螺旋板式熱交換器的能效水平直接影響著石化、制冷等行業(yè)中裝置的整體能源利用效率。首先通過理論分析,確定采用綜合反映傳熱與流動特性的能效指標(biāo)K/?P對螺旋板式熱交換器進行評價具有較好適用性。其次,采用實驗方法對4臺典型結(jié)構(gòu)參數(shù)的螺旋板式熱交換器能效水平及影響因素進行研究,結(jié)果表明:螺旋板式熱交換器的能效指標(biāo)K/?P受關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)當(dāng)量直徑d_e和定距柱密度n影響顯著;4臺樣機能效指標(biāo)K/?P在各流速下平均值分別為1.00、0.85、1.49和1.97,相差較大,能效水平的高低與換熱面積無關(guān);能效指標(biāo)K/?P受流速影響顯著,隨流速的增加而降低,受流體進口溫度影響較小;4臺樣機能效指標(biāo)的相對高低在不同流速下及不同進口溫度下均具有較好的穩(wěn)定性。最后提出一套完整的螺旋板式熱交換器能效評價方法,對285臺螺旋板式熱交換器能效進行計算,并對能效等級進行了劃分。 

【文章來源】：石油化工設(shè)備技術(shù). 2020,41(03)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

4臺樣機在不同流速下的能效指標(biāo)K/?P的分布情況

圖1 4臺樣機在不同流速下的能效指標(biāo)K/?P的分布情況對4臺公稱換熱面積相同的樣機進行火用效率分析,從熱力學(xué)第二定律的角度對樣機的能效指標(biāo)分布進行驗證。如圖3所示,隨著能效指標(biāo)K/?P的增加,火用效率整體呈現(xiàn)上升趨勢,說明在熱量傳遞過程中,可用能的利用率與能效指標(biāo)K/?P具有較好的對應(yīng)關(guān)系。這從熱力學(xué)第二定律的角度驗證了能效指標(biāo)的有效性。

螺旋板式熱交換器的能效評價應(yīng)在同一熱工條件下確定不同結(jié)構(gòu)參數(shù)螺旋板式熱交換器的能效水平,以便在之后的設(shè)計應(yīng)用中選取高能效的結(jié)構(gòu)參數(shù),實現(xiàn)裝置的節(jié)能。從2.2節(jié)分析可知:螺旋板式熱交換器的能效指標(biāo)K/?P受關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)當(dāng)量直徑de和定距柱密度n影響顯著,4臺換熱面積相近的樣機能效水平差距較大,其能效水平的高低與換熱面積無直接關(guān)系;能效指標(biāo)K/?P受流速影響顯著,4臺樣機的能效指標(biāo)均隨流速的增加而降低。但4臺樣機能效指標(biāo)值的相對高低具有較好的穩(wěn)定性,如樣機4的能效指標(biāo)值在0.3～1.2 m/s 整個流速范圍內(nèi)均最高,而樣機2的能效指標(biāo)值在各個流速下均最低。同樣,在冷流體進口溫度分別為18 ℃和30 ℃的條件下,4臺樣機能效指標(biāo)值的相對高低也具有較好穩(wěn)定性,其能效水平均為:樣機4>樣機3>樣機1>樣機2。從理論分析可知,選取K/?P作為能效指標(biāo)具有較好的熱工穩(wěn)定性,即任意確定一個流速、 一個進口溫度對螺旋板式熱交換器進行能效測試, 均可確定其能效水平的相對高低。但由于能效指標(biāo)受流速影響較大, 為了避免在一個流速下進行評價具有的不確定性, 選取0.6、0.7、0.8、0.9和1.0 m/s 共5個流速進行測試,通過比較5個流速下的能效指標(biāo)的平均值確定能效水平的相對高低。參照相關(guān)測試標(biāo)準(zhǔn),冷流體進口溫度確定為30 ℃,熱流體進口溫度確定為50 ℃。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]定距柱對螺旋板式換熱器傳熱特性的影響[J]. 華婷婷,陳永東,徐雙慶,李雪.  高校化學(xué)工程學(xué)報. 2019(04)
[2]熱交換器能效評價指標(biāo)適用性及可行性研究[J]. 李雪,陳永東,吳曉紅,于改革.  熱能動力工程. 2019(02)
[3]螺旋板式換熱器發(fā)展優(yōu)勢及泄漏問題解決分析[J]. 王廣義.  石化技術(shù). 2018(04)
[4]基于耗散理論的螺旋板式換熱器多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計[J]. 蔡飛,吳吁生.  電力與能源. 2013(01)
[5]換熱器新評價標(biāo)準(zhǔn)——火積耗散均勻性系數(shù)[J]. 郭春生,程林,杜文靜.  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2012(03)
[6]換熱器的綜合效率分析[J]. 張丹,李菊香,陶漢中.  低溫與超導(dǎo). 2009(05)
[7]工業(yè)換熱設(shè)備能效評定方法的研究[J]. 吳菲,張紅,李維,繆春生.  冶金能源. 2009(02)
[8]換熱器傳熱強化性能評價方法分析[J]. 徐國想,鄧先和,許興友,王智金.  淮海工學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版). 2005(02)
[9]熱經(jīng)濟學(xué)分析方法及其在冷凝水回收系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 趙衍海,羅永浩,陸方,閆玉林.  動力工程. 2005(01)

碩士論文
[1]換熱器的熱力設(shè)計方法與性能評價[D]. 薛提微.山東大學(xué) 2017
[2]螺旋板式換熱器的優(yōu)化設(shè)計及熱力學(xué)分析[D]. 蔡飛.華東理工大學(xué) 2014



本文編號：3071165