Эксергия теплового потока

Эксергетический анализ удобен при исследовании сложных технических устройств, в которых используется энергия в различных формах — работа, теплота, электроэнергия, энергия химических превращений ит. д. Обычно составляют эксергетический баланс, в котором подсчитывают приход и расход эксергии потока вещества, теплоты, работы (механической или электрической). Важное значение, в частности, имеет эксергия теплового потока вд. [c.80]

В отличие от эксергии потока е эксергия теплового потока вд есть функция процесса, так как функцией процесса является теплота [c.81]

Составим эксергетический баланс для обоих вариантов, используя обозначение е<г( ) для эксергии теплового потока д н учитывая, что е(1)=1 — механическая энергия (работа) равна эксергии. [c.94]

Эксергия теплового потока продуктов сгорания, полученных при сжигании 1 кг топлива, [c.321]

На рис. 9-9 работоспособность тепла, которую иногда называют эксергией теплового потока, изображена заштрихованной площадью. [c.334]

Критерий оптимальности параметров можно выразить через удельный расход энергии — показатель, включающий эксергию теплового потока греющего источника 6q, эксергию, затрачиваемую на прокачивание воды и удельную поверхность теплообменных устройств g/. Однако такой подход существенно не отличается от изложенного выше, так как в конечном счете каждая из составляющих удельных расчетных затрат может быть представлена следующим выражением через параметры установки [c.78]

Здесь в числителе — эксергия теплового потока, отданного тепловым насосом потребителю, а в знаменателе — мощность компрессора. Принимая во внимание очевидное равенство ( г = (закон сохранения энергии), по- [c.71]

Эксергия теплового потока определяется количеством работы, которая может быть получена в обратимом процессе снижения температуры до Го. [c.68]

Эксергия греющего теплового потока [c.164]

Эксергия е, теплового потока с/ рассчитывается по уравнению [c.76]

При сжигании топлива в печах и тепло- и парогенераторах происходит передача теплового потока от продуктов сгорания к нагреваемому в них телу. Эффективность этого процесса связана не только с уменьшением эксергии продуктов сгорания АЕ ,с, но и с возрастанием эксергии нагреваемого тела АЕа.т и поэтому эксергетический к. п. д. этого процесса [c.320]

Л г пол под-Для идеального эксергетического КПД, т е. без учета изменений механических и тепловых потоков эксергии и эксергии продуктов реакции, справедлива формула [c.531]

В данной книге ставится задача осветить обе разновидности метода тепловых потоков (метод равноценности тепла и работы и физический метод МЭС) и обе разновидности термодинамического метода (метод потоков эксергии и энтропийный метод). [c.9]

То обстоятельство, что потоки эксергии могут совершать кругооборот, возвращаясь обратно к своему исходному положению, не позволяет эксергии на входе в последующий элемент установки быть всегда равной эксергии на выходе из предыдущего элемента установки. Поэтому невозможно представить к. п. д. установки в виде суммы или произведения эксергетических к. п. д. ее отдельных элементов. Действительно, чтобы получить эксергетический к. п. д. установки в виде суммы эксергетических к. п. д. отдельных узлов, необходимо, чтобы знаменатели последних были одинаковыми цо величине, что в формулах типа (3-19) не получается. Чтобы вместо суммы получить эксергетический к. 1п. д. установки в виде произведения эксергетических к. п. д. отдельных узлов, нужно, чтобы числитель всякой последующей дроби, выражающей эксергетический к. п. д. узла, сокращался с знаменателем предыдущей дроби. Этого тоже нет из-за замкнутых тепловых потоков. [c.360]

В отношении механической, электрической и некоторых других видов энергии, которые в пределе полностью могут быть превращены в другие виды, понятия энергия и эксергия тождественны. Применительно к тепловому потоку, внутренней энергии и т. д. такой тождественности нет. [c.50]

В теплосиловых установках энергия топлива сначала превращается в тепловую путем его сжигания, а полученная теплота используется для выработки механической энергии. Поскольку горение — неравновесный процесс, он связан с потерей работоспособности тем большей, чем ниже температура Т получаемых продуктов сгорания. Действительно, из формулы (5.31) видно, что эксергия рабочего тела в потоке е возрастает с увеличением ht= p Ti, все более приближаясь по мере увеличения Гi к теплоте реакции. В современных паровых кот- [c.56]

Понятия эксергии потока и эксергии теплоты успешно используются для анализа термодинамического совершенства различных тепловых аппаратов и установок. Они применимы для исследования термодинамического совершенства как отдельной части аппарата, так и аппарата в целом. [c.187]

Рассмотрим вопрос об изменении эксергии потока в обратимых процессах, не завершающихся установлением теплового и механического равновесия между рабочим телом и окружающей средой. [c.151]

Первый частный случай соответствовал переходу системы из заданного устойчивого состояния в мертвое состояние, характеризуемое наличием механического и теплового равновесия с внешней средой. На этом примере было введено понятие об эксергии. Лучше ощутить это новое понятие поможет приложение Е, помещенное в конце настоящей главы. В этом приложении подробно рассмотрена эксергия совершенного газа в условиях стационарного потока. [c.231]

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]

Иными словами, при отводе горячего рассола мы получаем гидродинамическую концентрацию потока эксергии в сто тысяч раз. Плотность потока эксергии в горячем рассоле много выше, чем при передаче энергии от горячих газов в хвостовых частях котельного агрегата, и выше, чем в океанских тепловых электростанциях. Поэтому солнечный пруд и представляется эффективным возобновляемым источником энергии благодаря высокой концентрации эксергии и ему уделяется так много внимания в этой книге. [c.122]

Смысл эксергии теплового потока можно уяснить, если рассмотреть описанную ранее термодинамическую систему при начальных параметрах р=ро = сопз1, 7> >7о. При переходе системы в состояние равновесия с окружающей средой, который осуществляется при р = = сопз1, происходит как бы исключение механического взаимодействия через границу системы, главным становится тепловое взаимодействие, обусловленное преобладанием температуры системы Т над температурой окружающей среды (в действительности йсфО, среда сжимает охлаждающуюся систему). Дифференциал эксер- [c.80]

Выражение (3.62), справедливое только для процесса р=сопз(, положено в основу понятия эксергии теплового потока вд. Принято по определению, что выражение (3.62) по отношению к произвольному процессу дает изменение вд, т. е. [c.81]

На рис. 7.2 представлена диаграмма Грассмана — Шаргута рассматриваемой компрессионной теплонасосной установки. Здесь видны все потери эксергии в элементах установки в результате протекающих в них необратимых процессов. Величина потери эксергии в каждом элементе установки соответствует уменьшению ширины полосы эксергии и условно изображается заштрихованным треугольником, переходящим в выгнутую стрелку >, (эксергетические потери в i-м элемензе установки). В установку подводится эксергия Е, равная электрической мощности электродвигателя 1, поскольку эксергия электрической энергии не характеризуется энтропией. В электродвигателе происходит потеря эксергии равная сумме потерь электрической энергии в машине и приводе. Следовательно, эксергия на выходе из электродвигателя El = E l — Dj. Эксергия на входе в компрессор Eh = Ef Ey, где v — эксергия паров теплоносителя, выходящего из испарителя V. Эта суммарная эксергия преобразуется в компрессоре в эксергию сжатых паров теплоносителя. Эксергия на выходе из компрессора Е и = Eii — D , где — эксергетические потери в компрессоре, причем Dk )д. Очевидно, эксергия на входе в конденсатор Е щ = Е . В конденсаторе будет потеря эксергии D , связанная с теплопередачей при конечной разности температур между теплоносителем и внешним приемником теплоты и поэтому эксергия на выходе из конденсатора Щи = Ц - De- Большая часть " этой эксергии отдается потребител/о в виде теплового потока повышенной температуры другая часть, равная Е т - Е", = Eiv, есть эксергия на входе в дроссель IV. При дросселировании теплоносителя возникает потеря эксергии от необратимости процесса Одр, вследствие чего эксергия на выходе из дросселя Ei = Е п — Одр. Эксергия на входе в испаритель Е = iV + Е где Щ — эксергия теплового потока, подводимого в испаритель из окружающей среды ее значение Е д = Q I — То/Т )л О, так как Г] То. По этой же причине и потери эксергии в испарителе на конечную разность температур также будут близки нулю. Следова1ельно, эксергия на выходе из испарителя Е = V. [c.311]

Теплонасосная установка характеризуется тепловым коэффициентом ф = Qii L и эксергетическим к. п. д. т , = /l j,//liar. В тепло-насоской установке величина A ф представляет собой эксергию теплового потока 02, отводимого из установки к потребителю, т. е. /4,ф = [c.315]

На рис. 7.4 изображены процессы сжатия в е/ьдиаграмме в области температур То и, следовательно, при > 0. Процесс f-2-изотер-мичеекий процесс сжатия, идущий по линии То = onst, следовательно, е, = q (I — То/Т) = О, т. е. эксергия теплового потока, отводимого от газа в окружающую среду, равна нулю. Тогда для необратимого процесса уравнение (7.27) принимает вид [c.317]

Учитывая сказанное, можно утверждать, что термический КПД цикла, определяемый по формуле (8.50), обладает ограниченными возможностями в смысле оценки эффективности цикла теплового двигателя. Несомненно, он отражает его экономичность, так как показывает, какая часть использованной в форме теплоты энергии была превращена в полезную работу (механическую энергию). Тем не менее, термический КПД не показывает, полностью ли использована представленная природой возможность превращения энергии из тепловой формы в механическую форму. Другими словами, вся ли эксергия теплового потока Ql была преобразована в полезную работу. Такая оценка возможна лишь с помопцэю так называемого эксергетического КПД, определяемого выражением [c.71]

Применительно к рассмотренному нами циклу полученная эксергия есть не что иное, как эксергия теплового потока <7о при температуре Го, отведенного от термостатируемого объекта, или, другими словами, холод до, сообщенный термостатируемому объекту при температуре Го. [c.52]

Определить холодильную мощность установки, если на работу парогазогенератора затрачивается тепловая мощность 225 кВт, а тепловой коэффициент = 0,35. Определить также эксергию греющего теплового потока и эксер-гетический к. п. д. холодильной машины. [c.164]

Виды эксергии. Эксергия делится на два основных вида, а именно эксергия видов энергии, не характеризуемых энтропией, для которых она равна самой энергии е = Э (механическая, электрическая и др.), и эксергия видов энергии, характеризуемых энтропией е Э (внутренняя энергия, энергия излучения, термомеханическая, нулевая). Эксергия последних видов энергии подразделяется на эксергию вещества в замкнутом объеме, эксергию потока вещества и эксергию потока энергии. Эксергия вещества в замкнутом объеме состоит из термомеханической (физической), нулевой (химической — в реакторах периодического действия) и излучения. Эксергия потока вещества состоит из термомеханической и нулевой. Эксергия потока энергии состоит из эксергин теплового потока и эксергии излучения. [c.73]

Таким образом, процесс преобразования энергии излучения в люминофоре идет но всем законам термодинамики с деградацией энергии и ростом энтропии. Никакой концентрацией энергии здесь и не пахнет. Нетрудно видеть также, что процесс в люминофоре аналогичен в определенной степени, как указано в [2.10], тому, который протекает в тепловом насосе разница состоит в том, что поток теплоты трансформируется в поток энергии излучения. Из Qo. получается W2, причем коэффициент трансформации lF2/Qo. >l- В качестве приводной высококачественной энергии здесь используется не электроэнергия, а излучение с энергией WПри этом эксергия Е2 потока энергии W2 меньше, чем эксергия Ei [c.214]

Первая диаграмма (рис. 5.10, а) показывает ход потоков энергии ДЯ=Я —Яз и эл= (Wi+Qo. )—Яз. Из этой диаграммы может действительно сложиться впечатление, что 1эл возникает, хотя бы частично, и из Qo. . Но энтропийная и эксергетическая диаграммы неопровержимо свидетельствуют о том, что дело обстоит иначе. Вся поступившая энтропия идет только на ее увеличение в реагентах (S2>5i). Безэнтропийная электроэнергия ее не уносит. Эксергетический баланс показывает, что вся эксергия, необходимая для получения электроэнергии, образуется за счет разности входящих и выходящих ее потоков. Тепловой поток при То.с не имеет эксергии ( о.с = 0) и не добавляет в этом смысле ровно ничего. [c.219]

Теперь мы можем детально проиллюстрировать рабочий процесс теплового насоса, питаемого электроэнергией от тепловой электростанции. Для этого воспользуемся эксергетической диаграммой, показанной на рис. 13. Она подобна диаграмме рис. 12, но здесь все процессы тепловой электростанции и полное уменьшение эксергии в ней показаны упрош енно в виде прямой линии — от 100% на входе до 36% на выходе из ТЭС. Штриховкой показан поток эксергии в каждом из элементов теплового насоса, а цифры — это и есть эксергетический КПД в процентах по отношению к эксергии топлива на ТЭС. Незаштри-хованная часть ниже оси дополняет величину потока эксергии до потока энергии. [c.68]

Диаграмма эксергия — анергия , изображенная на рис. 3-7, наглядно показывает, как эксергия и анергия распределяются в каждом тепловом потоке. Однако она очень неудобна для изображения потоков эксергии во многих узлах установки. Этим объясняется предложение Ц. Ранта Л. 48] последовать примеру энтропийного метода и отсечь потоки анергии от потоков эксергии. В следующем параграфе имено так построена эксергетическая диаграмма потоков газотурбинной установки. [c.135]

На соответствующей диаграмме эксергетического баланса образуются замкнутые потоки, подобно тому, как в диаграмме Сенкея образуются замкнутые тепловые потоки. То же самое получается с диаграммами потоков эксергии в установках с промежуточным перегревом. [c.360]

Вместе с тем имеетсй и некоторая особенность в бованиях к низкотемпературной изоляции. Эта тР енность связана, прежде всего, со спецификой об-° сти низких температур. Если теплотехника имеет де-с весьма большим диапазоном температур, исчисля- "мьШ тысячами градусов, то в распоряжении техники йзких температур находится, как мы уже знаем, только коло 300 К. Это приводит к тому, что тепловой поток, имеющий в одном случае температуру выше, а в другом столько же градусов ниже, чем То.с, располагает неодинаковой эксергией или, другими словами, не одинаково термодинамически ценен. [c.69]

Займемся этим и рассмотрим работу теплового насоса посредством составления и анализа его эксергетиче-ского баланса. В такой баланс, так же как и в энергетический, должны входить три члена, соответствующих энергетическим потокам. Однако один из них будет равен нулю, поскольку эксергия потока теплоты Qo. отбираемой из окружающей среды при То.с, равна нулю (по формуле Карно). Следовательно, в систему эксергия поступает только с электроэнергией подсчитать ее легко, поскольку высокоорганизованная электрическая энергия полностью работоспособна. Значит, поступающая Э1хергия Е —2 кВт. [c.164]

Понятие эксергии оказывается весьма удобным для анализа степени термодинамического совершенства того или иного теплового аппарата. В самом деле, рассмотрим какой-либо тепловой аппарат (например, турбину), в который входит поток рабочего тела с параметрами pj и из аппарата этот поток рабочего тела выходит, имея параметры Рг и Т , внутри аппарата этот поток произвел полезную работу п лезн- Если процесс внутри аппарата необратим, то, следовательно, в аппарате имеет место потеря работоспособности AL потока. Эта потеря работоспособности, очевидно, будет равна [c.314]

Для теплотехнологической установки основными потерями эксергии, как уже отмечалось в гл. 2, являются потери от необратимости процесса горения и неравновесного (необратимого) теплообмена между теплоносителем и технологическим сырьем. Эти потери, как и потерн зксер-гии при смешении потоков с различной температуро и др., в тепловом балансе отражения не находят. [c.101]

В гл. 13 мы вывели выражения для обратимой полезной работы, получаемой при переходе системы (в отсутствие потоков) или жидкости (в режиме стационарного потока) из некоторого заданного начального устойчивого состояния в мертвое состояние (разд. 13.6), соответствующее тепловому и механическому равновесию с окружающей средой при Го и ро- Этот частный случай равновесия между системой или жидкостью и внещней средой мы назвали ограниченным равновесием, а соответствующие идеальные количества работы — беспотоковой эксергией или эксергией в режиме стационарного потока. Эксергия является характеристикой начального состояния системы или жидкости. Кроме того, в разд. 13.6 отмечалось, что иногда понятие о равновесии необходимо обобщить на случай, когда в конечном состоянии жидкость находится также в химическом равновесии с окружающей жидкостью. Такое равновесие было названо неограниченным. Теперь мы можем расширить изучение термодинамической доступности энергии и охватить этот случай. [c.420]

На входе в эти системы принят одинаковый поток эксергии органического топлива. Электроотопление и тепловой [c.65]

Как видно из диаграммы, поток отведенной потребителю эксергии — сумма 15,5% в конденсаторе и 4,7% в охладителе конденсата, т. е. 20,3%. Это в 3—4 раза больше, чем в греюш ем воду электрокотле. Полный поток энергии, подведенный потребителю с учетом теплоты из окружаюш ей среды, составляет 116,7% по отношению к теплоте сгорания топлива, сожженного на ТЭС для питания теплового насоса. [c.68]

Но мы уже могли убедиться на многих примерах, что освоение возобновляемых источников энергии упирается в низкую плотность притока энергии такая величина, как 200—300 Вт/м в виде теплового излучения, даже при применении концентраторов еще мала и приводит к сравнительно невысокому значению коэффициента эксергии-нетто. Это обстоятельство пока препятствует широкому применению и гелиостатных (башенных) солнечных электростанций, и фотопреобразователей солнечной энергии на полупроводниках. Из-за низкой плотности потока солнечной энергии затраты энергии на металл для гелиостатов и на полупроводники или концентраторы излучения еще недопустимо велики. [c.110]

Пока мы не умеем хорошо фиксировать солнечную энергию или, иными словами, пока у нас нет эффективных возобновляемых источников энергии, надо беречь эксергию органического топлива как абсолютный и невосполнимый ресурс, вводя при необходимости ограничения. Когда эта задача будет решена и появятся такие источники в виде прудовых солнечных электростанций, океанских тепловых электростанций, ветродвигателей и т. п., можно будет согласиться с креационистами и снять все ограничения. Но, повторим, в ближайшие десятилетия проблема энергосбережения, а точнее, экономного расходования топлива как запаса эксергии и электроэнергии как потока эксергии должна оставаться в центре внимания. [c.135]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...