高效换热器(热交换器)的换热器效率E和热容量
当不计热损失或无相变时,传热量可用冷流体吸热或热流体放热来表示。
图-1 理想换热器可能的温度分布
实际的传热量均低于此值。
为了衡量实际传热量接近理论最大传热量Q max的程度,提出了换热器效率,定义为:
若热流量热容量较小,则G1CP1=(GCp )min,由上式可得:
热容量比R即两种流体中较小的热容量与较大的热容量之比值。
若(G2CP2)=(GCp )min,则R=G2Cp2/ G1Cp1=(t'1-t"1)/( t"2-t'2)
可见R≤1,且该值越大,说明传热时的有效平均温压越大,反之则致温压较低。这是换热器的一个基本参数。
P=G1CP1(t'1-t"2)= G2CP2(t"2-t'2)(W)
假若冷热流体在面积为无限大的逆流换热器中换热,其温度分布有如图-1三种情况。无论哪种情况,根据热力学第二定律,流体可能的最大温压是t'1-t"2,故理论上最大传热量Q max为:图-1 理想换热器可能的温度分布
Q max=(GCp )min(t'1-t"2)
式中:(GCp )min为两流体中热容量较小者。实际的传热量均低于此值。
为了衡量实际传热量接近理论最大传热量Q max的程度,提出了换热器效率,定义为:
Q=Q/ Q max
即实际换热量与理论最大传热量之比。若热流量热容量较小,则G1CP1=(GCp )min,由上式可得:
E1=Q1/ Q/ Q max= {G1CP1(t'1-t"1)}/ {G1CP1(t'1-t"2)}= (t'1-t"1)/ (t'1-t"2)
若冷流体热容量较小,则有:
E2=(t"1-t'2)/ (t'1-t'2)
由于E1和E2的最后表现形式为具有较小热容量流体的实际温压与理论最大可能温压之比,故E1和E2亦可作为流体的温度效率来研究。但作为换热器效率的定义,应该用热量比的形式,故也有人将换热器效率的定义为“传热有效度”。热容量比R即两种流体中较小的热容量与较大的热容量之比值。
R=(GCp )min/(GCp )max
若(G1CP1)=(GCp )min,则R=GCp1/ GCp2=(t"2-t'2)/(t'1-t"1)若(G2CP2)=(GCp )min,则R=G2Cp2/ G1Cp1=(t'1-t"1)/( t"2-t'2)
可见R≤1,且该值越大,说明传热时的有效平均温压越大,反之则致温压较低。这是换热器的一个基本参数。