文 献 综 述

1 课题背景与意义

在化工、石油、动力、精炼、制冷等各行业中，经常可以看到凝结器、冷却器，加热器、再沸腾器、汽化器和蒸发器等各种类型的换热设备，这说明换热器作为通用的工艺设备，在工业生产中具有重要的地位。随着我国工业的不断发展，对能源开发，利用和节约的要求不断提高，对换热器的技术要求自然也日益加强了，换热器的优化设计及安全运行也变得越来越重要。

在目前我国工业生产中在目前我国工业生产中,比如在石化、冶金、造纸、纺织等工业领域里利用换热设备很多,在目前最经常使用的就是管壳式换热器。管壳式换热器应用广泛,不管新型换热器如何发展,管壳式换热器仍以它自身的独特的优势在石油、化工、炼油、核能等行业有不可取代的地位。

换热器性能对产品的质量，能量利用率以及系统的可靠性具有很重要的作用。探究管壳式换热器的性能有助于人们对管壳式换热器的了解，便于向着节能、环保、低耗、高效的要求去发展管壳式换热器。有利于推动管壳式换热器的技术革新。有利于往着传热效率高,加工制造工艺简单和安装维修方便易行、占地面积小等特点的趋势发展换热器技术。有利于降低企业的制造成本，操作费用。

2 换热器传热评价方法

要确定换热器的传热性能是否优秀,应对其进行性能评价分析。在实际的运用中,有很多种评价方法和分析指标。早期人们都采用单一的参数来对换热器来进行评价。例如总传热系数K和压降ΔP ,这两个参数均与流体的流速有关,故一般工程上采用在相同流速下比较总传热系数和压降。伴随着对强化传热的开展，人们也开始好奇于传热系数的提高到怎样的程度。因为传热性能总与传热系数成正比，所以人们用准则进行评价，但该准则只是从能量利用的某一方面来考虑，所以显得并不全面。

有人主张采用换热量Q 与消耗的泵(或风机)的功率N 的比值, 即能量系数作为评价指

标,类似的也广泛采用以及无因次化的来进行评价。为了更准确地反映强化传热的性能,进一步也可以使用及作为指标^[1～2]。文献^[3～4]在综合分析的基础上, 提出了一套较为完整的性能评价数据, 即维持输送功率、传热面积、传热负荷三因素中的两因素不变, 比较第三因素的大小以评定传热性能的好坏。

这些评价都只是分析换热器的能量在数量上转换、传递、利用和损失的情况,即以热力学第一定律为基础。为了更准确地反映热量交换过程能量在质量上的损失, 在理论研究中也提出了许多基于热力学第二定律的评价方法, 即分析换热器中#15794;的转换、传递、利用和损失的情况，文献^[5]提出了以熵产单元数Ns作为评价指标,Ns定义为换热器由于不可逆性产生的熵增与两种流体中热容量较大的一个的比值,即：