Термодинамический предел необратимости процесса теплообмена Ахременков А.А. ИПС РАН, 28.03.11. - презентация

1 Термодинамический предел необратимости процесса теплообмена Ахременков А.А. ИПС РАН,

2 Оценка эффективности двухпоточного теплообмена Дано: q – тепловая нагрузка поверхность теплообмена Какой теплообменник лучше? Как организовать потоки?

3 Термодинамически оптимальный двухпоточный теплообменник Если даны q,, T 1, то о птимальный теплообменник – трубчатый с противотоком, в котором T 1 (l)/T 2 (l)=m, W 1 /W 2 =m

4 Доказательство Л учше тот, у которого выше температура T 2. Это условие равносильно минимуму производства энтропии в системе.

5 Система многопоточного теплобмена T i – температуры потоков W i – водяные эквиваленты потоков ij коэффициенты теплообмена

6 Постановка задачи T 1, T 2 - минимальная и максимальная температуры горячих потоков u(T,T 0 )-температура холодного потока при контакте с горячим, имеющим входную температуру T 0 и текущую температуру T

7 Решение На первом этапе, будем считать q i и заданными при всех T. При этих условиях находится связь текущих температур потоков, u(T,T o ), соответствующих минимуму производства энтропии T oi, q i, для i-ого греющего потока. На втором этапе находятся такое распределение q i и, между теплообменниками, которое минимизирует i *(T io,q i

8 Первый этап

9 Второй этап Условие стационарности L по q

10 Результаты оптимальное значение температуры горячих потоков на выходе оптимальное распределение тепловых нагрузок и коэф. теплопередачи по потокам оптимальное отношение температур холодных потоков к горячим минимум производства энтропии в системе

11 Оценка совершенства Полученное минимальное значение при его сравнении с производством энтропии в действующей теплообменной системе, позволяет оценить степень термодинамического совершенства такой системы как отношение

12 Каким должен быть идеальный теплообменник?