Procestechnische constructies

Figuur 5.44 is geconstrueerd door de overeenkomstige relaties voor de effectiviteit in (5.92) tesubstitueren voor een tegenstroom, gelijkstroom en kruisstroom warmtewisselaar. Als hetwarmtewisselend oppervlak gelijk is aan nul gebeurt er niets en is er dus ook geen toename van deentropie. Zodra er sprake is van warmte-uitwisseling neemt de entropie generatie snel toe. Bij eenoneindig goede tegenstroom warmtewisselaar (ε=1) blijft het temperatuurverschil tussen beidewarmtestromen voor en na de warmtewisselaar hetzelfde: het ingaande warme medium heeft na dewarmtewisselaar de temperatuur van het koude medium en omgekeerd. Ook in dat geval is deentropie generatie nul.1.2N S10.8gelijkstroomkruisstroom, ééngemengde stroomkruisstroom, ongemengdN S,maxNTU = kA w /C0.6tegenstroom0.40.22 4 6 8 10figuur 5.44entropie generatie voor verschillende stromingsconfiguraties als functie van het warmteoverdragend vermogenkA w /COm de invloed van een onbalans in de capaciteitsstromen te illustreren, kijken we naar een overigensperfecte warmtewisselaar, dat wil zeggen ∆p=0 en kA w /C=∞. De onbalans ω tussen beide takken vande warmtewisselaar wordt gedefinieerd alsω = mc p 1mc p 2= C 1C 2>1 (5.90)De effectiviteit van een tegenstroom warmtewisselaar, zie uitdrukking (5.55), kan dan wordengeschreven alsε =1-exp 1–ω –1 kA wC min1-ω –1 exp 1 – ω –1 kA wC min(5.91)wanneer C 2 de kleinste capaciteitsstroom is. Analoog aan vergelijking (5.84) kan dan voor de entropiegeneratie worden geschrevenN S =S genmc p=ln T 2T 1ω1+T 1T 2–11+ωω1+ω(5.92)In figuur 5.45 is deze relatie uitgezet. Als één van de twee stromen een zodanig grotecapaciteitsstroom heeft dat de temperatuur in die tak niet veranderd, is de entropietoenamemaximaal. Dit is het geval bij een fase-overgang in een van de media. De tweede belangrijke conclusieis dat de entropie toename bij gelijkstroom altijd groter is dan bij tegenstroom, maar dat het belangvan de configuratie afneemt naarmate de onbalans toeneemt.procestechnische constructies 4B660 99