專利名稱：間壁式換熱器效能的評(píng)價(jià)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種換間壁式熱器效能的評(píng)價(jià)方法。
技術(shù)背景在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用著間壁式換熱器，普遍存在隨運(yùn)行時(shí)間增加，污塘 熱阻增大的現(xiàn)象，危害著生產(chǎn)過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性和安全性。因此，在生產(chǎn)過(guò)程中需 要對(duì)換熱器效能進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)，掌握污垢熱阻的變化情況，以便制定有效的技 術(shù)措施，及時(shí)地恢復(fù)換熱器的工作效率和能力，達(dá)到維持生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性和安全性 的目的。目前普遍采用的效能評(píng)價(jià)方法是，基于傳熱機(jī)理和流動(dòng)機(jī)理分析的換熱過(guò)程評(píng)價(jià)方法。這種評(píng)價(jià)方法一般用表征換熱過(guò)程強(qiáng)度的傳熱系數(shù)K或K的 衍生指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)換熱器效能的優(yōu)劣，在計(jì)算傳熱系數(shù)K的過(guò)程中，需要使用換 熱工質(zhì)的流量參數(shù)。但是在實(shí)際中，流量測(cè)量比較復(fù)雜而且費(fèi)用昂貴，到目前 為止仍然存在一定的技術(shù)難度，使得準(zhǔn)確計(jì)算傳熱系數(shù)K成為困難。在對(duì)傳熱 系數(shù)K進(jìn)行分析的過(guò)程中，需要使用換熱器的幾何參數(shù)構(gòu)造的經(jīng)驗(yàn)公式，每個(gè) 公式都有比較嚴(yán)格的適用范圍限制。由于無(wú)法在換熱器的全工況范圍內(nèi)確定合 理的比較基準(zhǔn)，導(dǎo)致性能評(píng)價(jià)結(jié)果沒(méi)有比較的基準(zhǔn)。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種在某種工作條件下，判斷在物理結(jié)構(gòu)不變的換 熱器內(nèi)實(shí)現(xiàn)的換熱過(guò)程是否能夠滿足生產(chǎn)工藝的要求和滿足程度，不需要計(jì)算 和分析傳熱系數(shù)K，提供準(zhǔn)確的比較基準(zhǔn)的間壁式換熱器效能的評(píng)價(jià)方法。為了解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是利用該評(píng)價(jià)方法的系統(tǒng)包括，數(shù)據(jù)處理模塊，用于處理間壁式換熱器的原始數(shù)據(jù)，輸出的一個(gè)端口接傳熱強(qiáng)度運(yùn)算模塊輸入端，另一個(gè)輸出端口接評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇模塊輸入端；傳熱 強(qiáng)度運(yùn)算模塊，用于運(yùn)算運(yùn)行時(shí)傳熱強(qiáng)度，輸出端接焦點(diǎn)搜索模塊和做功損失 運(yùn)算模塊輸入端；做功損失運(yùn)算模塊，用于運(yùn)算運(yùn)行時(shí)做功能力損失，輸出端 接焦點(diǎn)搜索模塊輸入端；焦點(diǎn)搜索模塊，用于尋找上述傳熱強(qiáng)度運(yùn)算模塊和做 功損失運(yùn)算模塊的焦點(diǎn)數(shù)據(jù)；評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇模塊，用于比較基準(zhǔn)傳熱強(qiáng)度和工 作時(shí)的特性，并輸出評(píng)價(jià)結(jié)果。在該系統(tǒng)中，根據(jù)上述數(shù)據(jù)處理模塊處理生成 的間壁式換熱器原始設(shè)計(jì)壓差值和基準(zhǔn)傳熱強(qiáng)度，該設(shè)壓差值用于上述傳熱強(qiáng) 度運(yùn)算模塊的計(jì)算，該設(shè)計(jì)基準(zhǔn)強(qiáng)度值用于上述評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇模塊的判斷依據(jù)； 且根據(jù)上述傳熱強(qiáng)度運(yùn)算模塊和做功損失運(yùn)算模塊計(jì)算出傳熱強(qiáng)度數(shù)值和做功 能力損失數(shù)值，通過(guò)上述焦點(diǎn)搜索模塊得到該傳熱強(qiáng)度數(shù)值和做功能力損失數(shù) 值的焦點(diǎn)值。通過(guò)根據(jù)上述評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇器比較基準(zhǔn)傳熱強(qiáng)度值和焦點(diǎn)值，輸 出得到換熱器工作的性能狀態(tài)。本發(fā)明的有益效果是，由于數(shù)據(jù)處理模塊、傳熱強(qiáng)度運(yùn)算模塊和做功損失 運(yùn)算模塊的存在，可以利用容易測(cè)量的溫度和壓力來(lái)計(jì)算出流量，簡(jiǎn)化換熱器 效能評(píng)價(jià)指標(biāo)在工程應(yīng)用中的計(jì)算方法，通過(guò)焦點(diǎn)搜索模塊和評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇模 塊輸出評(píng)價(jià)結(jié)果，提高評(píng)價(jià)結(jié)果的可信度，達(dá)到換熱器性能評(píng)價(jià)結(jié)果在全工況 范圍一致。


圖1是實(shí)施本發(fā)明實(shí)施方式的間壁式換熱器效能的評(píng)價(jià)方法的方塊圖； 圖2是實(shí)施本發(fā)明實(shí)施方式的做功損失運(yùn)算模塊流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行具體說(shuō)明。 如圖1所示，數(shù)據(jù)處理器DESIGN DATA DEALING處理間壁式換熱器原始 的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)DESIGN DATA,輸出的熱壓差DP1、冷壓差DP2端口接傳熱強(qiáng)度 運(yùn)算模塊EQUAL KA CALCULATTON輸入端，輸出的基準(zhǔn)傳熱強(qiáng)度數(shù)據(jù) K0信息輸入評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇模塊EVALUATION;運(yùn)行數(shù)據(jù)TP DATA (包括運(yùn) 行時(shí)換熱器入口、出口處工質(zhì)的溫度和壓力)，分別輸入給做功損失運(yùn)算模塊 EQUAL ETA CALCULATTON輸入和傳熱強(qiáng)度運(yùn)算模塊EQUAL KA CALCULATTON輸入；數(shù)據(jù)處理模塊生成的熱壓差DPI 、冷壓差DP2和運(yùn)行數(shù) 據(jù)TP DATA通過(guò)傳熱強(qiáng)度運(yùn)算模塊EQUAL KA CALCULATTON生成等KA 空間數(shù)據(jù)[換熱器的傳熱系數(shù)與換熱器面積的乘積KA，等KA空間的ETA、流 量G和運(yùn)行數(shù)據(jù)TP (i, j)]，其中等KA空間的TP (i， j)輸入給做功損失運(yùn) 算模塊生成等ETA0數(shù)據(jù)；做功損失運(yùn)算模塊EQUAL ETA CALCULATTON輸 出的等ETAO數(shù)據(jù)和傳熱強(qiáng)度運(yùn)算模塊EQUAL KA CALCULATTON輸出的 等KA數(shù)據(jù)輸入給焦點(diǎn)搜索模塊FOCUS POINT,用于尋找傳熱強(qiáng)度數(shù)據(jù)和運(yùn)行 做功能力損失數(shù)據(jù)的焦點(diǎn)值WORK POINT,焦點(diǎn)搜索模塊FOCUS POINT輸出 端接評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇模塊EVALUATION輸入端;評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇模塊EVALUATION 用于比較原始的基準(zhǔn)強(qiáng)度數(shù)據(jù)K0和運(yùn)行時(shí)焦點(diǎn)搜索模塊FOCUS POINT輸出焦 點(diǎn)的數(shù)據(jù)WORK POINT,輸出顯示評(píng)價(jià)結(jié)果CONCLUSION (包括高溫流體質(zhì) 量流量G1、底溫流體質(zhì)量流量G2、換熱過(guò)程的傳熱系數(shù)與面積的乘積KA、換 熱器的潔凈程度e-K/K0等)，搜索輸出的焦點(diǎn)數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)強(qiáng)度數(shù)據(jù)越接近，得 到的結(jié)論間壁試換熱器的工作性能越好，反之則越差。如圖2所示，輸入換熱器等KA空間TP(i，j)或?qū)崟r(shí)溫度壓力數(shù)據(jù)TP DATA, 通過(guò)Property calculation模塊計(jì)算換熱工質(zhì)相應(yīng)的焓值，在必要時(shí)還可以計(jì)算熵 值。計(jì)算公式根據(jù)國(guó)際熱工協(xié)會(huì)公布的標(biāo)準(zhǔn)公式。圖中用H表示工質(zhì)的焓，T
表示工質(zhì)的熱力學(xué)溫度，Exi =(hi-h0)*(l-T0/Ti)。質(zhì)量流量比Beida的計(jì)算依據(jù) 是簡(jiǎn)單換熱器模型定義的能量守恒和質(zhì)量守恒，Beida-(h4-h2)/(h3-hl)。通過(guò)Exi 和Beida得到Eta- (ex3+beida*ex4) /(exl+beida*ex2)，輸出等ETA空間。在實(shí)際使用過(guò)程中，整個(gè)裝置的輸入數(shù)據(jù)是換熱工質(zhì)的溫度和壓力數(shù)據(jù)， 通過(guò)數(shù)據(jù)處理模塊、傳熱強(qiáng)度運(yùn)算模塊、做功損失運(yùn)算模塊、焦點(diǎn)搜索模塊、 評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇模塊五部分模塊處理，輸出顯示間壁式換熱器性能的結(jié)果。
權(quán)利要求
1、一種間壁式換熱器效能的評(píng)價(jià)方法，利用該評(píng)價(jià)方法的系統(tǒng)包括，數(shù)據(jù)處理模塊，用于處理間壁式換熱器原始的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)；傳熱強(qiáng)度運(yùn)算模塊，用于運(yùn)算運(yùn)行時(shí)的傳熱強(qiáng)度；做功損失運(yùn)算模塊，用于運(yùn)算運(yùn)行時(shí)做功能力損失；焦點(diǎn)搜索模塊，用于尋找上述傳熱強(qiáng)度運(yùn)算模塊和做功損失運(yùn)算模塊的焦點(diǎn)數(shù)據(jù)；評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇模塊，用于比較原始設(shè)計(jì)特性和工作時(shí)特性，并輸出評(píng)價(jià)結(jié)果，其特征在于包括下述步驟第一步驟，根據(jù)上述數(shù)據(jù)處理模塊處理生成的間壁式換熱器原始設(shè)計(jì)壓差值和基準(zhǔn)傳熱強(qiáng)度值，該設(shè)計(jì)壓差值用于上述傳熱強(qiáng)度運(yùn)算模塊的計(jì)算，該基準(zhǔn)傳熱強(qiáng)度值用于上述評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇模塊的判斷依據(jù)；第二步驟，根據(jù)上述傳熱強(qiáng)度運(yùn)算模塊和做功損失運(yùn)算模塊計(jì)算出間壁式換熱器工作時(shí)傳熱強(qiáng)度數(shù)值和做功能力損失數(shù)值，通過(guò)上述焦點(diǎn)搜索模塊得到該傳熱強(qiáng)度數(shù)值和做功能力損失數(shù)值的焦點(diǎn)值；第三步驟，根據(jù)上述評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇模塊比較上述第一步驟基準(zhǔn)強(qiáng)度值和上述第二步驟得到焦點(diǎn)值，輸出得到換熱器工作的性能狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種間壁式換熱器效能的評(píng)價(jià)方法，在某種工作條件下，判斷在物理結(jié)構(gòu)不變的換熱器內(nèi)實(shí)現(xiàn)的換熱過(guò)程是否能夠滿足生產(chǎn)工藝的要求和滿足程度，不需要計(jì)算和分析傳熱系數(shù)K，提供準(zhǔn)確的比較基準(zhǔn)的。根據(jù)數(shù)據(jù)處理模塊處理生成的間壁式換熱器原始設(shè)計(jì)壓差值和基準(zhǔn)傳熱強(qiáng)度，根據(jù)傳熱強(qiáng)度運(yùn)算模塊和做功損失運(yùn)算模塊計(jì)算出傳熱強(qiáng)度數(shù)值和做功能力損失數(shù)值，通過(guò)焦點(diǎn)搜索模塊得到傳熱強(qiáng)度數(shù)值和做功能力損失數(shù)值的焦點(diǎn)值。根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇器比較基準(zhǔn)傳熱強(qiáng)度值和焦點(diǎn)值，輸出得到換熱器工作的性能狀態(tài)。
文檔編號(hào)F28F13/00GK101118138SQ200610103760
公開日2008年2月6日 申請(qǐng)日期2006年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月31日
發(fā)明者平 劉, 張化巧, 勇 郭 申請(qǐng)人:郭 勇;張化巧;劉 平