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(guò)理論分析,確定采用綜合反映傳熱與流動(dòng)特性的能效指標(biāo)K/?P對(duì)螺旋板式熱交換器進(jìn)行評(píng)價(jià)具有較好適用性。其次,采用實(shí)驗(yàn)方法對(duì)4臺(tái)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(jìn)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(tái)樣機(jī)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(wú)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(jìn)口溫度影響較小;4臺(tái)樣機(jī)能效指標(biāo)的相對(duì)高低在不同流速下及不同進(jìn)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(píng)價(jià)方法,對(duì)285臺(tái)螺旋板式熱交換器能效進(jìn)行計(jì)算,并對(duì)能效等級(jí)進(jìn)行了劃分。 

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

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4臺(tái)樣機(jī)在不同流速下的能效指標(biāo)K/?P的分布情況

圖1 4臺(tái)樣機(jī)在不同流速下的能效指標(biāo)K/?P的分布情況對(duì)4臺(tái)公稱換熱面積相同的樣機(jī)進(jìn)行火用效率分析,從熱力學(xué)第二定律的角度對(duì)樣機(jī)的能效指標(biāo)分布進(jìn)行驗(yàn)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(shì),說(shuō)明在熱量傳遞過(guò)程中,可用能的利用率與能效指標(biāo)K/?P具有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。這從熱力學(xué)第二定律的角度驗(yàn)證了能效指標(biāo)的有效性。

螺旋板式熱交換器的能效評(píng)價(jià)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(jì)應(yīng)用中選取高能效的結(jié)構(gòu)參數(shù),實(shí)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(tái)換熱面積相近的樣機(jī)能效水平差距較大,其能效水平的高低與換熱面積無(wú)直接關(guān)系;能效指標(biāo)K/?P受流速影響顯著,4臺(tái)樣機(jī)的能效指標(biāo)均隨流速的增加而降低。但4臺(tái)樣機(jī)能效指標(biāo)值的相對(duì)高低具有較好的穩(wěn)定性,如樣機(jī)4的能效指標(biāo)值在0.3～1.2 m/s 整個(gè)流速范圍內(nèi)均最高,而樣機(jī)2的能效指標(biāo)值在各個(gè)流速下均最低。同樣,在冷流體進(jìn)口溫度分別為18 ℃和30 ℃的條件下,4臺(tái)樣機(jī)能效指標(biāo)值的相對(duì)高低也具有較好穩(wěn)定性,其能效水平均為:樣機(jī)4>樣機(jī)3>樣機(jī)1>樣機(jī)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(gè)流速、 一個(gè)進(jìn)口溫度對(duì)螺旋板式熱交換器進(jìn)行能效測(cè)試, 均可確定其能效水平的相對(duì)高低。但由于能效指標(biāo)受流速影響較大, 為了避免在一個(gè)流速下進(jìn)行評(píng)價(jià)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(gè)流速進(jìn)行測(cè)試,通過(guò)比較5個(gè)流速下的能效指標(biāo)的平均值確定能效水平的相對(duì)高低。參照相關(guān)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),冷流體進(jìn)口溫度確定為30 ℃,熱流體進(jìn)口溫度確定為50 ℃。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3071165