基于火积的临氢降凝装置节能研究

火积的概念可以描述物体传递热量的能力,基于火积的能量利用效率可作为评价热量合理利用的依据。本研究建立了基于火积的换热网络能量利用效率的数学模型,通过对蜡油临氢降凝实际生产装置进行换热网络能量利用效率的分析研究,验证了火积传递效率的合理性。结果表明:取最小传热温差(ΔT_(min))分别为15,20和25 K,利用㶲分析法计算的㶲效率分别为90.32%,89.20%和88.08%,节约能量65.00%,59.25%和55.10%;火积分析法计算的火积传递效率分别为74.91%,73.46%和72.01%,节约能量55.44%,51.73%和48.01%,说明火积传递效率能够用来分析换热网络的热量是否被有效利用,然后实现热量的最大化利用及装置的经济效益最好的目标。

基于[火积]的SSOT装置换热网络能量利用效率的分析研究

(火积)的概念可以描述物体传递热量的能力,基于(火积)的能量利用效率可作为评价热量合理利用的依据。建立基于(火积)的换热网络的能量利用效率的数学模型,并提出相应的计算步骤,以最大能量回收为目标,通过对某单段单程加氢裂化(SSOT)实际生产装置进行换热网络能量利用效率的分析研究,验证(火积)传递效率的合理性。结果表明:分析SSOT装置的原始换热网络时,得出公用工程HU1、HU3、CU6、CU7的(火积)耗散率较大,分别为36.25%、35.36%、85.50%和68.97%,而基于的概念得到公用工程HU3、CU6、CU7的损率较大,分别为37.83%、17.98%和13.95%,则(火积)传递效率比效率分析换热网络的能量利用情况更加精确。选取最小传热温差ΔT_(min)=15 K后,(火积)传递效率从57.18%增加到76.45%,节约公用工程52.53%,效率从59.62%增加到83.31%,节约公用工程60.61%,进一步说明(火积)传递效率能够用来分析换热网络中的能量利用情况。

(火积)传递方程及其应用

(火积)是描述传热能力的物理量,在热量传递过程中伴随的(火积)传递,热量在传递过程中守恒,(火积)并不守恒,因而(火积)必定有其独特的传递规律.基于(火积)定义及其传递的思想,导出了描述多组分黏性流动体系(包含热传递、对流、质量传递和化学反应过程)的(火积)传递方程,它描述了该体系传热过程中(火积)的传递规律.给出了(火积)流及其(火积)耗散的表达式,并分析了其物理机制.进而讨论了(火积)传递方程在稳态对流传热过程中优化传热的理论和方法,从不同侧面应用稳态过程(火积)传递方程得到了(火积)耗散极值原理和最小热阻原理,给出了对单组分体系稳态对流传热和稳态导热过程应用的例证.

圆柱形内肋强化换热数值模拟与火积耗散分析

对内肋管内部流体的湍流换热过程进行了数值模拟,讨论了肋高和肋的轴向夹角对换热的影响。相比于普通圆管,内肋圆管内的传热性能明显得到提高。无量纲肋高度和角度分别为0.8°和40°时传热效果最佳,而在0.1°和40°时换热与阻力的比值（Performance Evaluation Criteria,PEC）最大,综合换热性能最佳,可用于强化地源热泵地埋管换热。此外,本研究从火积耗散与传热效率的角度分析了内肋强化传热机理,得到管壁冷却管内流体的火积传递效率计算式,为内肋管强化换热的深入分析提供了依据。

导热过程不同优化目标的优化准则

对于不同目的导热过程存在不同的优化目标。基于传递方程和火积传递方程,分别导出了以降低作功能力耗散为目标的导热过程优化准则和以降低传热能力耗散为目标的导热过程优化准则。以降低作功能力耗散为目标的导热过程优化准则表明,在总导热能力一定的条件下,相对温度梯度分布均匀导热最优;以降低传热能力耗散为目标的导热过程优化准则表明,在总导热能力一定的条件下,温度梯度分布均匀导热最优。