换热器效能评价新方法1 .doc

换热器效能评价的新方法 摘 要：换热器是一种热工设备，在进行能量转换的同时，也消耗了材料与能量。如何用最小的材料、能量投入获得最大的转换效果，是换热器效能高低的标志。在用热力学第一、第二定律及物质能值分析换热器制造使用中的能量流向后，就确立衡量换热效果的新尺度 关键词：换热器 熵 （Exergy） （Anergy） 平均能耗 A new method for evaluation of efficiency of heat exchanger Abstract: Heat exchanger is a kind of thermal equipment. It has energy and material consumption in energy conversion process. How to get the best effect of up-conversion with the least input that is an important mark of heat transfer enhancement performance. Analysis energy flow in application and manufacture of heat exchanger by use of the First , the Second Law of Thermodynamics and energy levels of matter, establish new scale of heat transfer enhancement performance. Key words: heat exchanger entropy exergy Anergy average energy 换热器是工业上进行热交换的主要设备，在工业的各个领域中进行广泛的物质之间的热交换。目前在换热器的设计过程中，已经有很多关于如何进行优化的理论，但是如何衡量换热器的效率，如何才能用最少的材料、能量消耗获得最大的、最有效热量的转换，下面是笔者对这些问题的粗浅探索。 热量的描述。 在所有的工业中，设备的热交换都符合热力学第一定律和第二定律。第一定律主要描述能量数量的守恒，第二定律主要描述过程运行方向——熵增加的方向。这样，根据这两个定律对于参加传热的热量的评价就有了两个方面的内容：一个是热量的数量，一个是热量的质量。 热量的数量是系统能量平衡的数学描述，是热力学第一定律的表现形式1；热量的质量是系统传热方向的数学判断依据之一，是热力学第二定律的表现形式。 用来描述热量质量的物理量为有效能（Exergy），又称为2，它表示热量中能够对外做功的部分；而热量中不能对外作功的部分称为（Anergy）。 在一个封闭的体系中，无论进行什么样的过程，这个体系内的熵都是不能减少的。如果过程是可逆的，那么熵既不增加也不减少，如果过程是不可逆的，那么熵是增加的。这样就可以知道，在我们所处的环境体系中，的数量是不可能增加的。 换热器的能量转换分析。 换热器进行热量转换的目的只有一个：对可以做功的热量即有效能进行从一个载体到另外一个载体的转移。但是换热器在进行有效能——转移的过程中，同时也转移了不能对外做功的热量，而且在进行转移时，还存在着一定的损失。从热力学定律的角度来看，热量转移的效果依然可以用两个方面的内容来表达：一个是总热量（包括和）的转移量，另外一个是的转移量。作为一个封闭体系，的值始终在减少，这样可用于对外做功的热量也越来越少。，换热器作为一种能量转换设备，它需要尽可能多的转换的量，因此换热器所能转换的数量就代表了换热器的转换能力。 换热器本身消耗的能量分析 换热器是一种设备，设备在制造、运行时都需要消耗一定数量的能量。 人们在制作换热器时所需的材料，绝大多数情况下是通过消耗一定的能量、经过一定的过程才能从周围环境中得到，在得到这些材料的同时，也会造成的减少。通常，人们把一定时期内为获取这些材料而消耗的平均能量称作该材料的平均能耗3。平均能耗是个统计的概念，具有一定的时效性，普遍性。材料的平均能耗与材料用量的乘积来代表了为制造换热器而使用的材料的能量消耗，在这里把材料看成能量的物质载体。这样做的好处是可以把换热器的物质和能量统一起来，为以后的换热器评价提供参考基准。 在制造换热器的过程中，需要经过运输、机加工、焊接、安装等工序，每道工序都需要消耗一定的能量，损失一定的材料。这些能量与材料的消耗也应该属于换热器自身的能量消耗，在进行换热器评价时需要考虑。实际上，笔者认为取一定时期内行业平均加工能耗就可以代表制造换热器所需要的能量消耗了。 换热器投入使用后会必然造成系统一定的阻力损失，为了克服这些阻力，系统需要消耗一些额外的能量，这就是