загрузка...
 
1.6.3. Ексергетична ефективність утилізаційних енергоперетворень
Повернутись до змісту

1.6.3. Ексергетична ефективність утилізаційних енергоперетворень

Відповідно до методології, викладеної в розділі 1.6.2, запишемо рівняння, що характеризує ексергетичні перетворення для теплотехнічних систем, наведених на рисунках 1.7-1.10.

Для утилізаційної схеми з рекуперацією теплоти і механічної роботи (рис. 1.7) можна записати за компонентами:

ексергія потоку палива:

,                     (1.45)

;                                 (1.46)

– ексергія потоку продукту:

,                               (1.47)

;                         (1.48)

– ексергетична ефективність компонентів:

,                        (1.49)

;                             (1.50)

         – для системи в цілому:

.         (1.51)

Приріст ексергетичної ефективності для подібної утилізаційної системи оцінюватиметься завжди додатною величиною

.                     (1.52)

         При розгляді утилізаційної схеми із застосуванням термотрансформації з метою нагріву середовища споживача (рис. 1.8) маємо:

– рівняння для , ,  записуються за виразами (1.45), (1.47), і (1.49);

 ексергія потоків палива і продукту для установки утилізації:

,                  (1.53)

;                                   (1.54)

 ексергетична ефективність утилізаційної установки

;                     (1.55)

– ексергетична ефективність для системи в цілому:

.      (1.56)

         Приріст ексергетичної ефективності для даної утилізаційної схеми матиме місце при виконанні умови:

,                                     (1.57)

що в наведеній формі відповідає нерівності, тобто ексергетична ефективність утилізаційної установки повинна бути вище за базову теплотехнічну установку.

         Розглянемо ексергетичні критерії для рециркуляційної термотрансформаторної схеми згідно з рисунком 1.9:

– ексергія потоків палива для компонентів:

,                  (1.58)

;                                        (1.59)

– ексергія потоків продукту для компонентів:

,                            (1.60)

;                                 (1.61)

– ексергетична ефективність для компонентів:

,                     (1.62)

.                                      (1.63)

         Для даної схеми характерна особливість, що полягає в тому, що скидний потік базової теплотехнічної установки належить до категорії потоку продукту, а не палива, як це мало місце в попередніх двох утилізаційних схемах;

         – ексергетична ефективність ТТУ+УУ:

.                  (1.64)

         Включення в продукт системи величини  має чисто методологічний характер, оскільки цей ексергетичний потік знаходиться усередині системи і не перетинає меж контрольної поверхні. У даному випадку за фізичною суттю система генерує цей потік, який після компенсації деструкції і втрат витрачається в системі на подальше перетворення нової маси потоку 2 між входом і виходом.

         Таким чином, при визначенні ексергетичної ефективності для рециркуляційних схем необхідно виконувати умову рівності ексергії потоку продукту для базової установки і для її функціонування в сукупності з утилізаційною установкою.

         Зіставлення ексергетичної ефективності за рівняннями (1.64) і (1.62) дозволяє сформулювати умову термодинамічної ефективності циркуляційної термотрансформації ВЕР:

.                                (1.65)

         Для схеми ексергетичних перетворень на рисунку 1.10 прийнятий варіант використання як утилізаційної установки абсорбційної холодильної машини. Для базової ТТУ, як і для схем на рис. 1.7 і 1.8, мають місце одні й ті самі вирази для ,  і . Що стосується подібних критеріїв для утилізаційної установки, то необхідно відзначити, що два потоки з ексергією на вході  і , циркулюючі через абсорбер і конденсатор відповідно, мають збільшення ексергії на виході, але цей нагрів не відповідає цільовому призначенню утилізаційної установки і тому належить до категорії палива. Таким чином, запишемо:

– ексергія потоку палива утилізаційної установки:

;                      (1.66)

– ексергія потоку продукту утилізаційної установки:

                                  (1.67)

– ексергетична ефективність утилізаційної установки:

; (1.68)

– ексергетична ефективність системи ТТУ+УУ:

.(1.69)

         Умова приросту ексергетичної ефективності при доповненні до базової ТТУ утилізаційної установки виражається у вигляді .



загрузка...