Обработка результатов испытаний машин и определение наивыгоднейших режимов эксплуатации

Обобщенный показатель  весьма удобен при обработке результатов испытаний отдельных машин, поскольку можно сравнить эффективность компрессора при работе в различных режимах и тем самым выявить оптимальные условия его эксплуатации. Кроме того, при подробном внутреннем анализе можно выявить причины, вызывающие изменение эффективности, и внести в конструкцию изменения, необходимые для получения высоких результатов при других режимах.

Графики зависимостей расхода энергии и металлоемкости от эксергетической мощности, построенные на достаточно большом статистическом материале, дают возможность обоснованно планировать потребление энергии и металла независимо от изменений в номенклатуре компрессоров. Эксергетическая мощность может служить также основой для составления единого унифицированного ряда компрессорных установок.

В современной технике, в том числе в химических технологиях, используются холодильные установки, работающие в широком интервале  температур от положительных до криогенных. При этом холодопроизводительность в крупных установках умеренного холода достигает нескольких мегаватт, а в криогенных может составлять доли ватта.    

Наличие двух показателей создаёт трудности при сопоставлении установок  с точки зрения их эффективности и технического уровня. В частности, такие показатели, как удельный расход энергии и удельная металлоёмкость, определяемые только через величину холодопроизводительности, не могут в общем случае характеризовать совершенство установки,  т.к. они не учитывают качество получаемого холода – температурный уровень. Сопоставление  по приведённым показателям возможно только в том частном случае, когда температуры, характеризующие величины холодопроизводительности, одинаковы.

Для объективного сопоставления и оценки эффективности установок целесообразно использовать критерий, однозначно отражающий оба показателя производительности установки. Таким критерием может служить эксергетическая холодопроизводительность (мощность) Nex, которая определяется эксергией отводимых от охлаждаемого объекта тепловых потоков.

Как и для компрессоров, здесь целесообразно использовать для оценки энергетических характеристик величину  n =  Nдв / Nex = 1/ ήex,   а для оценки весовых характеристик m = G / Nex.  Вопрос об оценке эффективности холодильных машин решается на основе результатов расчётов и экспериментальных исследований большого числа технических систем.

Особое место среди технических систем, с точки зрения оптимизации, занимают такие, где одновременно выпускается два или несколько продуктов – комплексные или многоцелевые системы.

Установки для разделения газов выдают в качестве продуктов компоненты, которые могут различаться не только по составу, но и по давлению, температуре и агрегатному состоянию. Поэтому оценка суммарной производительности может вестись только по величинам эксергии. Значение КПД, по которому должна производиться термодинамическая оптимизация установки, равно:

                                                  ,

где Nпр – мощность привода;

Gi – количество выпускаемого в единицу времени i-го продукта;

еi – эксергия i-го продукта.

В случае комплексных производств значения m = G/Nех, n = Nдв/Nех и других аналогичных характеристик дало возможность не только определить показатели технического совершенства таких систем, но и производить планирование всех расходных материалов и трудозатрат по укрупненным показателям.