溶液热交换器
溶液热交换器(SHX)位于发生器与吸收器之间,只在溶液回路里工作。贫液是出发生器的那一股——LiBr 浓度高、制冷剂贫乏(发生器页的 sgp),走热侧,从发生器流向吸收器;富液是出吸收器的那一股——LiBr 浓度低、制冷剂富足(发生器页的 sgr),走冷侧,从吸收器流向发生器。两股流逆流换热:富液进发生器前被预热,贫液进吸收器前被预冷。两侧进口状态都由相邻部件定死——贫液侧是发生器出口,富液侧是吸收器出口——本部件自己的进口没有自由度。
试算:给定最小温差,算传热量
给定最小温差 ΔTmin,两路各在本路算。富液路的出口温度用贫液进口定:T富,出=T贫,入−ΔTmin;贫液路的出口温度用富液进口定:T贫,出=T富,入+ΔTmin。每路的焓差乘本路流量,得两路换热量;小的那个,就是这台 SHX 的传热量 Qshx。焓一律由本站 LiBr–水计算库在服务器端计算(Patterson hsol)。
| 出口温度(℃) | h入(kJ/kg) | h出(kJ/kg) | Δh(kJ/kg) | 换热量(kW) | |
|---|---|---|---|---|---|
| 富液路 | 78.00 | 88.67 | 174.58 | 85.91 | 15.66 |
| 贫液路 | 37.76 | 185.28 | 101.97 | 83.31 | 14.56 |
Qshx=14.56 kW——两路中较小的一路(贫液路)
两路换热量之差=1.10 kW(照实列出,不弥合、不平均)
富液路:Δh富=h(T富,出, ξ富)−h(T富,入, ξ富),Q富=ṁ富·Δh富。贫液路:Δh贫=h(T贫,入, ξ贫)−h(T贫,出, ξ贫),Q贫=ṁ贫·Δh贫。Qshx=min(Q富, Q贫),由数字定。溶液焓用本站计算库的 Patterson hsol,与发生器页同基准(纯水 0 ℃ 饱和液体 h=0)。输入超出 hsol 拟合辖区时只报辖区、不给数字——不外推。
1. 记账原则
给定最小温差,每路都算本路在该温差下的焓差,各乘本路流量,得两路换热量;小的那个,就是这台溶液热交换器的传热量:
- 每路出口由对侧进口温度定:T富,出=T贫,入−ΔTmin,T贫,出=T富,入+ΔTmin。
- 用 hsol 在本路浓度下查本路进出口焓。
- 作本路焓差:富液路 Δh富、贫液路 Δh贫。
- 各乘本路流量:Q富=ṁ富·Δh富,Q贫=ṁ贫·Δh贫。
Qshx=min(Q富, Q贫)
所以给定最小温差后,传热量不是这个模型里的独立未知量:两进口被发生器与吸收器定死,ΔTmin 把两出口都定住,两路焓差随之而定。两路换热量一般不相等——本例 14.56 与 15.66 kW,相差 1.10 kW——因为两出口是各在各路定下的,两股流的流量与焓–温斜率又都不同;这个差照实印出来,不弥合。
2. 公式与口径
T富,出=T贫,入−ΔTmin ; Q富=ṁ富 [ h(T富,出, ξ富) − h(T富,入, ξ富) ]
T贫,出=T富,入+ΔTmin ; Q贫=ṁ贫 [ h(T贫,入, ξ贫) − h(T贫,出, ξ贫) ]
- 溶液焓 h:本站 LiBr–水计算库的 Patterson & Perez-Blanco(1988)多项式组(hsol),基准为纯水 0 ℃ 饱和液体 h=0——与发生器页同基准。
- ξ 为 LiBr 质量 %(58.07 即 58.07 wt%),温度 ℃,流量 kg/s,换热量 kW。
- 文献里 5 K 的取法,落在本文富液路的定义上——贫液进口与富液出口之间:Wang & Infante Ferreira(2016)设最小温差 5 K;Abumandour(2015)同样把 5 K 置于热流进口与冷流出口之间。
3. 其他给定法,一句带过
效能给定法同样把换热量定死,只是换了个把手;只有 UA 给定与 ε-NTU 法才让换热量随工况浮动——因为在那里,给定的是硬件:面积与传热系数。