ОПТИМАЛЬНЫЙ СИНТЕЗ ТЕПЛООБМЕННЫХ СИСТЕМ

Построена область физической реализуемости двух- и многопоточного теплообмена в пространстве термодинамических показателей: тепловой нагрузки, диссипации энергии и коэффициента теплопроводности. Граница этой области достижима в противопоточном теплообменнике вытеснения при соблюдении условий, наложенных на теплоемкости потоков. С использованием понятия термодинамической эквивалентности двухпоточного теплообменника и многопоточной системы сформулированы требования к оптимальной теплообменной системе. Показано, что построенные по предложенному алгоритму зависимости температур холодного и горячего потоков от тепловой нагрузки в эквивалентном теплообменнике определяют общее число двухпоточных ячеек в системе, их тепловые нагрузки, коэффициенты теплопереноса, производство энтропии, структуру контактов. При этом каждый горячий поток в оптимальной системе может контактировать с несколькими холодными и каждый холодный — с несколькими горячими.        Рассмотрены случаи изменения фазового состояния потоков. Учтены ограничения на температуры всех или части потоков на входе и на выходе из системы теплообмена. Предложен алгоритм выбора свободных параметров потоков, их теплоемкостей, граничных температур, распределения поверхностей контакта.
Построена область физической реализуемости двух- и многопоточного теплообмена в пространстве термодинамических показателей: тепловой нагрузки, диссипации энергии и коэффициента теплопроводности. Граница этой области достижима в противопоточном теплообменнике вытеснения при соблюдении условий, наложенных на теплоемкости потоков. С использованием понятия термодинамической эквивалентности двухпоточного теплообменника и многопоточной системы сформулированы требования к оптимальной теплообменной системе. Показано, что построенные по предложенному алгоритму зависимости температур холодного и горячего потоков от тепловой нагрузки в эквивалентном теплообменнике определяют общее число двухпоточных ячеек в системе, их тепловые нагрузки, коэффициенты теплопереноса, производство энтропии, структуру контактов. При этом каждый горячий поток в оптимальной системе может контактировать с несколькими холодными и каждый холодный — с несколькими горячими.        Рассмотрены случаи изменения фазового состояния потоков. Учтены ограничения на температуры всех или части потоков на входе и на выходе из системы теплообмена. Предложен алгоритм выбора свободных параметров потоков, их теплоемкостей, граничных температур, распределения поверхностей контакта. Автор:  А. M. Цирлин
Ключевые слова:  двух- и многопоточный теплообмен, тепловая нагрузка, диссипация энергии, коэффициента теплопроводности, оптимальная теплообменная система, эксергия, энтропия
Стр:  287