Эксергия и эксергетический баланс

Использование понятий эксергии и эксергетического баланса дает возможность количественно определить влияние необратимости термодинамических процессов на эффективность преобразования энергии. [c.145]

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]

Потери эксергии в тепловых машинах, компрессорах и насосах находятся непосредственно из эксергетического баланса, составленного для данной машины. Этот вопрос подробно рассмотрен в 7.7. [c.314]

Эксергетический баланс котла. КПД котла, полученный на основе теплового баланса, учитывает лишь потери энергии в установке и не отражает качественных изменений, сопровождающих реальные необратимые процессы. При необратимых процессах в соответствии со вторым законом термодинамики происходит обесценивание энергии, т. е. потеря ею способности передаваться в форме работы. Оценка эффективности работы котла с точки зрения второго закона термодинамики может быть осуществлена на основе баланса эксергии. Эксергия [c.163]

Соответствующая эксергетическая диаграмма показана на рис. 4.5, б. Из нее видно, что эксергетический баланс дает наиболее полную информацию об энергетических превращениях в системе. Он показывает, сколько полезной, работоспособной энергии затрачено, сколько получено и сколько потеряно вследствие необратимости, вызванной термодинамическим несовершенством процесса. КПД показывает (в отличие от теплового коэффициента) степень приближения процесса к идеальному только 46 % подведенной эксергии пошли в дело . Остальные 54 % потеряны. Несмотря на то что КПД существенно меньше 100 %, такой нагрев более эффективен, чем непосредственное электрическое или печное отопление отсюда и стремление к использованию теплоты от теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) и теплонасосных установок (ТНУ). [c.164]

Эксергетический баланс в отличие от энергетического будет включать только два члена—эксергию отводимого в атмосферу из турбины холодного воздуха и полезную работу L. Эксергия засасываемого из атмосферы воздуха 1 = 0, так как его температура То.с и давление ро.с соответствуют параметрам атмосферы. Точно так же равна нулю эксергия теплоты, отдаваемой через конденсатор в окружающую среду при То.с. Эта теплота полностью неработоспособна. Следовательно, эксергетический баланс системы (если бы она работала) был бы таким [c.193]

В книге изложены термодинамические основы эксергетического метода, а также аналитический и графический аппарат, необходимый для его практического использования. Рассмотрены способы составления и анализа эксергетических балансов установок и их отдельных элементов. Приведен ряд примеров приложений эксергетического метода к задачам теплотехники и техники низких температур. Показаны технико-экономические приложения эксергии. [c.448]

Не касаясь пока вопроса о потерях эксергии в процессе горения, предположим, что температура продуктов сгорания в топке составляет 1 900°С. Температуру окружающей среды примем 20 °С и составим эксергетический баланс процесса теплообмена применительно к 1 кг сжигаемого топлива. [c.77]

Низкий термодинамический КПД агрегата обусловлен потерями, возникающими в процессе передачи теплоты от топлива, обладающего химической энергией высокого потенциала, к технологическому продукту и особенно к водяному пару с энергией низкого потенциала. В рассматриваемом случае потери от неравновесного теплообмена составляют 22, а потери от необратимого горения 23,8 %. Вместе с тем потери эксергии с уходящими газами в ЭТА по эксергетическому балансу составляют 1,3 против 7,1 % по тепловому балансу, что объясняется низким температурным потенциалом уходящих газов, а следовательно, и относительно малой их ценностью. [c.102]

В эксергетическом балансе учитывается эксергия подведенного или отведенного тепла и эксергия рабочих тел. [c.33]

Для комбинированных энерготехнологических установок наиболее приемлемым оказывается метод, основанный на определении эксергии (работоспособности) тепла и рабочих тел, т. е. на совместном применении первого и второго начал термодинамики [И]. Путем составления эксергетических балансов отдельных процессов и частей энерго-3 [c.67]

Отсутствующие в тепловом балансе котла потери от необратимости горения и потери при теплообмене в эксергетическом балансе имеют значения каждая соответственно 24,2 и 24,5 %. Присосы воздуха в котел определяют потери эксергии 2,1 %. [c.61]

Как видно из табл. 3-2 эксергетический баланс в настоящем примере построен иначе, чем в табл. 2-3. В табл. 3-2 нет значений повышения эксергии рабочего тела в компрессорах и с регенераторе, нет значений падения эксергии в турбинах и регенераторе. Поэтому с позиций баланса эксергии картина, нарисованная в табл. 3-2, как будто бы менее полна, чем в табл. 2-3. Однако это не так, если вспомнить, что в табл. 2-3 рост эксергии превышает эксергию, вводимую в установку, и этим отрывает наше внимание от главной цели выяснения степени совершенства использования введенного в установку топлива. В табл. 3-2 баланс увязывает четко эксергию, подведенную к установке, с эксергией, отведенной от него, и не включает изменения эксергии замыкающихся самих на себя потоков. [c.147]

Следует учесть, что в ряде случаев величина химической эксергии топлива вычисляется с очень большими трудностями [Л. 51], так как между эксергиями топлива и продуктов сгорания существует большая разница. К тому же при современном состоянии техники невозможно использовать химическую энергию продуктов сгорания. Все это пока не привело к созданию понятия условной химической эксергии топлива, которая служила бы единым эталоном для разных видов топлива. Поэтому нет смысла отходить от общепринятых понятий условного топлива. Проще приводить эксергетический баланс установки к химической энергии топлива до горения и считать, что теплотворная способность топлива была условно той организованной энергией, которой располагает I кг топлива до его горения. [c.357]

Составить эксергетический баланс для установки, описанной в задаче 14.37, определив изменения эксергии в каждом из характерных узлов. Подсчитать эксергетические к. п. д. тех же узлов и установки в целом. [c.157]

Угар металла, связанный с тепловыделением, приводит к некоторому снижению расхода топлива на процесс, что и следует их энергетического баланса печи. Однако угар металла является безусловно нежелательным метод эксергетического анализа позволяет показать, что он приводит и к дополнительным потерям эксергии. В соответствии с табл. 2.2 эксергетический КПД печи с учетом угара металла составит [c.25]

Какую роль можно отвести в настоящем примерном эксергетическом анализе балансу эксергии рабочего тела ех, его росту и падению [c.131]

В итоге схема энергетического баланса для условной обобщенной энергетической, холодильной и теплонасосной установок будет иметь вид, показанный на рис. 4-2. В общем случае Фвх переходит в тепло, имеющее эксергию Евх- Этот переход сопровождается эксергетической потерей Яо. [c.164]

ТГёрёдГсоставлением балансов необходимо выделить систему, подлежащую исследованию, для чего мысленно отделяют ее от других объектов контрольной поверхностью, а эксергии всех проходящих через нее потоков вещества и энергии включаются в эксергетический баланс. [c.79]

Анализ показывает, что энергетический (тепловой) КПД котла существенно отличается от эксергетического. Если энергетический КПД котла равен примерно 90 %, то его эксергетический КПД составляет только около 45 %. Основной потерей теплоты по энергетическому балансу является потеря с уходящими газами (более 7 %), которая по эксерге-ти вескому балансу составляет лишь около 1 %. Основными потерями по эксергетическому балансу являются потери от неравновесности процессов горения и теплообмена (около 25 % каждая). Уменьшению потерь по эксергетическому балансу (при горении и теплообмене) способствует повышение подо- [c.163]

Всякое излучение кроме всех прочих характеристик (яркость, спектральный состав, поляризация и т.д.) характеризуется и энтропией (опять той самой проклятой энтропией, которую на горе всем инверсионщикам придумал Р. Клаузиус). Она равна нулю только у монохроматического (одноцветного) когерентного излучения, где все кванты имеют совершенно одинаковую частоту синхронных колебаний. Такое высококачественное излучение имеет эксергию, равную энергии, и может, следовательно, в принципе целиком быть преобразовано в работу. Если же поток излучения характеризуется широким спектром разных частот, то его энтропия может быть значительной она тем больше, чем больше беспорядок , получающийся при наложении разных частот в одном общем потоке излучения. Так вот, антистоксова люминесценция как раз характеризуется тем, что накачка люминофора энергией ведется излучением с узким спектром частот (т. е. с малой энтропией), а выдает он излучение с широким (т. е. с большой энтропией) поэтому радоваться тому, что W2>Wu а Q извлечено из окружающей среды и концентрируется , нет оснований. Наоборот, следует признать, что процесс идет с ухудшением энергии уходящий поток излучения уносит большую энтропию, чем приносят входящие потоки энергии (рис. 5.9,6). Прирост энтропии AS связан с необратимостью реального процесса в люминофоре. Налицо явная, как говорят шахматисты, потеря качества . Это видно и из эксергетического баланса (рис. 5.9, в) выходящая эк-сергия меньше входящей на величину потери D. [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]

Химическая энергия топлива имеет более высокое качество по сравнению с тепловой энергией в том смысле, что принципиально она полностью может быть превращена и в механическую и в электрическую энергию. В настоящее время уже проводятся небезуспешные опыты по прямому преобразованто химической энергии в электрическую (см. 12-11). В связи с этим в качестве исходной величины при составлении эксергетического баланса котла можно принять эксергию топлива [c.78]

Необходимое количество охлаждающей воды определяется из теплового баланса охладителя и равпо Ов= = 19,5 кг1сек, а ее удельная эксергия при 15° С находится по соответствующим таблицам и равна 1,46 кдж/кг. Таким образом, в приходную часть эксергетического баланса следует ввести эксергию воды, вступающей в охладитель, равную Вв= 19,5 1,46 10-3 = 0,029 Мет. [c.140]

Эксергетический баланс компрессорпых холодильных и теплонасосных установок удобно составить при помощи термодинамического ящика Грассмана (рис. 3-5). Установки, рабочие тела которых ие замыкаются через окружающую среду (аммиачные, фреоновые и т. п.), отличаются тем, что в ящик вводится лишь организованная энергия (механическая или электрическая), а выводятся эксергетические потери и эксергия охлаждаемого объекта ( полезный холод ). В воздушных холодильных установках в термодинамический ящик наряду с организованной энергией вводится эксергия потока воздуха, всасываемого в компрессор, а выводится, кроме эксергетических потерь и полезного холода, отработавший воздух, выбрасываемый в окружающую среду. Для составления полного эксергетического баланса следует вычислить потоки эксергии, проходящие через все узлы установки. Сделаем это для воздушной установки глубокого холода Л. 40], схема, цикл и диаграмма эксергия—анергия которой изображены на рис. 3-13. [c.154]

Работа необратимого цикла 1-2-3-4-1, равная = /2— — 1, должна являться суммой Яхол и эксергетических потерь. В табл. 4-33 приведен баланс эксергии парового цикла холодильной установки, изображенного на рис. 4-61. Для упрощения в ней не учтены механические потери. Указанные в табл. 4-33 эксергетические потери [c.305]

То обстоятельство, что эксергия делает возможным оценивать доли потоков всех видов энергии, входящих в энергетический баланс любой ЭХТС, позволяет получить ее обобщенные характеристики. Такими обобщенными характеристиками являются эксергетическая производительность и мощность ЭХТС. Алгебраическую сумму всех видов эксергии которая определяет эффект, даваемый ЭХТС, называют [c.314]

Представляют интерес результаты эксергетпческого анализа синтеза аммиака, приведенные в журнале Химическая промышленность (1982, № 5). Из теплового баланса ЭХТС следует, что в колонне синтеза аммиака, водоподогревателе и теплообменных аппаратах потери энергии близки нулю. Из эксергетического же анализа следует противоположный вывод — наибольшие потери эксергии оказываются в колонне синтеза (22,6% от всех потерь) они выше, чем в компрессоре (16%) и газовой турбине (20%), что объясняется большой необратимостью протекающей в колонне синтеза аммиака химической реакции. Общие потери в колонне синтеза аммиака, водоподогревателе и теплообменниках составляют почти половину всех эксергетических потерь ЭХТС. Потери эксергии в колонне синтеза аммиака можно значительно уменьшить за счет повышения температуры в одной из ее зон, так как это мероприятие позволило бы более эффективно использовать теплоту реакции и выдать на сторону пар более высоких параметров. [c.322]

На рис. 3-2 показана принципиальная совмещенная диаграмма баланса эксергетических и других затрат и потерь в установках энергетического типа. Каждый реализуемый процесс обязательно сопровождается эксерге- [c.45]

Предлагая вычислять реальную работу методом вычитания эксергетических потерь из эксергии теп-л а, Р. Клаузиус исходил из того, что истоком энергетического баланса служит тепло, подведенное к рабочему телу в цикле. Однако в реальных условиях чаще всего энергетический баланс начинается с организованно энергии, например, химической энергии топлива, ядер-ной энергии (в теплосиловых установках) или электрической энергии (в теплонасосных и холодильных установках). Лищь в геотермальных или утилизационных тепловых установках, в абсорбционных холодильных установках, получающих тепло греющего пара извне, имеет смысл начинать энергетический баланс с эксергии подведенного тепла. Во всех других случаях эксергетические потери в общем балансе следует вычитать из подведенной к установке организованной энергии. Тогда в цепь эксергетических потерь метода вычитания Р. Клаузиуса необходимо добавить еще одно важное звено эксергетическую потерю, вызванную переходом организованной энергии в тепло. [c.162]

Имея в виду, что при обратимом протекании процессов расходуемое тепло Р) обладает той же эксергетической ценностью, что и сумма полученного тепла низкого потенциала и механической работы, и выражая для простоты все виды энергии через тепло наиболее низкого потенциала, получаем уравнение, аналогичное эксерге-тическому балансу при наличии механической работы [c.231]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...