换热温差有效能损失主要指换热器的内部温差,冷量的能质系数公式k=(T0/T-1),如果环境温度300K,换热温差3K,则此换热过程使能质系数降低(300/(T-3)-300/T),氮气压力5atm时,饱和温度大约94K。1atm饱和液氮冷量0.15kWh/Nm3,5atm饱和液氮冷量要小一点,大约0.14kWh/Nm3,合0.14*3600=504kJ/Nm39 i1 L x& b! o
& e* P- [9 y3 O7 {
将能质系数降低量(300/(T-3)-300/T)积分,T由300K降至94K,计算出能质系数降低量的平均值是0.0327: ]& @* G. J- ^& w0 P0 @- d
4 J' v% \! @ u" ?3 H& T# P. ~
氮气冷却和冷凝过程中,显热大约占55%,则主换热器温差有效能损失
& L4 m. q+ b& B) Y, k=504*55%*0.0327=9.06kJ/Nm34 N9 X" E) m0 e8 V p1 x" A
* p5 E3 O9 U$ C [6 H6 e' Z- |* L1 c
冷凝蒸发器温差1.6K,能质系数降低值(300/(94-1.6)-300/94)=0.0553,潜热占45%,则冷凝蒸发器温差有效能损失=504*45%*0.0553=12.54kJ/Nm3
& e% T4 [, J/ c* ]+ v! k! L* ~, I# L, d; a& q' C
可见,虽然冷凝蒸发器换热量小于主换热器,而且冷凝蒸发器温差1.6K比主换热器温差3K更小,但冷凝蒸发器温差损失比主换热器更大。低温下的传热过程,温差有效能损失相当大,不能忽略不计。4 E) x+ l" z: C- Q
7 D3 K/ d3 V2 F- L& n$ `# e6 V9 H主换热器温差损失与冷凝蒸发器温差损失之和=9.06+12.54=21.7kJ/Nm3,与以上阻力损失21.9kJ/Nm3接近。
. F. {3 [, o; P, V9 }4 |# N
- q& o5 N0 l9 p% o单位电脑上没有空分软件,以上有些数据可能不是很准确,但温差损失的计算方法就是如此。. K6 p6 d& j" s7 Y0 O: Z
|