ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Проводник с током из "Потоки энергии и эксергии " Теперь приведем несколько примеров оптимизационных расчетов на минимум СУЗЭКС. Все они основаны на упрощенных постановках оптимизационных задач с варьированием только одного параметра и имеют чисто иллюстративный характер. Реальные сложные задачи требуют большого объема расчетов на ЭВМ. На таких задачах трудно показать существо методики. [c.94] Цель этих примеров — показать общность развиваемого подхода, применимость как к электротехническим, так и к теплотехническим объектам, непротиворечивость результатов уже известным и апробированным на практике решениям. В то же время предлагаемый критерий СУЗЭКС позволяет выявить и возможность снижения расхода первичной энергии по сравнению с существующей практикой, т. е. выявить действительные возможности энергосбережения. [c.94] Простейшим объектом является проводник с постоянным током. Здесь эксергия — это передаваемая электроэнергия, а потери эксергии — джоулево тепло в проводнике. Строго говоря, следует учитывать в балансе эксергии температуру охлаждающего проводник теплоносителя и эксергию отводимого тепла, но в приближенной постановке ею можно пренебречь. [c.94] Оказалось, что оптимальная плотность тока зависит только от срока службы и свойств материала проводника. Если принять т = 3 года, то для меди 7opt = 0,77 А/мм , а при росте т величина ] opt еще снижается. На практике плотность тока обычно выше (1—2 А/мм ). Оценка показывает, что при принятой величине Э = 120 МДж/кг снижение плотности тока против обычно применяемой дает экономию энергии. [c.95] как и в (68), рост площади сечения Р уменьшает первый член и увеличивает второй. Из дВ1дР = О получаем (69). Оптимальные условия достигаются при равенстве обоих слагаемых (70). [c.95] Совершенно необычна постановка задачи по оптимизации проводника с током в случае, когда рассматривается сверхпроводник, при этом а = оо. [c.95] Важнейшей практической особенностью новых сверхпроводников является достаточность жидкого азота (77 К) для их охлаждения. Стоимость жидкого азота несравненно ниже, чем жидкого гелия всего лишь вдвое превышает стоимость затраченной на его получение электроэнергии и соизмерима с ценой газированной воды. Очевидно, что затраты эксергии на поддержание температуры 80 К Tq — TIT — 300—80/80 = 2,75, примерно в 20—30 раЗ меньше, чем гелиевых температур. Поэтому,в настоящее время сложились объективные условия для активного внедрения новых сверхпроводников в энергетику. [c.96] Наличие сильного неоднородного электрического поля вокруг кабеля, а также градиента температуры, следовательно, и диэлектрической проницаемости в жидком азоте будет вызывать самопроизвольное течение жидкости, которое можно полезно использовать. В полной постановке задача оптимизации сверхпроводящего кабеля с охлаждением жидким азотом фактически чисто гидродинамическая, хотя критериями при оптимизации могут быть те же суммарные затраты эксергии. [c.97] Вернуться к основной статье