Виды и характеристики потерь эксергии.

Виды потерь эксергии.

Потери эксергии классифицируются по разным признакам:  по распределению и  по причинам, их вызывающим.

1). Классификация потерь по распределению.

 Потери эксергии в различных системах с точки зрения распределения могут быть разделены на две группы.

Внутренние потери связаны с необратимостью процессов, протекающих внутри системы. Эти потери обозначаются через Di. Примерами внутренних потерь могут служить потери, связанные с дросселированием, гидравлическими сопротивлениями, трением в машинах, тепломассообменом при конечных температурных и концентрационных напорах.

Внешние потери связаны с условиями сопряжения системы с окружающей средой и находящимися в ней источниками и приёмниками энергии. Эти потери обозначаются De. К внешним потерям относятся те, которые связаны, например, с отличием температур нагреваемого или охлаждаемого тела от температуры рабочего тела; потери через тепловую изоляцию;  с продуктами,  выходящими из установки, эксергия которых не используется (например, дымовые газы, нагретая охлаждающая вода и др.)

Разделение внутренних и внешних потерь легко произвести посредством той же формулы. Если в неё подставить величины эксергии, взятые по параметрам самой установки, полученная величина Di будет соответствовать только внутренним потерям. Если же контрольную поверхность провести так, чтобы в уравнение входили величины эксергии, отдаваемые или получаемые внешними источниками и приёмниками энергии, то разность Е΄ и Е΄΄ будет включать и внешние, и внутренние потери

                                D = ΣDi + ΣDe = ΣЕ΄ - ΣЕ΄΄

Сравнивая уравнения для обоих случаев, можно найти внешние потери De.

         Практическое значение такого распределения потерь связано с тем, что пути уменьшения внутренних и внешних  потерь существенно различаются. Внутренние потери связаны с несовершенством аппаратов и машин, входящих в схему анализируемого агрегата, или процессов в отдельных  её элементах. Внешние потери определяются несоответствием между процессом в целом и внешними условиями его проведения или между отдельными элементами, технологически связанными в одну цепь.

.         Распределение внутренних потерь по частям установки получается, если приведенное уравнение применить к любой выбранной части установки, проведя в нужном месте контрольную поверхность. Сумма внутренних потерь Di по всем элементам процесса дает общую величину внутренних потерь ΣDi. Точно также могут быть дифференцированы и внешние потери. Их сумма равна ΣDe.

Окончательно уравнение для стационарного процесса примет вид:

                             ΣD = ΣDi, i + ΣDe, i = Е΄ - Е΄΄

Это полная характеристика потерь в установке и ее элементах. 

Распределение внутренних потерь между элементами установки характеризуется для каждого из них безразмерной величиной:

                              δi = Di, i / ΣDi, i                    

Величина δi выражается в долях единицы или в процентах.

При анализе потерь важно характеризовать не только их распределением, но и причинами их вызывающими.

2) Классификация потерь по причинам, их вызывающим.

Часть величины потерь связана с необратимыми явлениями, зависящими от несовершенства оборудования.   Такие потери могут быть сведены к нулю без изменения схемы процесса. Это “технические” потери (потери от несовершенства изоляции, от трения в машинах, от теплообмена при конечных разностях температур, обусловленной ограниченными размерами поверхности и коэффициента теплопередачи).

Другая часть ΣD связана с необратимыми явлениями, свойственными данному процессу. Эти потери не могут быть устранены  без  изменения самого процесса или замены его на другой. Это собственные потери (дроссельные потери, потери при теплообмене, связанные с неодинаковой разностью температур по длине аппарата, вследствие различия теплоёмкостей потоков).

Разделение потерь на технические и собственные необходимо, так как показывает, какую часть можно устранить путем совершенствования элементов данной технической системы, её структуры или внешних связей.