ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Эксергия тепла и массы. Эксергетический КПД из "Циклы схемы и характеристики термотрансформаторов " По-видимому, введение Гиббсом функции во осталось незамеченным вследствие того, что Гиббс ввел эту функцию не в своей основной термодинамической работе О равновесии гетерогенных веществ , а в более ранней статье Метод геометрического представления термодинамических свойств веществ при помощи поверхностей [15] и упомянул о функции во в одном из подстрочных примечаний к этой работе. Поэтому часто эксергетические функции связывают с именами Гюи и Стодолы, не упоминая работ Гиббса, хотя он первый указал на роль функции во при исследовании термодинамического равновесия вещества со средой. [c.76] Не останавливаясь на схемах, в которых можно реализовать перечисленные превращеиия неравновесностей, укажем только, что последнее из трех возможно непосредственно осуществить применением полупроницаемы перегородок, через которые легко диффундируют пары воды и плохо диффундирует воздух. Поэтому при установлении характеристик среды нужно рассматривать и ее химический состав. Но учет химического взаимодействия рабочего тела со средой приводит к значительным трудностям при использовании эксергии, так как требует установления отдельного нуля отсчета для химической эксергии. Это зачастую затрудняет проведение анализа и определение эксергетического КПД сложных систем термотрансформаторов, вырабатывающих различные виды эксергетической продукцтш, а особенно при изменяющемся химическом составе [54а]. [c.77] Для полной оценки эффективности теплоэнергетических, холодильных машин и других термотрансформаторов приходится прибегать к рассмотрению ряда технико-экономических и энергетических показателей, но в их числе всегда одним из важнейших остается эксергетический КПД, с помощью которого можно сопоставить действительную затрату первичной превратимой энергии с минимально необходимой для получения заданного эффекта. На основе этого могут быть определены резервы дальнейшего совершенствования той или иной теплоэнергетической установки. [c.78] Методы термодинамического анализа, основанные на использовании обоих начал термодинамики, позволяют оценить предельно возможные энергетические показатели любых установок, соответствующие случаю обратимого протекания всех процессов. Эти методы позволяют также определить эксергетический КПД отдельных процессов и всего цикла, а в некоторых случаях и указать пути совершенствования установки, т. е. дать практические рекомендации конструктору. [c.78] Современные методы термодинамического анализа были обоснованы в работах Клаузиуса, Гиббса, Гюи и Стодолы. Один из частных методов, который называют иногда энтропийным, впервые был применен Кеезомом для анализа потери от необратимости установки для ожижения азота в дальнейшем он получил развитие и был использован также и для анализа потерь в прямых циклах [17]. Метод, получивший в последние годы название эксергетического, берет начало в трудах Гиббса и Гюи, а в современной форме был развит в работах Дюгема, Кинана, Грассмана, А. И. Андрющенко и В. М. Бродянского [2, 3, 5—8, 13, 27]. Этот метод получил большее распространение, чем энтропийный, что обусловлено его большей общностью, в частности возможностью применения для анализа разомкнутых процессов. [c.78] В соотношении (4-12) знак равенства соответствует обратимым процессам в системе, знак неравенства — необратимым. С помощью соотношения (4-12) определяются максимально возможные показатели установок при обратимых процессах в них. [c.79] В соотношениях (4-14) и эксергию, вводимую в установку. [c.80] При использовании энтропийного метода часто предполагают, что в первую очередь должны совершенствоваться те узлы установки, у которых имеет наибольшее значение. Однако в силу взаимного влияния необратимостей в различных узлах установок наибольшие значения Qi часто вовсе не соответствуют ее несовершенным узлам. [c.80] Таким образом, эксергетический анализ применяется для решения двух основных задач. Первая — установление максимальных термодинамических возможностей и вычисление безвозвратных потерь эксергии в результате Аеобратимости процессов и циклов вторая — обоснование рекомендаций по их совершенствованию. [c.81] При решении задач первой категории эксергетический анализ безукоризненно справляется с определением общей степени совершенства и дает возможность численного определения потерь эксергии в отдельных узлах установки. Более того, в ряде случаев удается при помощи эксергетического анализа отыскать условия, соответствующие минимуму потерь эксергии в отдельных частях установки, а в некоторых случаях и во всей установке. [c.81] Рекомендации по совершенствованию установок связаны с указанием тех элементов, где потери имеют наибольшее удельное значение. Однако такие рекомендации могут быть неправильными из-за недоучета взаимосвязи потерь в отдельных процессах и их влияния на общее совершенство установки. Так, термодинамический анализ холодильной установки не в состоянии сам по себе указать на существующую зависимость потерь в конденсаторе от работы компрессора, да ке идеального в эксергетическом смысле (с изоэнтропным сжатием агента). [c.81] Интересно отметить следующий парадоксальный факт. Если все звенья цикла удовлетворяют условиям обратимости (внешней и внутренней), то коэффициент преобразования всего цикла максимален, т. е. цикл обратим. Однако если только одно звено будет необратимым, это может привести к худшим результатам для всего цикла, чем необратимость двух звеньев. Точнее, необратимость одного из звеньев цикла может быть смягчена (уменьшена) необратимостью другого звена. Можно привести много примеров такого метода уменьшения необратимости из области как тепловых, так и холодильных машин. [c.82] На поставленный вопрос следует ответить положительно. Можно организовать разомкнутые процессы с привлечением даровой массы в принципе таким образом, чтобы их эксергетический КПД был выше, чем КПД аналогичных им замкнутых процессов (циклов). И в этом случае, конечно, не удивительно, что в таких разомкнутых процессах возможно превышение значения даже теоретических коэффициентов преобразования термотрансформатора, работающего с замкнутым процессом. В качестве наглядного, но редкого примера можно привести случай, когда в неограниченном количестве имеется поток воздуха или газа, повышенного по сравнению с атмосферныАТ давлением. [c.83] Вернуться к основной статье