Оценка эффективности теплообменных аппаратов системы охлаждения
Термодинамическая эффективность охлаждающей системы. Расчет эксергетических потерь в процессах. Зависимость отдельных составляющих потерь эксергии от скорости теплоносителя или поверхности теплообмена. Ограничения параметров по тепловой напряженности.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 25.02.2019 |
| Размер файла | 97,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1
1
ФГБОУВО СПбГАУ Санкт-Петербург, Россия
Оценка эффективности теплообменных аппаратов системы охлаждения
Магистрант Приходько Екатерина Николаевна
Среди существующих подходов разработки методики анализа энергоэффективности тепломассообменных процессов в системе охлаждения является эксергетический метод анализа. Эта методика весьма перспективная при оценке термодинамического совершенства энерготехнологических систем. Данный метод позволяет оценить потери работоспособности (эксергетические потери) и степень эффективности технических систем, а также предусмотреть пути их совершенствования. Анализ эксергетических потерь в различных необратимых процессах представляет интерес еще и тем, что эти потери неизбежно переходят в окружающую среду, тем самым характеризуя тепловые загрязнения атмосферы.
Анализ термодинамической эффективности охлаждающей системы в целом можно провести на основе эксергетического баланса:
теплоноситель напряженность охлаждающий эксергия
У подв = У отв + УЕпот = УЕотв + УЕвнпот + УЕпотвш, (1)
где УЕподв - подведенные к системе эксергии различных видов; УЕотв - отведенные от системы эксергии; УЕпот - потери эксергии; УЕпотвн - внутренние потери эксергии, связанные с необратимостью процессов, протекающих внутри системы (потери от гидравлических сопротивлений, неравновесных тепло- и массообмен и т.д.); УЕпотвш - внешние эксергетические потери, связанные с условиями взаимодействия системы с окружающей средой (неиспользуемая энергия потоков веществ, выходящая из системы) [2].
Расчет эксергетических потерь в процессах можно определить по уравнению Гюи - Стодолы. Общие потери эксергии от необратимости процесса теплообмена и гидравлических сопротивлений в радиаторе можно выразить в следующем виде
ДЕ = ДЕ+ Д , (2)
где ДЕ - потери эксергии и вследствие теплообмена при конечной разности температур теплоносителя и окружающего воздуха; ДЕ - потеря эксергии вследствие гидравлического сопротивления радиатора.
Также потери эксергии напрямую зависят от скорости теплоносителя и площади охлаждающей поверхности радиатора [1, 2]. С увеличением скорости охлаждающей жидкости растет и коэффициент теплопередачи через стенки радиатора в окружающую среду. Это приводит к уменьшению средней разности температур теплоносителя и воздуха и, как результат к снижению эксергетических потерь от конечной разности температур [3]. При этом гидравлическое сопротивление в трубках радиатора возрастает, следовательно, повышается производство энтропии, что приводит к эксергетическим потерям (рисунок 1).
Рисунок 1 - Зависимость отдельных составляющих потерь эксергии ?Е , ?Е от скорости теплоносителя Т или поверхности теплообмена пов
Влияние охлаждающей поверхности радиатора Fпов на эксергетические потери ?Еq и ?Ео аналогично влиянию скорости теплоносителя Vт. С увеличением величины поверхности уменьшается средняя разность температур теплоносителя и воздушного потока, что приводит к снижению эксергетических потерь от конечной разности температур ?Еq [2]. Потери ?Ео, наоборот, увеличиваются, так как с ростом площади поверхности повышаются потери от гидравлического сопротивления о охлаждающего теплообменника. Кривая, изображающая изменение суммарных эксергетических потерь ??Е в зависимости от Vт и Fпов, носит экстремальный характер. Если при оценке эффективности работы теплообменника не учитывать никаких затрат, кроме перечисленных, то оптимальные значения параметров Vт и Fпов соответствуют минимуму на кривой эксергетических потерь [3].
Таким образом, существует реальное научное противоречие, состоящее в необходимости повышения эффективности рабочего цикла, мощности и экономичности, с одной стороны, и обеспечении ограничения параметров по тепловой напряженности, затрат мощности на привод вентилятора - с другой.
Список использованных источников
1. Зейнетдинов Р.А. Теоретические основы энтропийно-статистического анализа энерготехнологических процессов в поршневых двигателях //Монография, СПб: СПБГАУ, 2011. - 155 с.
2. Зейнетдинов Р.А. Основы энтропийного анализа энергетических потерь в системе охлаждения поршневых двигателей //Сб. научн. трудов международной конференции Двигатель -2010, посвященной 180 - летию МГТУ им. Н.Э.Баумана,- М.:МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2010. - С.257 - 261.
3. Зейнетдинов Р.А. Эксергетические потери в охлаждающей системе поршневых энергоустановок при необратимых процессах //Известие СПбГАУ, № 39 СПб.:-2015.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Применение теплообменных аппаратов типа "труба в трубе" и кожухотрубчатых для нагрева уксусной кислоты и охлаждения насыщенного водяного пара. Обеспечение должного теплообмена и достижения более высоких тепловых нагрузок на единицу массы аппарата.
курсовая работа [462,6 K], добавлен 06.11.2012Назначение системы управления по минимуму потерь, особенности ее применения для малых и средних двигателей, оценка эффективности. Расчет потерь в асинхронных двигателях. Методика разработки системы оптимального управления. Анализ динамических режимов.
контрольная работа [330,9 K], добавлен 26.05.2009Изучение конструкции и принципа работы спиральных теплообменников. Рабочие среды спиральных теплообменных аппаратов. Расчет тепловой нагрузки, скорости теплоносителя в трубах, расхода воды, критериев Рейнольдса и Нуссельта, коэффициентов теплоотдачи.
контрольная работа [135,3 K], добавлен 23.12.2014Расчетный режим холодильных установок. Расчет площадей, объемно-планировочное решение холодильника. Тепловой расчет холодильника и выбор системы охлаждения. Оценка и подпор компрессоров и теплообменных аппаратов. Автоматизация холодильной установки.
дипломная работа [109,9 K], добавлен 09.01.2011Определение поверхности теплообмена и конечных температур рабочих жидкостей. Расчетные уравнения теплообмена при стационарном режиме - уравнение теплопередачи и уравнение теплового баланса. Расчёт кожухотрубчатого и пластинчатого теплообменных аппаратов.
курсовая работа [5,2 M], добавлен 03.01.2011Характеристика объемно-планового решения. Особенность определения тепловых потерь. Гидравлический расчет однотрубной системы отопления. Тепловой подсчет системы отопления и подбор отопительных приборов. Фактический расход теплоносителя на участке.
курсовая работа [485,8 K], добавлен 09.11.2022Оборудование для хранения битумов, виды нагревательных устройств. Физико-химические основы процесса горения. Принципиальная схема битумохранилища. Расчет потерь тепла через стенки и днище в почву, площади поверхности жаровой трубы, расхода теплоносителя.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 19.09.2013Понятие и классификация теплообменных аппаратов. Определение площади поверхности теплообмена и коэффициента теплопередачи. Расчет гидравлических и механических характеристик устройства. Обоснование мероприятий по снижению гидравлического сопротивления.
курсовая работа [83,2 K], добавлен 17.07.2012Индекс для горячего теплоносителя и средняя движущая сила процесса нагревания. Расход теплоты с учетом потерь, объемные расходы этанола и пара. Определение максимального значения площади поверхности. Проверочный расчет теплообменника, запас поверхности.
контрольная работа [43,0 K], добавлен 04.07.2010Классификация теплообменных аппаратов и теплоносителей. Конструкции трубчатых, пластинчатых и спиральных аппаратов поверхностного типа. Определение поверхности нагрева, длины и количества секций прямоточного водяного обогревателя горячего водоснабжения.
курсовая работа [961,6 K], добавлен 23.04.2010Основные виды теплообменных аппаратов, применяемых в химической промышленности. Основы процесса, протекающего в кожухотрубчатом теплообменнике. Расчет энтальпии нефти на выходе в теплообменник, тепловой баланс и противоточная схема процесса теплообмена.
курсовая работа [735,3 K], добавлен 07.09.2012Конструирование и расчет однотрубной системы водяного отопления. Определение расчетного теплового потока и расхода теплоносителя для отопительных приборов. Гидравлический расчет потерь теплоты помещениями и зданием, температуры в неотапливаемом подвале.
курсовая работа [389,8 K], добавлен 06.05.2015Реконструкция градирен водооборотного цикла Турбинного цеха ООО "ЛУКОЙЛ-Волгоградэнерго" Волжской ТЭЦ. Классификация и область применения градирен, принципы охлаждения. Тепловой и аэродинамический расчеты, потери воды, экономическая эффективность проекта.
дипломная работа [785,6 K], добавлен 11.06.2015Классификация теплообменных аппаратов. Проведение поверочного теплового и гидравлического расчётов нормализованного кожухотрубного теплообменного аппарата, предназначенного для охлаждения масла водой с заданной начальной и конечной температурой.
контрольная работа [64,1 K], добавлен 16.03.2012Классификация теплообменных аппаратов. Расчёт гидравлического сопротивления теплообменника. Расчет холодильника первой ступени. Вычисление средней разности температур теплоносителей. Расчет конденсатора паров толуола и поверхности теплопередачи.
курсовая работа [688,1 K], добавлен 17.11.2009Краткое описание печи и взвешенной плавки, общая система охлаждения холодной водой. Модель полного расчета системы водяного охлаждения кессонов печи взвешенной плавки, ее практическое значение. Построение характеристики сети, определение потерь тепла.
курсовая работа [575,8 K], добавлен 20.11.2010Расчет и характеристика системы "насос – клапан" и трубопровода. Нахождение на графике рабочей точки системы, расчет скорости поршня для фактического расхода. Анализ перепада давления на клапане. Определение потерь на местном сопротивлении трубопровода.
контрольная работа [104,3 K], добавлен 23.12.2011Проектирование теплообменного аппарата. Термодинамический и гидродинамический расчет. Теплофизические свойства теплоносителей, компоновка теплообменной системы. Определение потери давления горячего и холодного теплоносителя при прохождении через аппарат.
курсовая работа [290,0 K], добавлен 19.01.2010Выбор гидродвигателей по заданным нагрузкам. Расчет гидроцилиндров, гидромоторов, потерь давления в гидросистеме, диаметров трубопроводов для контуров. Проверочный расчет гидросистемы, определение КПД. Расчет гидропривода и поверхности теплоотдачи.
курсовая работа [261,0 K], добавлен 14.01.2014Ректификация нефтяных смесей. Системы теплообмена установок первичной перегонки нефти и ректификации углеводородных газов. Оценка возможности повышения эффективности системы теплообмена. Рассмотрение оптимизированной схемы с позиции гидравлики.
дипломная работа [854,7 K], добавлен 20.10.2012
