ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Термодинамический анализ процессов теплообмена из "Расчет теплообменных аппаратов на электронных вычислительных машинах" Величины Qв и Qo отличаются друг от друга на величину потерь во внешнюю среду Qв. С такой точки зрения всякий теплообменный аппарат, имеющий удовлетворительную изоляцию, имеет высокий к. п. д. [c.187] Указанное здесь определение к. п. д. не учитывает основных энергетических потерь процесса теплообмена. М. А. Михеев называет эту величину коэффициентом удержания тепла (или холода). [c.187] Качественно правильно характеризуя процесс теплообмена с энергетической стороны, показатель эффективности М. В. Кирпичева не позволяет производить количественную оценку и сравнение процессов, у которых теплообмен осуществляется на различных температурных уровнях. Такими же особенностями отличается определение к. п. д., как доли располагаемого тепла горячего теплоносителя, использованного для подогрева холодного. [c.187] Ряд авторов определяют к. п. д. теплообменника как отношение количества действительно перенесенного тепла к максимально возможному, т. е. такому, которое имело бы место при бесконечной малой разности температур между потоками и отсутствии потерь в окружающую среду, т. е. [c.187] Так как работоспособность является функцией состояния, то такое определение к. п. д. учитывает потери, вызванные неравновесным теплообменом между теплоносителями, теплообменом с внешней средой и затратой работы на преодоление гидравлических сопротивлений. [c.188] Определение численного значения потерь энергии при теплообмене и разделение их на отдельные составляющие дает возможность расчетчику и конструктору выбирать путь, по которому нужно идти для усовершенствования агрегата. Так, например, если в общей сумме потерь энергии основную долю составляют потери от гидравлических сопротивлений ЛЛг.с или ЛЛу.сг, то необходимо, рассчитывая и конструируя теплообменник, соответствующим изменением конструктивных либо технологических величин снизить эти потери. [c.189] Использование уравнений (5-6) и (5-7) обычно затрудняется отсутствием диаграмм состояния чистых веществ в координатах Л (работоспособность — энтропия) или At (работоспособность — температура). Мало вероятно, что они будут построены. Кроме того, расчетчику или конструктору (особенно в области химической технологии) чаще приходится рассчитывать процессы для смесей, чем для чистых веществ построение диаграмм для смесей всех возможных концентраций практически невозможно. [c.189] Кроме того, расчет работоспособности смесей мало исследован теоретически и представляет значительные математические трудности. Поэтому для термодинамического анализа процессов в теплообменном аппарате нами предлагается методика, основанная на уравнениях (5-6) и (5-7), но не требующая указанных выше диаграмм. [c.189] Д г—приращение энтропии в этом элементе, дж/кг °К. [c.189] Потери работоспособной энергии и приращение энтропии в отдельных процессах, совершающихся в теплообменном аппарате, выражается следующими уравнениями. [c.189] Планиметрированием соответствующих площадей 3— 2о—/о—4—3 и 3—/в——4—3 можно определить численные значения изменений энтропий, по уравнению (5-9) — потери на неравновесный теплообмен. [c.190] Теплообмен с внешней средой, как это следует из уравнения теплового баланса теплообменного аппарата, приводит к потерям энергии самого высокого потенциала, соответствующего либо самому высокому значению температуры теплоносителя, отдающему тепло, когда 7 io 7 b. , либо самому низкому значению температуры, когда 7 ю Гв.с (в холодильных установках). [c.191] Численным значением потерь от теплопритока вдоль аппарата АЛв,п в большинстве случаев можно пренебречь. [c.193] Со — количество теплоносителя, отдающего тепло (холод). [c.193] Азо — изменение энтропии в процессе отдачи тепла Тв.с — температура внешней среды. [c.193] Схема потоков газа в детан-дерном теплообменнике. [c.194] Поток н. д. (азот) скорость Wo = 10 м[сек, критерий Рейнольдса Reo =19300, плотность p ,= 6,5 кг м , теплоемкость Сро= = 1 206 дж/кг -° гидравлический диаметр d — Ъ мм, длина I — = 0.9 м. [c.194] Гидравлические сопротивления при Re = 191 ООО, А. в=4-0,004= = 0,016. [c.194] Проделанный нами численный анализ термодинамических потерь в детандерном теплообменнике показывает, что основная доля потерь (73,5%) приходится на потери неравновесного теплообмена. Как видно, значительный вес (25,1%) имеют также потери во внешнюю среду, несмотря на высокое значение коэффициента удержа-.чия холода (е = 0,98). По-видимому, имеет смысл улучшить изоляцию теплообменного аппарата потери же в результате гидравлических сопротивлений настолько малы, что ими можно пренебречь. Это свидетельствует о возможности значительного увеличения скоростей в теплообменнике с соответствующей интенсификацией процессов. Абсолютное значение к. п. д. теплообменника очень низкое (г то=0,309) и может быть увеличено. [c.195] При термодинамическом анализе работы теплообменного аппарата с теплоносителем в виде чистых веществ наиболее точные результаты при минимальной затрате труда могут быть получены, если для построения процессов и приведения расчетов использовать диаграммы состояния теплоносителей. [c.195] Вернуться к основной статье