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/Nm3
" T2 L+ w) @+ [) X# M
* |5 q* Z3 }( x$ K5 \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
) Q9 ^2 v; D/ M7 h( |
9 G7 s# F8 F+ j) W6 [# g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, w' g& f8 Q8 ]8 }, L
=504*55%*0.0327=9.06kJ/Nm3; s! O/ d$ L) w5 c" n R
' i; \% m" R( f9 X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
5 S% l8 [$ C5 K* |, O) z) p ^4 o4 ?- j7 z
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。6 V* K9 i3 P* ^. G$ B
7 B) ?3 ]8 F7 N: u; l& S) V
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。 ?7 l5 T8 Q9 W( a1 L5 q
, J, G, z# a* ~4 C) P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。6 d6 S3 ?8 p; D% d! e
|