Расширение газов и паров при T>T0 с отдачей внешней работы применяется в различного рода турбинах (паровых, газовых). Во всех этих устройствах происходит получение электрической или механической работы за счет уменьшения как энтальпии так и эксергии потока газа или пара.
Рис.11.1. Процессы расширения рабочего тела при T>T0.
На рисунке 11.1. показаны различные процессы расширения рабочего тела. Процессы, протекающие при высоких температурах и давлениях в интервале P1 – P2, показаны линиями 1-2, 1-3, 1-4.
Процесс 1-2 представляет собой обратимое изоэнтропное расширение, при котором отводится работа (эксергия),
l1-2 = i1 – i2 = e1 – e2.
Процесс 1-3 - необратимое расширение, проходящее с увеличением энтропии и более быстрым падением эксергии.
Здесь отводится внешняя работа l1-3 < l1-2, которая определяется разностью энтальпий i1 - i3.
Снижение энтальпии i1-3, равное отводимой работе l1-3, меньше, чем снижение эксергии е1-3 (линия 1-3 проходит круче изотермы, для которой е = i)
Процесс 1-4, протекающий по вертикальной прямой, полностью необратим. Это адиабатное дросселирование, при котором i1-4 = 0 и внешняя работа вообще не отводится.
Величина потери d возрастает от первого процесса к третьему. В первом (1-2) d1-2 = (e1 – e2) – (i1 – i2) = е1-2 – l = 0; во втором (1-3) d1-3 = е1-3 - i1-3 ; в третьем (1-4) d1-4 = е1-4 =0. Следовательно, в первом процессе вся эксергия переходит в работу; во втором в работу преобразуется только часть её, равная е1-3 –d ; в третьем процессе вся израсходованная эксергия теряется и полученная работа равна нулю.
КПД процесса расширения определяется отношением:
;
Для процесса 1-2 =1; для 1-4 =0; для 1-3
Для практики наибольший интерес представляет реальный процесс 1-3, в котором
Поможем написать любую работу на аналогичную тему