Химическая эксергия

Подсчитав эксергию топлива и окислителя ei, а также продуктов сгорания пс, найдем эксергетические потери d , связанные с переходом химической эксергии топлива в эксергию продуктов сгорания di = ei — е .с- Эксергия продуктов сгорания е определится по формуле [c.320]

Эксергия топлива, органических продуктов его термической переработки и горючих газов рассчитывается как химическая эксергия системы [c.68]

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

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]

Распространяя подобный пример на более общий случай, можно было бы считать, что полученная от выравнивания температур в океане работа пошла на электролиз воды и в город привезен водород или иное синтетическое топливо. И в этом случае топливо содержало бы запас химической эксергии, полученной от океана без изменения его энергии, но с уменьшением его эксергии, [c.46]

Плотность потока эксергии солнечного излучения не намного ниже плотности энергии (примерно вдвое), так что его можно оценить средней величиной бо = 100 Вт/м . Это подводимая к пруду эксергия. Отводимой является эксергия горячего рассола, оцениваемая только по его температуре, т. е. термическая, а не химическая эксергия. При температуре горячего рассола 100° С и температуре холодного источника 10° С имеем [c.121]

Химическая эксергия горючего газа. . . 11,066 109,64 [c.148]

Эксергетический метод использует не только понятие эксергии тепла, но и понятия эксергии рабочего тела (потока вещества) и химической эксергии топлива. Особое значение придается использованию эксергии как па- [c.159]

Химическая эксергия топлива, сжигаемого в парогенераторе, составляет [c.256]

Выше мы показали, что эксергия потока рабочего тела и эксергия тепла — синонимы. Для практических целей также нецелесообразно применение понятия химической эксергии топлива. [c.357]

Действительно, по исследованиям 3. Ранта и Я. Шар-гута химическая эксергия топлива не равна его теплотворной способности она бывает либо больше, либо меньше последней. Это значит, что химическая эксергия топлива не равна его химической энергии до горения. Вместе с тем ее применение вводит в качестве исходной позиции энергобаланса величину, в общем случае не охватывающую всю пригодную энергию, которую могло бы выделить топливо. Известны, например, случаи, когда в золе сгоревшего топлива находили уран. [c.357]

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]

Таким образом, мы приходим к выводу, что термодинамический анализ без какого-либо ущерба для точности и наглядности может ограничиться понятием эксергии тепла и обойтись без понятий эксергии потока вещества и химической эксергии топлива. [c.357]

Следует отметить также, что в том случае, когда учитывается степень термодинамического совершенства процесса горения топлива, Ql необходимо умножить на коэффициент преобразования Ч ,х,з> а не на Ч ],з, так как получение продуктов сгорания при температуре Г] следует рассматривать как некоторое обесценивание химической эксергии топлива. [c.231]

Вторая — нулевая (или химическая) эксергия связана с установлением равенства химических потенциалов между соответствующими компонентами рабочего тела и окружающей среды. Она измеряется количеством работы, которое может быть получено в обратимом процессе установления равновесия компонентов рабочего тела с соответствующими компонентами среды при Ро и То. Поскольку термомеханические параметры рабочего тела находятся в равновесии с параметрами среды (вещество находится в так называемом нулевом состоянии), то химическую эксергию иногда называют нулевой. Этим подчеркивается, что ее величина подсчитывается при нулевом состоянии. [c.68]

Нас интересует, прежде всего, химическая эксергия топлива, используемого в теплосиловых установках (в частности, ДВС). Точное ее определение весьма трудоемко. Приближенные уравнения основаны на определении и анализе теплового эффекта реакции окисления (сгорания) топлива. При сгорании единицы массы топлива выделяется энергия в тепловой форме. Часть этой энергии будет потеряна на испарение образующейся при окислении топлива воды. В результате перевода воды из жидкого состояния в [c.74]

Для определения химической эксергии топлива получены следующие соотношения [c.75]

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]

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]

Вычислим нулевую эксергию при химических превращениях. Пусть в химическом реакторе протекает реакция [c.74]

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]

В открытых системах эксергия Е = 0. В закрытых системах, где отсутствует обмен веществом через границы системы, равны нулю эксергии потока вещества и нулевая эксергия. Однако в химических реакторах периодического действия нулевая эксергия при химических превращениях является основной. [c.80]

Потери эксергии в реакторе от протекания в нем химической реакции D p можно подсчитать, исходя из формулы (1.207). Рассмотрим экзотермическую реакцию, протекающую при постоянных температуре и давлении. Теплота реакции передается какому-либо телу, которое находится при той же температуре. Тогда изменение энтропии в химическом реакторе составит [c.313]

Нетрудно видеть, что все приведенные примеры аналогичны тем, которые приводились ранее (рис. 3.6) при разборе понятия энтропии. Эксергия (возможность получить работу) имеется, если существуют разности потенциалов интенсивных величин — температур, давлений или химических составов. Если их нет — система энергетически мертва — энтропия имеет максимальное значение. [c.158]

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]

Электрохимические генераторы энергии в последнее время привлекают все большее внимание. И это вполне оправдано. Действительно, возможность получать электроэнергию, не сжигая топлива, а превращая химическую энергию его и окислителя сразу в электроэнергию, чрезвычайно заманчива. Длинная цепочка энергетических превращений [химическая энергия топлива и окислителя — внутренняя энергия горячих продуктов сгорания— теплота — внутренняя энергия рабочего тела (вода, пар)—механическая энергия турбины — электроэнергия], проводимых в сложных устройствах со значительными потерями эксергии (более 50%), заменяется одним процессом в одном устройстве — электрохимическом генераторе электроэнергии (ЭХГ). КПД этих устройств очень высок. Пока ЭХГ дороги и их использование ограничено, но интенсивная работа по их совершенствованию идет весьма успешно. [c.215]

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]

В то время как в энтропийном методе ограничиваются использованием только эксергии тепла, в эксергетическом методе вводится, кроме эксергии тепла и эксергии массы рабочего тела (потока рабочего тела), еще химическая эксергия топлив. Под последней понимают максимальное количество работы, которое может быть получено при окислении топлива. Деление эксергии на три разновидности свидетельствует о путанице представлений по поводу смысла понятия эксергии. Наиболее четким является представление об эксергии тепла, т. е. о превратимой части тепла. Все другие виды энергий (кроме тепла) полностью взаимопревратимы и не нуждаются ни в термодинамическом анализе, ни в понятии эксергии. Потребность в термодинамическом анализе появляется тогда, когда организованная энергия,. хотя бы частично, переходит в тепло (например, при трепни или горении). Процесс использования этого тепла описывается вторым принципом термодинамики и термодинамическим анализом при помощи параметров состояния и коэффициентов, характеризующих степень не-356 [c.356]

Обратимости тепловых процессов. Поэтому добавление к понятию эксергии тепла понятий эксергии рабочего тела, химической эксергии топлива и т. п., без которых легко обойтись, носит искусственный характер и ничего, кроме услолшения термодинамического анализа, дать не может. [c.357]

Термодинамический анализ без какого-либо ущерба для полноты анализа, его четкости и наглядности может обойтись без цонятий эксергии потока вещества и химической эксергии топлива. [c.363]

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]

Больше всего эксергии (56 %) теряется в котле, который с энергетической точки зрения выглядит вполне благополучно (потери 9%). Как указывалось в 6.1, химическую энергию, поступающую в паровой котел топлива, принципиально можно полностью превратить в механическую (или электрическую). В процессе горения химическая энергия практически полностью превращается в теплоту, а уже теплоту полностью превратить в работу невозможно. Таким образом, без потерь энергии в окружающую среду теряется работоспособность (эксергия). Способы снижения эксерге-тических потерь для данного примера рассмотрены в 6.1 и 6.2. [c.203]

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]

Сжигание топлива — это химическая реакция окисления и, следовательно, эксергия топлива может быть рассчитана по формуле (1.235), а эксергетические потери в процессе сжигания — по формуле (7.9). Обычно при эксергетическом анализе ЭХТС значения удельных эксергий берут из таблиц (см. Шаргут Я., Петела Р. Эксергия. М., 1968). Удельная эксергия топлива е-, примерно равна gg. Для каменных углей % 1,08 QI, для бурых углей е-г (1,15... 1,2) для кокса 1,06Q , для жидкого топлива вг X 0,975Qg, для газообразного топлива 0,950. [c.320]

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]

Работоспособность — эксергия вещества — энергоносителя может определяться не только различием с окружающей средой в температуре и давлении. Не менее важна и разница в химическом составе. Если она есть, — существует и эксергия, которая может быть превращена в работу или другую безэнтропийную энергию с помощью соответствующего устройства. Это можно пояснить тоже космическим примером. Природный газ (в основном метан) имеет высокую работоспособность в среде воздуха или еще большую в среде кислорода. Но если поместить его в метановую атмосферу (где-нибудь на Юпитере), его работоспособность исчезнет — эксергия станет равной нулю. Напротив, воздух в этих же условиях будет прекрасным топливом с большой работоспособностью. [c.158]

Особый акцент на истощение именно энергетических ресурсов, а не ресурсов вообще имеет свои причины. Дело в том, что истощение ресурсов материалов (металлов, пресной воды, сырья для химической промышленности и т. д) всегда может быть так или иначе компенсировано, если в распоряжении общества есть достаточные энергетические (точнее, эксергетические) ресурсы. Тогда можно разрабатывать бедные или глубоко лежащие руды, опреснять морскую воду, синтезировать нужные продукты и т. д. Но истощение эксерге тических ресурсов не может быть скомпенсировано ничем, [c.241]

К невозобновляемым источникам эксергии относятся все те, которые могут дать ее в результате освобождения замороженных в природе разностей потенциалов. Эти источники — химические и ядерные виды топлива — без вмешательства человека не были бы пущены в ход. Полученная при соответствующем их сжигании (химическом или ядерном) эксергия после использования выделяется в конечном счете как низкопотенциальная теплота и присоединяется к потоку отдаваемого Землей излучения, составляя пока примерно одну двадцатипятитысячную часть его. Естественно, даже десятикратное увеличение этого тепловыделения не может привести к существенному нарушению энергетического баланса земли, если оно будет беспрепятственно излучаться в космос. [c.245]

Все увеличивающиеся масштабы сжижения природного газа, которое производится как с целью его транспортировки на большие расстояния, так и для хранения, 1пр ИВОдят, естественно, к широкому ирименению обратного процесса — регазификации. Потребление природного газа в качестве топлива и в качестве химического сырья почти всегда сопровождается процессом регазификации. В связи с этим использование эксергии аккумулированного в жидком метане холода приобретает все большее значение. [c.207]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...