ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы МГД-генератор из "Потоки энергии и эксергии " Показатель термодинамического совершенства процесса передачи энергии — эксергетический КПД — записывается как отношение потока эксергии на выходе из канала к потоку на входе. По балансу энергии в этом случае КПД теряет смысл, ибо он равен единице в любом сечении канала. Расчет эксергетического КПД, начиная от месторождений топлива, является существенным элементом эффективности объекта, мы обсуждали его в гл. 5, а здесь расскажем о его вычислении по диаграмме. [c.78] На рис. 17 показана схема первого из вариантов и соответствующая эксергетическая диаграмма. [c.78] В начальном сечении О в канал подается изотермически сжатый воздух (или другой окислитель). Его давление обеспечивает поток импульса в канале, температура принята за температуру окружающей среды Тд, Si энтропия — за точку отсчета. Через малую трубку введен поток горючего с химическим потенциалом g, Поток энергии в сечении О складывается из химической энергии горючего и кинетической энергии воздуха. В сечении 1 начинается смешение горючего с окислителем, горение и повышение температуры. Химический потенциал понижается, так как в процессе, горения изменяется химический состав газов. Возрастает скорость течения и начинается рост энтропии. В сечении 2 заканчивается смешение, повышается интенсивность горения. [c.78] Канал МГД-генератора тоже имеет вид трубы, набранной из отдельных металлических колец с изоляционной прослойкой. Поперек канала действует постоянное магнитное поле В от внешнего магнита. Постоянное магнитное поле, конечно, проникает внутрь канала, но никакой работы производить не может, поэтому трубу мы считаем, как и в предыдущих примерах, идеально изолированной от внешней среды. [c.78] В канале есть и поперечная компонента jqy, отчего появляется механическая сила, тормозящая поток газа. Скорость и кинетическая энергия уменьшаются, хотя полный поток вещества pVF и поток энергии ЬР остаются неизменными вдоль канала. По мере падения V кинетическая энергия передается потоку электрических зарядов благодаря росту ф, так что (pjq P вдоль канала нарастает, а полный ток I = jqy.P остается неизменным. Поток энтропии растет из-за джоулева тепловыделения, но температура изменяется незначительно. [c.80] В сечении 6 полученная электрическая мощность отводится к сопротивлению R (потребителю), где падает генерированный потенциал, а ток I снова вводится в канал в сечении 5. В сечении 7 проходит поток газов, энергию которого можно использовать в хвостовой установке (например, паротурбинной). Штриховкой показан поток потерь эксергии совпадающий по форме с графиком потока энтропии S, поскольку Tq = onst. Поток эксергии 8еР равен потоку энергии 8Р за вычетом указанных потерь Tqi3. [c.80] Установка сверхзвукового сопла перед МГД-каналом, т. е. предварительное преобразование энтальпии в кинетическую энергию, бывает нерациональна, и возможны схемы с расширением газов непосредственно в МГД-канале, в том числе и с догоранием в нем горючего (при дозвуковой скорости). Этот вариант схемы показан на рис. 18, где все обозначения такие же, как на рис. 17. На диаграмме видно, что химическая энергия топлива в канале непосредственно преобразуется в электрическую уменьшается G и соответственно нарастает ф. [c.80] Обычно эксергетические диаграммы содержат только полосу энергии и эксергии. [c.80] Как видно из рис. 15—18, полные эксергетические диаграммы с указанием изменения составляющих потока эксергии более наглядны и информативны, они позволяют легче установить причины роста энтропии и внутренних потерь эксергии в энергетических установках. Применение диаграмм передачи энергии на тепловой электростанции (от топлива к потоку энтропии в котле, потоку импульса в турбине и потоку зарядов в ЛЭП) позволило бы сделать и этот сложный процесс более наглядным, в том числе при изображении на экранах пультов управления. [c.80] ГИЯ — это один и тот же всадник, который в преобразующих устройствах только меняет лошадей. На рис. 17 и 18 показано, как это происходит, как исчезает одно слагаемое в формуле (1) и появляется другое. Можно сказать, что поток энергии, сохраняясь по величине, передается от одного энергоносителя другому и при этом теряет способность производить работу, т. е. энергия подвергается деградации (обесценивается). [c.81] Диаграммы действительно позволяют увидеть то, что увидеть трудно даже вооруженному глазу — весь процесс передачи энергии и эксергии, и указать реальные, а не иллюзорные источники потерь для принятия соответствующих решений. [c.81] При использовании современных ЭВМ можно выводить на дисплей результаты расчета потоков энергии в газопроводе, на тепловой электростанции, в теплоснабжении, основанные на решении полной системы уравнений сохранения массы, импульса и энергии. [c.81] Я благоговейно поднимаю брошенную гайку на улице, потому что мускульно ощущаю количество затраченной на нее работы... [c.82] Вернуться к основной статье