换热器计算中定性参数的选择！

换热器计算过程中，计算出定性温度后选取介质的比热、动力粘度及密度等参数，这是指该侧为等压的情况(前提是压力不变)，目前计算过程中遇到这样一个问题，该侧介质(液氮)进入等容的腔室中换热(常压,-196℃进去，经换热至40Mpa)，导致其压力温度都是时刻变换的(吸热升温升压)，这样我们做热力计算选取参数时，可以按要求计算定性温度，但是否有定性压力的概念?该侧介质的参数该如何选取呢？

正确答案：
如果物性和压力有关（比如气体），就有“有定性压力”——进出口的平均压力。

很好，你已经深入到换热计算的最繁琐的过程。物性不随温度压力变化的流体又有几个，而当物性随温度压力变化，而又不知道出口温度压力时怎么办？那就得用逼近的方法，先假设出口温度，然后定性物性，计算热平衡后确定出口温度，再修正定性物性，重新计算，循环计算，直至两次结果偏差满足要求的精度。当循环次数多时，只能用计算机来算了。

wiseboy 发表于 2018-10-17 11:17
正确答案：
如果物性和压力有关（比如气体），就有“有定性压力”——进出口的平均压力。

谢谢！

breath 发表于 2018-10-17 19:21
很好，你已经深入到换热计算的最繁琐的过程。物性不随温度压力变化的流体又有几个，而当物性随温度压力变化 ...

谢谢!定性压力的设定是否按楼上老师所讲那样呢？

其实这是一种特殊的工况，我未见过类似的方式和案例，在这里说一下大家给分析分析；将常压状态液氮(-196℃)导入一活塞缸内，液氮导入后活塞缸为密封状态，且活塞段(液氮在其内)在活塞缸内运动，运动过程中对其进行加热，那么液氮在活塞段内呈现怎样的情况？是否按压焓图中的等容线升温升压？

云淡风也轻 发表于 2018-10-18 10:49
其实这是一种特殊的工况，我未见过类似的方式和案例，在这里说一下大家给分析分析；将常温常压液氮导入一活 ...

腔室内物质如果是均匀的，密度不会变化，按等容线升温升压，如果存在部分气体，液体或者固体，情况复杂，不好分析。

大家多来指教、讨论。

2楼中提到的问题。没见过这种工况。是什么应用需要这样？什么材质活塞能解决液氮不漏以及泄漏时不会损坏？
这种换热与现在常用换热器的换热计算应差别较大。可以看成是稳态和瞬态的混合了。若换热用现在的稳态计算方式，可能偏差比较大。而瞬态可能连参考的公式都没有。一般工程上都需要先做模拟试验来定性一些计算参数。
关于你的问题，液氮应是和在密封罐中被加热的效果是一样的。
只是，这种换热过程应属强化换热，换热面积，管内流速，流量等很多参数都不同于通常的稳态计算了。

breath 发表于 2018-10-20 16:05
2楼中提到的问题。没见过这种工况。是什么应用需要这样？什么材质活塞能解决液氮不漏以及泄漏时不会损坏？
...

感谢您的回答！活塞环材质是聚三氟氯乙烯，是在活塞缸上加动密封环来密封的，这个密封结构做过静态的液氮实验，密封效果可以达到要求，而关于换热的计算以及液氮呈现的变化曲线等问题无法落实。我们做这个是研发一种专利设备用的，现在应该没有这么应用的。

"将常温常压液氮"，似乎不存在。常温常压下氮是气体。

"将常温常压液氮"，并不存在，常温常压下氮是气体。因此这个题目一开始就是错误的。估计是饱和液体氮。

wiseboy 发表于 2018-10-23 09:15
"将常温常压液氮"，并不存在，常温常压下氮是气体。因此这个题目一开始就是错误的。估计是饱和液体氮。

是的，输入错误，已修改。

iwjtueabk 发表于 2018-10-23 10:05
1.基本上進入的氮氣應該是氣態而非液態(常溫常壓下應該是氣態--這點有人有反應了)
2.先不說被加熱的部分， ...

感谢回答，思考一下你得思路。

这个问题本来就是十分简单的 热力学问题：也没有相变，就是纯粹气体的等容加热。至于物性，可以用定性（平均）的，也可以用严格的变温物性——氮气的物性数据很全。再没有什么讨论的必要了。

wiseboy 发表于 2018-10-23 11:46
这个问题本来就是十分简单的 热力学问题：也没有相变，就是纯粹气体的等容加热。至于物性，可以用定性（平 ...

楼主说的是标况饱和液氮进入封闭空间进行加热，压力升到40MPa，这个工况。

wiseboy 发表于 2018-10-23 11:46
这个问题本来就是十分简单的 热力学问题：也没有相变，就是纯粹气体的等容加热。至于物性，可以用定性（平 ...

你好，介质是液氮(1 atm,-196℃)，加热一定会相变！升温升压，比如说升温到了-100℃，此时的压力是多少，这是个问题。

版大，抱歉，為了求證氮氣在一大氣壓，-196度的情況下狀態為何，我有去看了一下相圖，沒意外真的是液態，故這邊先與您道歉。

若加壓至400MPa，換算成大氣壓為394.76atm，且加壓過程也會有溫度上升的情況發生

若還要再加熱的話...就要看您希望加熱到哪個溫度

然如果單純以熱交換器計算的話  還是會以最後的狀態為考量較為簡化

當然，如果真的要的話，可以先透過模擬的方式經過一個加壓設備後，在通過熱交換器以達到自己想要的結果...

所以四樓的**講的內容  小弟非常認可

iwjtueabk 发表于 2018-10-23 16:01
版大，抱歉，為了求證氮氣在一大氣壓，-196度的情況下狀態為何，我有去看了一下相圖，沒意外真的是液態，故 ...

涉及到这样一个问题，介质的初始状态是1atm，-196℃(饱和液体)，密封在一坚固密封容器内，对其换热加热后，我们需要拟定加热后的压力和温度中任一参数，然后求或查得另一参数才能继续下面的计算和分析，如经过加热后温度达到-100℃那么此时压力是多少？经过加热后压力达到了40Mpa那么此时温度对应的是多少？根本问题是介质加热变化过程与焓图中等熵线、等容线.....是否对应，如果对应我们就能查询到该数值，如果不对应这个是比较难分析和处理的。(加热过程压力与温度的升幅是否线性？)