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传热学结课论文

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传热学在高新技术领域中的应用摘要: 热传递现象无时无处不在它的影响几乎遍及现代所有的工业部门也渗透到农业、林业等许多技术部门中。

本文介绍了航空航天、核能、微电子、材料、生物医学工程、环境工程、新能源以及农业工程等诸多高新技术领域在不同程度上应用传热研究的最新成果。

可以说除了极个别的情况以外,很难发现一个行业、部门或者工业过程和传热完全没有任何关系。

不仅传统工业领域,像能源动力、冶金、化工、交通、建筑建材、机械以及食品、轻工、纺织、医药等要用到许多传热学的有关知识而且诸如航空航天、核能、微电子、材料、生物医学工程、环境工程、新能源以及农业工程等很多高新技术领域也都在不同程度上有赖于应用传热研究的最新成果,并涌现出像相变与多相流传热、(超)低温传热、微尺度传热、生物传热等许多交叉分支学科。

在某些环节上,传热技术及相关材料设备的研制开发甚至成为整个系统成败的关键因素。

前言通过对传热学这门课程的学习,了解了传热的基本知识和理论。

发现传热学是一门基础学科应用非常广泛,它会解决许许多多的实际问题更是与机械制造这门学科息息相关。

传热学是研究由温度差异引起的热量传递过程的科学。

传热现象在我们的日常生活中司空见惯。

早在人类文明之初人们就学会了烧火取暖。

随着工业革命的到来,蒸汽机、内燃机等热动力机械相继出现,传热研究更是得到了飞速的发展,被广泛地应用于工农业生产与人们的日常生活之中。

当今世界国与国之间的竞争是经济竞争,而伴随着经济的高速发展也带来了资源、人口与环境等重大国际问题。

传热学在促进经薪发展和加强环境保护方面起着举足轻重的作用。

20世纪以前传热学是作为物理热学的一部分而逐步发展起来的。

20世纪以后,传热学作为一门独立的技术学科获得迅速发展,越来越多地与热力学、流体力学、燃烧学、电磁学和机械工程学等一些学科相互渗透,形成多相传热、非牛顿流体传热、燃烧传热、等离子体传热和数值计算传热等许多重要分支。

现在,机械工程仍不断地向传热学提出大量新的课题。

【2017年整理】传热学论文_参考书《强化对流传热》

【2017年整理】传热学论文_参考书《强化对流传热》

对流传热优化——场协同提纲:1)强化传热技术的重要性环境问题→节约能源→强化传热技术2)强化对流传热的途径①提高雷诺数:增加流速,减小通道直径等②提高普朗特数:增加流体比热容或黏性③在速度温度梯度一定时减小夹角,使积分I增大3)场协同的概念对流传热中速度场与热流场的相互配合能使无因次流动当量热源强度提高,从而强化换热4)场协同理论在换热器中的应用将场协同理论应用于换热器,从换热器中换热介质温度场相互配合的整体来考虑,在工程应用方面有重要意义。

一、强化传热技术的重要性进入21世纪的人类正面临能源与环境两大挑战。

我国有13亿多人口,是世界上最大的发展中国家,同时,我国的能源资源短缺,人均能源资源就更加不足,优质能源严重匮乏(我国的人均煤炭可采储量为世界人均水平的54%,人均石油剩余可采储量仅为世界人均水平的8%)。

因此,在未来的经济发展过程中,节能将一直作为我国国民经济可持续发展的基本国策,节能和提高能源使用效率将显得尤为重要。

在能源的利用过程中,80%以上的能源都需要通过传热过程和通过换热器来实现。

可见,发展并采用高效节能的传热强化技术对节能具有十分重要的意义。

因此,从节能的角度考虑,需要在理论指导下研发高效节能的强化传热技术,对生活中最常见的对流传热来说,就是要研发同功耗条件下换热显著强化的新型强化换热理论技术。

12 二、强化对流传热的途径一般来说,要实现强化换热有三方面途径:①提高雷诺数,例如增加流速,缩小通道孔径等,就能使换热增强,这是大家所熟知的;②提高普朗特数,改变流动介质的物理性质,例如增加流体的比热容或黏性,将导致普朗特数的增大,这也是已经清楚的规律;③增加无因次积分值。

无因次积分的物理意义就是在x 处热边界层厚度截面内的无因次热源强度的总和。

可以想象,热源强度越大,换热强度就越高。

这个积分的数值一般与流动、物性因素等有关,也就是说,它是Re 、Pr 的函数,即由于积分的复杂性,我们很难写出积分I 的分析表达式。

传热学论文

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传热学及其在工业上的应用周浪峰200803878 装备10802班摘要:本文首先从传热学的基本概念出发,讲述了传热学的三种基本方式及各自特点。

传热学的普适性不仅表现为在能源动力、石油、冶金、化工、交通、建筑建材、机械、食品、轻工、纺织、医药等传统工业部门中,而且传热学的理论和技术在生产、科学研究等领域也得到了广泛的应用。

传热学理论的应用解决了决定这些部门生产过程的热工艺技术,对一些关键技术的解决起了重要的甚至是决定性的作用。

关键词:传热,热采技术,传热技术首先我们来对传热学作一个概念上的了解。

热量在温度差作用下从一个物体传递至另外一个物体,或者在同一物体的各个部分之间进行传递的过程称为传热。

将传热进行分类的一个基本原则是按照热量传递的不同机理,即热量以何种方式或何种运动形式进行传递。

经过大量归纳总结,人们发现按传热的不同机理,可将传热划分成三种基本方式:热传导、热对流和热辐射。

当物体内有温度差或两个不同温度的物体接触时,在物体各部分之间不发生相对位移的情况下,物质微粒(分子、原子或自由电子)的热运动传递了热量,这种现象被称为热传导,简称导热。

流体中,温度不同的各部分之间发生相对位移时所引起的热量传递过程叫热对流。

流体各部分之间由于密度差而引起的相对运动称为自然对流;而由于机械(泵或风机等)的作用或其它压差而引起的相对运动称为强迫对流(或受迫对流)。

物体通过电磁波传递能量的过程称为辐射。

物体会因各种原因发出辐射能。

由于热的原因,物体的内能转化成电磁波的能量而进行的辐射过程称为热辐射【1】。

实际传热过程一般都不是单一的传热方式,如火焰对炉壁的传热,就是辐射、对流和传导的综合,而不同的传热方式则遵循不同的传热规律。

为了分析方便,人们在传热研究中把三种传热方式分解开来,然后再加以综合。

热科学的工程领域包括热力学和传热学.传热学的作用是利用可以预测能量传递速率的一些定律去补充热力学分析,因后裔只讨论在平衡状态下的系统.这些附加的定律是以三种基本的传热方式为基础的,即导热、对流和辐射。

传热论文

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热传导理论与方法论文题目:农村民居的节能研究现状及发展趋势作者:丁红光学号:1004110035指导老师:徐桂转时间:2013年6月19日农村民居的节能研究现状及发展趋势丁红光河南农业大学机电工程学院郑州市 450002中文摘要:在新世纪能源危机和可持续发展的背景要求下,低碳节能是未来各行各业最基本的发展要求和发展趋势,而农村民居在低碳节能方面亦有很大优化提升空间。

本文通过相关文献的阅读结合实际农村民居现状及发展趋势,介绍了目前我国几种先进的建筑节能技术在农村民居的应用与研究,分析了农村民居未来的发展趋势以及其可能存在的问题,并提出了相应的解决办法。

关键词:低碳节能农村民居节能技术发展趋势[abstract]:the energy crisis in the new century and under the background of sustainable development requirements, low carbon and energy-saving is the future development of all walks of life the most basic requirement and development trend .the rural residence also has a lot to optimize upgrade in terms of low carbon energy saving space. In this paper, through literature reading rural dwellings with the actual situation and development trend, this paper introduces some advanced at present our country of application and research in rural residential building energy saving technology, and the trend of the development of rural dwellings were analyzed and the possible existing problems, and puts forward the corresponding solutions.Key words: low carbon and energy-saving The rural folk house energy-saving technology development tendency growing trend1引言随着21世纪能源危机的出现及可持续发展的要求,低碳节能成为了我国重要的发展战略规划,为确保实现“十二五”节能减排约束性目标,缓解资源环境约束,应对全球气候变化,促进经济发展方式转变,建设资源节约型、环境友好型社会,增强可持续发展能力,各行各业各人积极响应国家号召,投身于节能减排,低碳生活的建设事业中,而农村民居建造中,在保证居民生活舒适经济的前提下,凭借先进科学的建造节能技术、新型节能建材、新能源技术及供热通风节能技术等的应用以及因地制宜充分利用当地资源,其节能减排方面具有巨大的提升潜力。

传热学小论文

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传热学小论文——关于密闭寝室内电风扇散热及寝室升温问题的探究姓名:林新靖班级:能动四班学号:2009302650096指导老师:熊扬恒题目要求:一个学生早晨离开宿舍之前将一个功率为30W的电风扇打开,并将窗户紧闭之后关门离开。

学生离开房间时房内温度为20度,房外环境温度为25度。

房间的长、宽、高分别为5m,3m,2.5m,窗户面积0.5*0.5m2。

10小时后,宿舍的室温为多少?问题分析:宿舍升高的温度所需要的能量来自于电风扇所产生的热能与太阳的辐射能,在这个过程中宿舍本身又向外界散发热量,故要得出宿舍升高的温度就要求出电风扇在这段时间所散发出的热量、太阳光照射下给宿舍带来的热量以及这个过程中宿舍想外界散发的热量。

电风扇的功率为30W,然而这30W中不全部由电能转化为热能,还有一部分转化为机械能,带动室内空气流动,这部分所需要的能量不多且难以得知,故假设电风扇30W的功率都拿来发热。

另一个主要热源是太阳辐射,题干中早晨室外温度为25℃,可以推算出当时的季节为初夏,设该宿舍位于武汉且朝向为南。

查阅资料可初步得出太阳的辐射情况:表1 武汉夏季太阳辐射强度表【W\m2】城市朝向6点7点点8 9点10点11点12点武汉S 17 47 76 125 207 261 280城市朝向13点14点15点16点17点18点武汉S 261 207 125 76 47 17 根据表格计算可得:太阳从早晨6点到傍晚6点的辐射总量为1746 W\m2,则太阳白昼的平均辐射能力为145.5W\m2。

离开房间的热量主要通过天花板、墙体、地板以及门窗的热传导以及热对流的方式向外散失。

由于开始时寝室温度低于室外温度,这段时间可视为未散发热量,同时由于太阳辐射以及电风扇共同作用,这段时间较短,室外向室内传递的热量可忽略不计。

由于天花板、地板、门窗等介质的热传导系数都不同,且面积、形状、厚度都不一样,计算起来相当困难,故将房间简单视为由红砖构成的壁厚为0.2m的3m×5m×2.5m的一个密闭空间。

高等传热学论文-传热学的应用及最新进展—多相表面的沸腾换热

高等传热学论文-传热学的应用及最新进展—多相表面的沸腾换热

传热学的应用及最新进展—多相表面的沸腾换热Xx xx(长沙 410083)摘要:多相系统及过程中存在很多不同的界面,这些界面(气体、液体、固体)彼此依赖、融合,形成多相表面。

相之间的稳定边界企图通过界面自由能值来改变其界面面积,沸腾传热是多相表面传热的很重要部分。

沸腾传热技术被广泛应用于热能动力、核电、地热能、太阳能、石油化工、食品及低温工程等传统工业领域以及空间技术和微电子散热等高新技术领域。

强化沸腾关键技术的突破可有效提高能源利用率和解决狭小空间内高热流密度的散热难题。

纳米多孔铜表面具有高比表面积、优异的热导率、良好的浸润性以及极高的潜在汽泡核心密度,是极具前景的强化沸腾传热表面。

本文详细地介绍了多相表面的沸腾传热以及其在一些领域的相关应用。

关键词:多相界面;沸腾换热;汽泡;EHD中图分类号:文献标识码:文章编号:The application of heat transfer and the latestprogress—The boiling heat transfer with multiphase interfacesJIANG Tao(Central south university institute of science and engineering energy ,Changsha410083)Abstract:In multiphase systems and processes, many different interfaces can exist, depending upon which state( gas, liquid, or solid) is finely dispersed in another.The stable boundary demarcating this region tends to alter the interface area by virtue of its interfacial free energy, The boiling heat transfer is the most important part of multiphase interfaces heat transfer.Boiling heat transfer technology is widely used in traditional industrial areas, likethermal power, nuclear engineering, solar energy, chemical, food engineering and cryogenic engineering, as well as space technology and microelectronics cooling. The development of boiling enhancement technology can improve heat transfer efficiency and provide a solution for the heat dispersing problem in small space with high heat flux. The nanoporous copper surface with high specific surface area, excellent thermal conductivity, good wettability as well as a high density of potential bubble nucleate sites, is a promising heating wall for enhancing boiling heat transfer.Key words:multiphase interfaces;boiling heat transfer;steam bubble;EHD0 引言沸腾传热因在较小的过热度条件下可以获得极大的传热系数,在过去 80 余年的时间内一直是研究的热点。

传热学论文

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传热学与机械制造天津工业大学机械工程学院孟祥全1331037008摘要自18世纪30年代发明近代动力机械以来,人类的生产力出现了质的飞跃,生产水平跨上了一个个新的台阶。

随后的蒸汽轮机、内燃机乃至燃气轮机的陆续应用则更使能源的转换和利用技术达到了前所未有的崭新阶段,这个进程至今仍在继续当中。

传热学是研究热量传递规律的一门学科,传热学与机械学科联系紧密[1]。

传热学科的建立与发展、不断完善和提高是与上述过程相伴而行的。

热传递现象更是无时无处不在,它的影响几乎遍及所有的工业部门,也渗透到农业、林业等许多技术部门中。

航空航天、核能、微电子、材料、生物医学工程、环境工程、新能源以及农业工程等诸多高新技术领域都在不同程度上应用传热研究的最新成果。

关键词热传递;传热学;机械领域;发展趋势1 传热学1.1 传热学的概念通常被称为热科学的工程领域包括热力学和传热学。

传热学的作用是利用可以预测能量传递速率的一些定律去补充热力学分析,因后者只讨论在平衡状态下的系统。

这些附加的定律是以3种基本的传热方式为基础的,即导热、对流和辐射。

传热学是研究不同温度的物体或同一物体的不同部分之间热量传递规律的学科。

传热不仅是常见的自然现象,而且广泛存在于工程技术领域。

例如,提高锅炉的蒸汽产量,防止燃气轮机燃烧室过热、减小内燃机气缸和曲轴的热应力、确定换热器的传热面积和控制热加工时零件的变形等,都是典型的传热学问[2]。

1.2 传热学的形成与发展传热学作为学科形成于19世纪。

在热对流方面,英国科学家牛顿于1701年在估算烧红铁棒的温度时,提出了被后人称为牛顿冷却定律的数学表达式,不过它并没有揭示出对流换热的机理。

对流换热的真正发展是19世纪末叶以后的事情;1904年德国物理学家普朗特的边界层理论和1915年努塞尔的因次分析,为从理论和实验上正确理解和定量研究对流换热奠定了基础;1929年,施密特指出了传质与传热的类同之处;在热传导方面,法国物理学家毕奥于1804年得出的平壁导热实验结果是导热定律的最早表述。

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计算机CPU热管散热器换热性能研究摘要:电子计算机的集成化发展对CPU散热器传热性能提出了新的要求,散热器表面最高温度和表面均温性是保证CPU正常运行的重要参数。

本文运用ANSYS软件对CPU热管式散热器和普通翅片散热器进行计算,对二者稳态温度场分布和不同功率下散热器中心点温度变化进行了分析比较,计算结果表明,在稳定状态时,热管式散热器比普通翅片散热器具有更好的热传导性能和表面均温性;在CPU高功率工作(50W)时,普通翅片散热器无法满足换热要求,而热管式散热器仍可达到良好换热效果。

搭建实验台对热管式散热器表面温度进行了测定,实验测试数据与模拟计算数据基本吻合,证明了数值模型的正确性和可行性。

本研究对于计算机CPU散热器传热性能分析及其优化设计具有一定指导意义。

关键词:CPU;热管散热器,翅片散热器,传热性能引言近年来,随着电子工业的迅猛发展,各种电子设备也越来越向高频、高集成化发展,从而导致其发热量逐年增加。

同时,由于使用了以集成电路和大规模集成电路的小型化部件,趋向于高密度装配,因而单位容积的发热量逐年增大。

一个最典型的例子就是电子计算机芯片近年来的发展。

为了保证电脑CPU正常运行,需要使内装电子元件维持在一定温度范围内运转。

这是因为电子元件的性能对温度非常敏感,温度过高或过低,元件性能将显著下降,不能稳定工作,从而也将影响到整个系统的可靠运行。

当今电子产品的热设计中,由于热流量的不断提高,仅采用标准的翅片式散热片很难满足要求。

热管由于其导热性能好,热阻小,可将热量稳定地由一处传递到另一处,故通过热管将热量由小空间处传递到一定距离外的相对大空间里的散热片上,可利用空气自然对流的方式达到电子产品换热的目的。

基于上述分析,本文分别建立了热管式散热器与普通翅片散热器几何模型,利用ANSYS软件进行热特性比较分析,模拟计算出稳态温度场分布,以及不同功率下CPU中心点的传热特性,并对计算结果进行了实验验证。

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地热耦合水源热泵供暖系统可行性分析邹志胜,刘俊杰,朱能(天津大学环境科学与工程学院,天津300072)摘要:针对天津市某高层写字楼的冬季热负荷变化情况,对采用地热耦合水源热泵,同时结合消防水池蓄热的供暖系统进行了分析,研究了此系统的技术可行性,经过传热计算,验证了此系统可以满足建筑热负荷的要求,分析了其优越性。

关键词:地热;水源热泵;供暖;蓄热热泵作为一种节能装置,可以节约大量的一次能源,并可减少环境污染,具有明显的经济、社会效益[1 ~ 5]。

将地热水利用与水源热泵相结合组成地热耦合热泵系统,可提高地热利用率,并具有节能与环保效果[6]。

本文对某高层写字楼使用地热耦合热泵+ 消防水池蓄热的供暖系统进行可行性分析。

!" 供暖热负荷分析天津市某高层写字楼,总建筑面积约7 × 104m2。

写字楼内大部分办公室在夜间不办公,如果冬季夜间仍然按照原来的供暖室内设计温度供暖,会造成大量的能源浪费。

所以,夜间可以考虑将大部分房间按值班供暖室内设计温度供暖,这样可以大大降低夜间能源消耗,节省运行费用。

在计算供暖热负荷时,供暖室外计算参数由不保证天数法确定,为最不利工况下的静态值,偏于保守。

从供暖热负荷计算方法上来看,供暖热负荷为供暖室外计算温度的简单线性函数[7]。

供暖热负荷计算公式为:Φ = a(T i ' - T o ')(1)式中Φ———供暖热负荷,Wa———建筑物温差负荷系数,即在室内外单位温差下的供暖热负荷,W/ KT i '———供暖室内计算温度,KT o '———供暖室外计算温度,K对于该高层写字楼供暖系统,供暖室外计算温度为- 9. 0 ℃。

白天设计工况,供暖室内计算温度为20. 0 ℃,设计供暖热负荷为4 850. 0 kW,建筑物温差负荷系数为167. 2 W/ K。

夜间设计工况,值班供暖室内设计温度为5. 0 ℃,设计供暖热负荷为2 341. 4 kW。

由此可见,白天设计供暖热负荷是夜间设计供暖热负荷的2 倍左右。

针对该高层写字楼供暖热负荷情况,拟将供暖系统设计为地热耦合热泵+ 消防水池蓄热的形式,并进行理论分析,判断该设计方案的可行性。

!" 供暖系统的组成和运行方式①供暖系统的组成根据天津地区地热水资源较丰富的特点,冬季以84. 0 ℃地热水为热源,选用2 台可自动调温、自动调节流量、联网监控的水/ 水螺杆水源热泵机组进行调峰及承担夜间值班供暖热负荷。

如果将地热水经过一次换热后立即回灌,会造成能源浪费。

为节约能源,充分利用现有资源,将建筑物的消防水池作为蓄热装置,加热后的消防水作为热泵机组热源,通过热泵机组将低品位热能提高品质对建筑物供暖,供暖系统见图1。

利用消防水池的做法并不违背我国的现行消防规范及规定,也不会影响消防水池的正常使用及蓄水量,同时也有大量类似工程实例作为参考[8 ~ 11],因此具有充分的可行性。

图#" 供暖系统Fig. 1 Heat-supply system②供暖系统的运行方式白天工况时间为7:00 ~ 19:00,夜间工况时间为19:00 ~ 7:00。

a. 白天热负荷较小时,阀门C、D、E、H、G、K 关闭,阀门A、B、I、J、F、L 开启。

不使用热泵机组,仅使用一级板式换热器供暖。

从地热井汲取84. 0 ℃地热水经一级板式换热器换热后,得到54. 4 ℃供热介质。

经一级换热后的地热水,再送入二级板式换热器与消防水换热,使消防水池中的水升温蓄热,地热水再进行回灌。

b. 当白天负荷较大,供热介质回水温度低于45℃时,阀门A、B、C、D、G、H、I、J 开启,阀门E、F、K、L 关闭,开始启用热泵机组,热泵机组的热源为升温后的消防水。

集水器回收的供热介质先流经热泵机组,升温至45 ℃后,再送入一级板式换热器与地热水换热。

消防水先流经水源热泵机组后,再经二级板式换热器吸收地热水热量。

c. 夜间工况时,阀门A、B、F、I、J、L 关闭,阀门C、D、E、G、H、K 开启。

供暖系统不使用地热水,只使用热泵机组。

热泵机组热源为消防热水,供暖系统供回水温度为45 / 40 ℃。

d. 当系统由夜间工况转为白天工况时,由于供暖热负荷增加,因此同时启用一级板式换热器及热泵机组,使室内温度迅速升至设计温度。

e. 当系统由白天工况转为夜间工况时,先关闭一级板式换热器及水源热泵机组,利用建筑物的蓄热来承担供暖热负荷。

当室内温度降至接近5 ℃时,开启水源热泵机组,转为夜间工况。

$" 供暖系统性能的校核分析$. #" 一次地热水供暖系统校核分析供暖系统采用的板式换热器设计参数见表1。

实际工况下地热水质量流量为10. 5 × 104 kg / h,进口温度为84. 0 ℃;供热介质质量流量为40. 0 × 104kg / h,进口温度为45. 0 ℃。

采用ε - NTU 法校核地热水出口温度、一级板式换热器所能负担的最大热负荷及供热介质出口温度[8]。

表#" 板式换热器设计参数Tab. 1 Design parameters of plate heat exchanger地热水供热介质进口温度/ ℃出口温度/ ℃质量流量(/ kg·h-1)进口温度/ ℃出口温度/ ℃质量流量(/ kg·h-1)80 52 17.2 ×104 50 60 45.8 ×104①传热系数K根据传热学理论,板式换热器的传热系数不是一个固定值,但在实际工程计算中发现,由于换热器板片两侧流体温度变化引起换热器传热系数的变化并不大。

为简化计算,认为换热器传热系数为固定值,并可理想化为平壁传热模型,传热系数的计算公式为[12]:K = 11h m+ δλ+ 1h t(2)式中K ———换热器传热系数,W(/ m2·K)h m———供热介质侧换热器板片表面传热系数,W(/ m2·K)·21·第8 期邹志胜,等:地热耦合水源热泵供暖系统可行性分析第25 卷δ———换热器板片壁厚,mλ———换热器板片热导率,W(/ m·K)h t———地热水侧换热器板片表面传热系数,W(/ m2·K)②传热单元数I NTU = KAq m,t c p,t(3)式中I NTU———传热单元数A———换热器换热面积,m2q m,t———地热水质量流量,kg / sc p,t———地热水的比定压热容,取4 187 J /(kg·K)③换热器效能εε =1 - exp (- I NTU)1 - q m,t c p,t( )] mq m,m c p,[1 - q m,t c p,tq m,m c p,mexp (- I NTU)1 - q m,t c p,t( )] mq m,m c p,[(4)式中ε———换热器效能q m,m———供热介质质量流量,kg / sc p,m———供热介质的比定压热容,取4 187 J / (kg·K)④换热器换热量ΦexΦex = εq m,t c p,t(T t,i - T m,i)(5)式中Φex———换热器换热量,WT t,i———地热水进口温度,KT m,i———供热介质进口温度,K⑤地热水出口温度T t,o = T t,i - Φexq m,t c p,t(6)式中T t,o———地热水出口温度,K⑥一级板式换热器负担最大热负荷Φmax = Φexη(7)式中Φmax———一级板式换热器所能负担的最大热负荷,Wη———换热器换热效率,取0. 95⑦供热介质出口温度T m,oT m,o = T m,i + Φmaxq m,m c p,m(8)式中T m,_______o———供热介质出口温度,K需开启热泵机组时的室外温度T o = T i ' - Φmaxa式中T o———需开启热泵机组时的室外温度,K将换热器传热系数K 与换热面积A 的乘积视为一个参数,即单位温差下换热器换热量,对于本例,在额定工况下计算得KA = 508. 0 kW/ K。

经计算,传热单元数为4. 16,换热器效能为0. 965,换热器换热量为4. 6 MW,地热水换热后出口温度为46. 3 ℃,一级板式换热器所能负担的最大热负荷为4. 4 MW,供热介质出口温度为54. 4 ℃,当室外温度为- 6. 3 ℃时需开启热泵机组。

由于天津地区供暖室外计算温度为- 9. 0 ℃,而需开启热泵的室外温度为- 6. 3 ℃以下,由此可见,在白天大部分时间内只需依赖一次换热热量即可满足供暖要求,这样消防水的蓄热可以专用于夜间供暖和供暖调峰使用。

!. "# 二次水源热泵供热系统分析由于二级板式换热器消防水进口温度为变化值,故采用逐时计算方法,将前一时刻计算得到的消防水瞬时得热量近似视为该时间间隔内消防水的平均得热量,用以计算下一时刻的消防水温度。

为保证计算精度,可将计算所取的时间间隔定为10 ~ 30 min,只需保证每次计算时,消防水的温升为0. 5 ~0. 9 ℃。

整点时刻的计算结果见表2。

表"# 整点时刻二级板式换热器校核计算结果Tab. 2 Check calculation result of secondary plateheat exchanger计算时刻消防水进口温度/℃实际换热量/ kW需负担热负荷/ kW消防水池得热量/ kW地热水回灌温度/℃7:00 12. 00 4 082. 44 654. 28 3 428. 16 13. 418:00 14. 85 3 747. 17 654. 28 3 092. 89 16. 169:00 17. 42 3 444. 69 654. 28 2 790. 41 18. 6510:00 19. 74 3 171. 80 654. 28 2 517. 52 20. 8811:00 21. 84 2 924. 57 654. 28 2 270. 29 22. 9112:00 23. 74 2 701. 63 654. 28 2 047. 35 24. 7413:00 25. 45 2 499. 75 654. 28 1 845. 47 26. 4014:00 27. 00 2 317. 77 654. 28 1 663. 49 27. 8915:00 28. 41 2 152. 36 654. 28 1 498. 08 29. 2516:00 29. 67 2 003. 39 654. 28 1 349. 11 30. 4717:00 30. 81 1 869. 24 654. 28 1 214. 96 31. 5718:00 31. 84 1 748. 43 654. 28 1 094. 15 32. 5619:00 32. 76 1 639. 63 654. 28 985. 35 33. 45由表2 可知,白天工况结束时(19:00),消防水温度为32. 76 ℃,到夜间工况结束时(7:00),消防水温度为12. 00 ℃。

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