水蒸汽凝结过程的煅分析.pdf

第56卷第2期
汽轮机技术
lol. 56 No.2
2014年4月
TURBINE YECHINOLOGY
Apr.2014
水蒸汽凝结过程的炽分析
张明智,郭婷
(华北电力大学能源与动力工程学院,保定071003)
摘要;对于不同压力下饱和水蒸汽的凝结过程,利用饱和水蒸汽的焓值等价代替导热过程定义的燠所对应的热容
量,推出了水蒸汽凝结过程中的炽变化的计算表达式,得到了在不同压力下饱和水蒸汽凝结过程中燠变的变化趋
势及燠变值达到最大时对应的压力,为利用水蒸汽冷凝放热的热力设备优化提供依据。
关键词:凞;变;水蒸汽凝结
分类号:TK124文标识码:A文章编号:1001-5884(2014)02-0101-02
The Analysis of Entransy in Water Vapor Condensation Process
ZHANG Ming-zhi, GUO Ting
(School of Enery and Power Mechanical Engineering, North China Eletric Power University, Baoding071003, China)
Abstract For diferent pressure saturated vapor ondensation process, use saturated water vapor enthalpy value equivalent
insead of e ea capacity a is nie n aa conu ion educed e entransy change expression when
water vapor condensation. Including the change trend of entransy change in saturated vapor condensation under different
pressure, the pressure that corresponding the maximum entry change. It has provided the optimization for thermal
equipment that use the water vapor condensation heat release
Key words: entransy; entransy change; water vapor condensation
换过程中的优化,而实际换热器大多不涉及热功转换,因而
0前言
出现了“熵产悖论”,即换热器的熵产数不一定随着有效度的
减小而增大,在某些有效度范围内的熵产数反而随着有效度
殖着能源危机的不断加剧,低碳、节能已成为全球各国的减小而减小。
热衷的研究重点,而能源利用当中80%都要涉及到传热问
势能是物体由于位置或位形而具有的能量,在力学与电
题。以往的传热研究中,研究的重点在传热量的突破上,并学中勢能都具有较好的解释与物理意义,但热学中却缺乏与
未涉及传热效率的问题,在换热量一定的情况下如何提高传之相对的热势能。对于热学中的热量传递过程而言,物体传
热效率开始进入当下的研究之中。
递热量的能力主要取决于物体本身的温度及其本身所能容
过增元?通过比拟导热与导电现象的相似原理提出了纳热量的能力,类似于导电过程中的电势能表达式而定义了
描述物体传递热量能力的物理量一一炽,并指出在不可逆过热势能一一炽,并定义其计算式如下:
程中炽不守恒,存在炽耗散现象,通过燠和炽耗散等物理量
来表征物体传递热量的效率,炽耗散的不可逆性是传热能力
的不可逆。郭江峰,定义的耗散数成为评价换热器整体
时比热量传递与电量传递的过程可发现,热量与电量的
性能的新准则,并在管壳式换热器的优化设计上得到应用。传递守恒,但势能却存在耗散。对于热量的实际传递过程为
但对于有相变发生的换热过程尚未有理论提出怎样计算其不可逆,热势能必然存在损耗现象,即炽耗散现象,系统内烟
系统的燠耗散。
的变化表征了过程的不可逆程度。朱宏晔等人?通过电热
模拟裝置对导热过程的炽耗散存在极值进行了验证。对导
1热勢能炽
热微分方程进行变形整理,可得导热过程中的炽耗散函数。
程雪涛等人证明了孤立系统的燠减原理,但关于任意传热
对于实际工程中的热力学,多数涉及的都是不可逆过过程的炽耗散存在的理论证明尚未有文献可查阅。
程,表征不可逆程度的量度常采用熵这一物理量,关于熵的
对于不涉及热功转换的换热过程,炽耗散理论开始显现
研究已经逐渐成熟与完善, Bejan'3?对于用总熵产最小为目出较强的优越性。过增元的场协同理论与燠耗散也表现出
标函数对换热器进行优化,这种优化在热功转换的换热设备较好的一致性,以往的传热过程重点在于强化方面,增加换
中得到良好应用,但根据Cuy- Stodola定理:由不可逆因素热面积提高流速等,但炽理论的出现为传热的优化开辟了
引起的做功损失正比干总熵产率,最小嫡产法适用于热功转新路径。换热过程中的速度场与温度场是决定换热过程的
收稿日期:2013-11-22
作者简介:张明智(1956-),男,副教授,主要从事电厂热力学分析