用于余熱回收動力利用系統(tǒng)的翅片管相變傳熱熱經(jīng)濟性能研究.pdf

1、翅片管廣泛應用于余熱回收動力利用系統(tǒng)中，如用于低溫余熱發(fā)電的有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)。目前已有相關學者對翅片管的熱力學性能和熱經(jīng)濟學性能進行了研究分析，但大多基于熱力學第一定律或熵產(chǎn)分析（可用能損失），并且大多針對的是翅片管的單相對流傳熱。應該指出的是，對應用于余熱回收動力利用系統(tǒng)的翅片管，一方面要求從余熱資源中回收最大的做功能力以及盡可能小的冷源可用能損失，另一方面在余熱回收動力利用系統(tǒng)中的蒸發(fā)器和冷凝器中經(jīng)歷的是一個相變的傳熱過程，因此，已

2、有的研究結果已不適用于余熱回收動力利用系統(tǒng)中的翅片管。
　　本課題基于熱力學第一、第二定律，運用熱經(jīng)濟學原理考慮翅片管投資和運行費用，并首次在管內(nèi)側相變傳熱（沸騰和冷凝）和翅片管外側的傳熱同時考慮的情況下，選用純工質(zhì)（R245fa、R134a）和混合工質(zhì)（R407C、R22/R142b），對用于余熱回收動力利用系統(tǒng)的翅片管相變傳熱熱經(jīng)濟性能進行研究，探討相關參數(shù)的影響規(guī)律，并和光管進行比較性研究。計算結果表明，無論是純工質(zhì)還是混合

3、工質(zhì)，翅片管和光管都存在一個最佳的管內(nèi)雷諾數(shù)Rei分別使其單位熱負荷凈收益值η達到最大和單位熱負荷的年度化總成本值Γ&達到最小，且管外雷諾數(shù) Reo和單位熱火用價εq越大則η值和Γ&值也越大，翅片管和光管的η值和Γ&值隨管外雷諾數(shù)Reo的增加都快速地增加；翅片管的η值明顯大于光管，且其Γ&值明顯小于光管，即翅片管相變傳熱熱經(jīng)濟性能要明顯優(yōu)于光管，更適合于余熱回收動力利用系統(tǒng)。
　　此外，和R245fa相比，R134a的最佳Rei要

4、大，但R134a的η值明顯要??；和R22/R142b相比，R407C的最佳Rei值要大，但R407C的η值也明顯要小。當工質(zhì)為純工質(zhì)時，其他條件不變，翅片管和光管的η值與沸騰溫度Tv呈線性變化趨勢；存在臨界的沸騰溫度Tv,cri，當沸騰溫度小于臨界沸騰溫度時，η小于零，即無任何經(jīng)濟收益；對于翅片管，在管外Reo較大和結構參數(shù)ηoβ較小情況下，存在臨界的管內(nèi)Rei,cri，小于臨界Rei,cri時，R245fa的Γ&大于R134a，大于臨