Расчет эксергии

В этой главе расчет эксергии-нетто будет показан на примере одной из возможностей целенаправленной деятельности человека в борьбе с разрушительным процессом опустынивания. Это борьба за улучшение природных условий и среды обитания в довольно густонаселенных районах пояса Земли — приблизительно от экватора до 45-й параллели северной или южной широты, где значительную часть суши занимают пустыни. [c.108]

Эта работа может быть меньше теплоты сгорания Q, а может быть и больше, в зависимости от знака dL , /dT. Расчеты показывают, что для большинства ископаемых топлив L aK Q- Таким образом, эксергия органического топлива (в расчете на единицу его массы) примерно равна теплоте его сгорания, т. е. теоретически в работу можно превратить весь тепловой эффект реакции, например, в топливных элементах. Физически это понятно, поскольку в своей основе химическая реакция связана с переходом электронов в веществе организовав этот переход, можно сразу получить электрический ток. [c.56]

Расчеты показывают, что только из-за неравновесного теплообмена потеря эксергии, т. е. работы, которую теоретически можно было бы получить, используя теплоту продуктов сгорания топлива, превышает 30 %. [c.57]

Эксергия не является однозначной функцией состояния тела. Действительно, в том же самом состоянии тело будет иметь различное значение эксергии в зависимости от температуры Т окружающей среды. Поэтому величина Э является по существу вспомогательной (введение ее обусловлено удобством при расчетах). [c.130]

В инженерной практике расчет нулевой эксергии при химических превращениях, протекающих в химических реакторах, ведется на основании формулы эксергии потока вещества е (1.230). [c.75]

Если реакция протекает при температурах выше 298 К, то с достаточной для инженерных расчетов точностью нулевую эксергию химического превращения в реакторах можно подсчитать по формуле [c.75]

Однако каждый раз и расчет, и эксперимент показывают, что реакция или не идет вообще, или через некоторое время замирает, если пустить двигатель толчком извне. Для постоянной работы такой двигатель нужно либо подогревать, либо охлаждать, либо вращать извне. При этом, как всегда, затрата эксергии, нужной для привода, оказывается большей, чем эк-сергия той теплоты, которую дает химический тепловой насос. Второй закон и здесь неумолимо работает. [c.209]

Решение об использовании холодильной установки в качестве генератора тепла должно в конечном счете быть принято на основе вполне конкретного технико-экономического анализа с учетом стоимости дополнительного оборудования. При этом следует иметь в виду то обстоятельство, что реальная эксергия тепла в большинстве случаев во много раз ниже, чем холода. Так, расчеты показывают, что в случае использования жидкого топлива или природного газа для получения тепла стоимость единицы холода на существующих холодильниках примерно в 6—7 раз выше, чем стоимость единицы тепла. [c.128]

Оценка качества тепла или его эксергетической ценности согласно второму началу термодинамики проводится по его работоспособности, которая и определяется как эксергия тепла, рассмотренная нами ранее. Возникает вопрос, почему, несмотря на значительное время, прошедшее с установления такого взгляда на тепло, эксергетический метод анализа мало используется как в инженерных расчетах, так и в установлении тарифов на различные виды энергии. [c.202]

Эксергия тепла продуктов сгорания в топке составляет (в расчете на I кг сожженного топлива) [c.77]

Ряд исследователей, стремясь найти какой-то единый инте-1 ральный показатель степени совершенства любых энергоустановок, теплотехнологических агрегатов и производств, пытаются создать его на базе использования показателя эксергии. Но, поскольку шаблонно во всех случаях этот показатель применять нельзя табл. 11.1), разрабатываются специальные методики с учетом различных дополнительных факторов и поправок, что уменьшает точность расчетов и значительно усложняет и обесценивает их. Определять расходы топлива и теплоты, получаемой со стороны для теплотехнологических и энергетических агрегатов, гораздо проще и точнее по их энергетическим показателям. [c.238]

Энерготехнологические установки по многообразию отпускаемой продукции являются установками многоцелевого назначения. Поэтому необходимо рассмотреть дальнейшее развитие энергетического метода расчета, основанного на определении работоспособности или эксергии рабочих тел и химических продуктов при комплексном использовании топлива. Это позволяет получить ряд аналитических зависимостей, необходимых для инженерных расчетов в процессе проектирования ЭТБ, [c.11]

Величину низшей химической эксергии, имеющей наиболее широкое применение для практических расчетов, достаточно точно можно производить по уравнениям [c.68]

При расчете высшей эксергии дополнительно учитывается взаимодействие образующихся продуктов с окружающей средой, в том числе работа растворения веществ и др. [c.69]

Книга представляет собой одну из первых в научно-популярной литературе попыток изложить научные основы энергосбережения — как вычислить коэффициент полезного использования топлива, как определить затраты энергии на различные объекты. Даются также основные сведения о современных методах расчета потоков эксергии, подробно описывается накопление эксергии солнечного излучения в соляных ( солнечных ) прудах. [c.2]

Расчет химической эксергии покажем на примере Э1 Сергии метана СН4, основной компоненты природно] газа [c.30]

Характерной особенностью расчетов [12] в отличие от 11] является широкое использование ионов в растворах вещества отсчета. Химическая эксергия топлива [c.31]

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]

Термин эксергия-нетто обозначает новое и важное понятие в энергетических расчетах. Чтобы его пояснить, скажем сначала, что такое энергия-брутто . Это не поток энергии, а все количество энергии, которое выдал какой-либо энергетический объект, электростанция, котельная и т. п. Но сам этот объект появился не по волшебству. Чтобы его создать, было затрачено много энергии, да и в процессе эксплуатации, например на добычу и доставку топлива, тоже расходуется энергия (а теперь мы знаем, что правильнее говорить —- расходуется эксергия). [c.82]

Для ее расчета следует обобщить составление баланса потоков эксергии, которые проходят через границу, т. е. воображаемую оболочку, окружающую наш объект. В самом деле, учитывая в этом балансе только потоки энергии за единицу времени (имеющие размерность мощности), мы забываем о том, что сам объект когда-то попал внутрь оболочки. До начала строительства там ничего, кроме атмосферы и грунта, не было. Когда началось создание объекта, через граничную поверхность были введены потоки эксергии, заключенной в строительных материалах, выплавляемом металле и т. п. [c.82]

Чтобы учесть все потоки эксергии, надо рассматривать историю объекта начиная от первых затрат эксергии и сделать расчет этих затрат. [c.82]

Содержание настоящей главы позволяет дать ответ на поставленные вопросы, ибо методика расчетов энергии-нетто как раз и состоит в сопоставлении получаемой энергии с затратами на создание объекта. Методически вопрос упрощается для бестопливной энергетики, поскольку тут первое слагаемое в сумме затрат эксергии 1/т]2 во многих случаях расчета просто исчезает. Для нас оказывается безразличным, с каким КПД приходит поток природной эксергии. Для практики важно лишь, сколько ее надо затратить на создание объекта. Зачастую КПД влияет на эти затраты, но учитывается только через них. Таким образом, для ВИЭ, как правило, единственным показателем является Zg — коэффициент эксергии-нетто. Его вычисление уже было подробно описано. Здесь же приведем очень простую формулу для оценки любого объекта бестопливной энергетики через срок энергетической окупаемости Iqk. [c.92]

Тот же внимательный читатель может догадаться, что в расчетах КПИ нужно использовать не энергию, а эксергию. Тогда в знаменатель попадет только эксергия затраченного топлива, поскольку в теплоте из окружающей среды эксергии нет. В числителе же будет просуммирована эксергия теплоты и электроэнергия (численно равная эксергии) [c.131]

Методика расчета значения эксергии для различных видов теплоносителей изложена в [237]. В частности, авторами рассматриваются методы расчета эксергий в потоке, топлива, дымовых гс1зов, водяного нара и воды, а также влажного воздуха. [c.472]

Расчеты эксергии дают количественную меру неравноценности одного и того же количества теплоты, расходуемого, например, на отопление жилья до температуры 20-22°С или на плавку металла при температуре 1000°С. В первом случае относительная ценность энер- [c.55]

Нулевая (химическая) эксергия связана с установлением равенства химических потенциалов между соответствуюгцими компонентами вещества и окружающей среды и измеряется количеством работы, которая может быть получена в обратимом процессе установления равновесия компонентов вещества с соответствующими компонентами окружающей среды при рд и Т . Следует помнить, что процессы взаимодействия вещества с окружающеГг средой, связанные с обменом массы, не всегда сопровождаются химическими реакциями примером этого являются процессы разделения, смешения и растворения. В химических реакторах нулевая эксергия является основной. Для определения необходимо знать состав окружающей среды. Однако состав окружающей среды весьма неоднороден, и поэтому расчет абсолютных значений eg с такой же точносгью, как расчет е и е ., принципиально невозможен. Обычно для практических целей вводят упрощающие допущения в расчете Сд, однако при условии соответствия требований эксергетического анализа и строгого термодинамического обоснования. [c.74]

Эти достоинства эксергии сделали ее чрезвычайно модной в последние годы. Однако не все отдают себе отчет в том, что эксергетический метод расчета позволяет учесть потери лишь из-за необратимости процессов, в чем не всегда есть необходимость. Так, совершенно разные по конфигурации и эффективности теоретические, обратимые циклы тепловых машин и идеальный цикл Карно имеют одинаковый эксергетический КПД, равный 100%. При использовании же тепла для технологических нужд (выпарки, плавки металла и т. д.) запас работоспособности тепл01Н0сителя — эксергия не имеет прямого значения. [c.161]

На рис. 4.4 для примера показано изменение температурной функции -TqIT, характеризующей работоспособность (эксергию) теплоносителя при его температуре Т и температуре окружающей среды в зависимости от относительного количества теплоты по элементам ЭТА, вырабатывающего высокотемпературный технологический продукт (обесфторенный фосфат — см. 4.2) и относительно низкотемпературный продукт (водяной пар). На рис. 4.5 приведены аналогичные данные для двух автономных установок - технологической установки и парового котла, вырабатывающих раздельно такую же продукцию, как и ЭТА. Подогревы воздуха в ЭТА и автономной технологической установке приняты одинаковыми (400 °С). Как показывают расчеты, в рассматриваемых условиях эксергетический КПД двух автономных установок, определенный по зависимости (4.7), только 24,7%. Разница в значениях эксергетического КПД для ЭТА и установок с раздельной выработкой аналогичной по количеству и качеству продукции определяется большими потерями эксергии от неравновесного теплообмена для автономных агрегатов. [c.103]

К этому можно добавить, что значимость поняти] энергия-нетто и эксергия выходит за пределы упомя нутых расчетов. Они заслуживают введения в арсена управления всеми отраслями народного хозяйства, гд требуется рациональное использование энергии. Знаком ство с этими понятиями представляется особенно необхо димым в связи с коренной реконструкцией топливно-энер гетического комплекса, применением энергосберегающи технологий и намеченным снижением энергоемкост национального дохода в 1,4 раза к концу века. [c.8]

При расчете т]2 самое главное — ясно представить границу системы и обозначить те места, где поток эксергии пересекает эту границу. Обозначив эксергию материальных тел 8 , эксергию теплоты Я и работы , для балан-са эксергии имеем [c.61]

Основная проблема в расчете К , состоит в определении 8стр. Она облегчается тем, что в большинстве случаев все затраты эксергии связаны с получением материалов — стали, меди, пластмасс, бетона и т. п. Поэтому, как правило, 8стр вычисляется как масса каждой детали, умноженная на полные удельные затраты эксергии на изготовление материала, с учетом добычи и обогаш ения руды, плавки металла, проката и т. п. [c.84]

Подсчитав таким образом 8стр (конечно, это расчет громоздкий — деталей и материалов много), мы подготовились к оценке полной энергетической эффективности нашего объекта за весь срок его службы, для чего надо вычислить новый критерий, объединяющий уже описанные. Напишем эксергетический КПД по суммарной затрате эксергии [c.87]

Выше было показано как в общем виде (60) и (63), так и на нескольких упрощенных примерах, что существует абсолютный минимум суммы затрат энергии для любого энергетического объекта. Для отыскания такого минимума в сложных случаях, соответствующих реальным практическим задачам, естественно составлять более сложные модели и применять ЭВМ. До сих пор наши расчеты с экономическими расчетами по денежным эквивалентам затрат никакой связи не имели. Возникает вопрос какова связь между оптимальными параметрами, найденными согласно предлагаемой методике по минимизации СУЗЭКСа Зе, и аналогичными параметрами, найденными из минимума приведенных денежных затрат 3 , когда денежные затраты отнесены к той же единице эксергии, отпущенной потребителю. [c.101]

В качестве примера плоской С-кривой для конкретного объекта приведем результаты расчета Б. Е. Брусковского и А. И. Гладунцова по эффективности утепления жилых зданий [24]. В данном случае термодинамической системой является жилое помещение, в котором поддерживается постоянная температура путем подвода теплоты через систему отопления, что компенсирует отвод теплоты в окружающую среду через ограждения, т. е. стены здания. Увеличение теплового сопротивления стен снижает потребность в теплоте, экономя тем самым и расход эксергии, и эксплуатационные расходы, но увеличивает затраты эксергии на строительные материалы и одновременно стоимость здания. На графике рис. 28 показана зависимость Зе (3 ) при росте относительного теплового сопро- [c.105]

Обострение энергетическюс проблем всего человечества неумолимо, как второй закон термодинамики. Поэтому можно думать, что постепенно эксергия-нетто войдет во все расчеты эффективности энергетических объектов, дополняя и уточняя расчеты по денежным критериям. [c.107]

В этой связи можно напомнить, что в расчетах возобновляемых источников энергии по эксергии-нетто (см. гл. 7) был определен их срок энергетической окупаемости из сопоставления затрат органического топлива на создание установки и экономии топлива при ее работе. Это близко к рекомендации С. А. Подолинского использовать уголь для разработки способов фиксировать ежегодно такое же количество солнечной энергии . [c.135]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...