。其次,采用实验方法对4台典型结构参数的螺旋板式热交换器能效水平及影响因素进行研究,结果表明:螺旋板式热交换器的能效指标K/?P受关键结构参数当量直径d_e和定距柱密度n影响显著;4台样机能效指标K/?P在各流速下平均值分别为1.00、0.85、1.49和1.97,相差较大,能效水平的高低与换热面积无关;能效指标K/?P受流速影响显著,随流速的增加而降低,受流体进口温度影响较小;4台样机能效指标的相对高低在不同流速下及不同进口温度下均具有较好的稳定性。最后提出一套完整的螺旋板式热交换器能效评价方法,对285台螺旋板式热交换器能效进行计算,并对能效等级进行了划分。 

【文章来源】：石油化工设备技术. 2020,41(03)

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

4台样机在不同流速下的能效指标K/?P的分布情况

图1 4台样机在不同流速下的能效指标K/?P的分布情况对4台公称换热面积相同的样机进行火用效率分析,从热力学第二定律的角度对样机的能效指标分布进行验证。如图3所示,随着能效指标K/?P的增加,火用效率整体呈现上升趋势,说明在热量传递过程中,可用能的利用率与能效指标K/?P具有较好的对应关系。这从热力学第二定律的角度验证了能效指标的有效性。

螺旋板式热交换器的能效评价应在同一热工条件下确定不同结构参数螺旋板式热交换器的能效水平,以便在之后的设计应用中选取高能效的结构参数,实现装置的节能。从2.2节分析可知:螺旋板式热交换器的能效指标K/?P受关键结构参数当量直径de和定距柱密度n影响显著,4台换热面积相近的样机能效水平差距较大,其能效水平的高低与换热面积无直接关系;能效指标K/?P受流速影响显著,4台样机的能效指标均随流速的增加而降低。但4台样机能效指标值的相对高低具有较好的稳定性,如样机4的能效指标值在0.3～1.2 m/s 整个流速范围内均最高,而样机2的能效指标值在各个流速下均最低。同样,在冷流体进口温度分别为18 ℃和30 ℃的条件下,4台样机能效指标值的相对高低也具有较好稳定性,其能效水平均为:样机4>样机3>样机1>样机2。从理论分析可知,选取K/?P作为能效指标具有较好的热工稳定性,即任意确定一个流速、 一个进口温度对螺旋板式热交换器进行能效测试, 均可确定其能效水平的相对高低。但由于能效指标受流速影响较大, 为了避免在一个流速下进行评价具有的不确定性, 选取0.6、0.7、0.8、0.9和1.0 m/s 共5个流速进行测试,通过比较5个流速下的能效指标的平均值确定能效水平的相对高低。参照相关测试标准,冷流体进口温度确定为30 ℃,热流体进口温度确定为50 ℃。

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]换热器的热力设计方法与性能评价[D]. 薛提微.山东大学 2017
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本文编号：3071165