Термодинамический анализ систем показал, какую практически ценную информацию он дает. Однако из анализа видно, что он показывает лишь направление совершенствования технических систем.
Существует группа оптимизационных инженерных задач, которые могут быть решены на основе только термодинамических характеристик. Это оптимизация режимов работы технических систем.
В этом случае меняются только величины, измеряемые эксергией. Все другие затраты остаются практически неизменными. Поэтому применительно к уже существующему оборудованию (машинам и агрегатам), внешние условия работы которых могут варьироваться в достаточно широких пределах, эксергетический КПД ηе позволяет найти оптимальные условия его эксплуатации. Для этого экспериментальным или расчетным путем определяется зависимость коэффициента ηе или обратной ему величины от соответствующих внешних факторов. Как правило, она имеет экстремальный характер. Наиболее характерные примеры такого рода оптимизации дают компрессорные и холодильные установки.
Компрессорные установки
Назначение компрессора – увеличение давления сжимаемого газа. Поэтому производительность компрессора оценивается по возрастанию эксергии газа в процессе сжатия.
Эксергетическая производительность компрессорной установки Nех определяется по формулам:
ΣNex = ΣGiΔei,,
где Gi – количество сжимаемого газа и
ΣNex = ΣGiΔei + GвΔeв,
где Δев – возрастание эксергии охлаждающей воды (или воздуха) в холодильниках, которая может быть использована, поэтому эксергия её должна быть учтена;
Gв – расход охлаждающей среды.
Эксергетическая производительность позволяет получить обобщенные характеристики этой установки. Такие характеристики дают возможность анализировать и оптимизировать энергетические показатели действующих и проектируемых машин, а также сравнивать компрессоры, отличающиеся по конструкции или условиям работы.
Основой энергетической характеристики служит величина расхода мощности на единицу эксергетической производительности (мощности)
Нетрудно заметить, что величина n обратна эксергетическому КПД. Значение величины n в отличие от удельной мощности, равной
N = Nдв/V,
где V – объем сжигаемого газа в м3/мин, характеризует работу машины с учетом не только количества сжимаемого газа, но и его параметров.
Рассмотрим некоторые результаты анализа компрессоров на основе показателя n.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему