Энергия и эксергия

Интегрально потери доступной энергии (эксергии) в напорном канале можно определить из эксергетического баланса для контрольного объема, включающего напорный канал н мембрану [c.257]

Эксергия Е характеризует работоспособность энергоносителя, т. е. качество энергии. Эксергия — это энергия системы, которая может быть утилизирована. В противоположность энергии она зависит не только от параметров системы, но и от параметров окружающей ее среды. Система может обладать большой энергией, но ее эксергия может быть малой или равной нулю. Например, тепловая энергия тела, имеющего даже очень высокую температуру, не может быть использована, если и окружающая среда имеет ту же температуру. Чем ниже температура среды, тем большая доля энергии тела равна его эксергии, т. е. может быть использована. Если в системе высокое д авление, то ее эксергия тем больше, чем ниже давление в окружающей среде. При равенстве давлений эксергия равна нулю, независимо от энергии системы. Аналогично это относится и ко всем другим видам энергии. [c.61]

Глава 7. ОБ АНАЛИЗЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ. ЭКСЕРГИЯ И ЭКСЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОТЕРИ [c.175]

Взаимодействие системы с окружающей средой может проходить как обратимо (идеальный процесс), так и необратимо (реальный процесс) В первом случае будет получена работа, равная эксергии (по определению). Если процесс остановлен до наступления равновесия системы и среды, то полученная работа будет равна убыли эксергии системы. В реальном процессе работа будет меньше, чем убыль эксергии (в пределе работа может быть равна нулю). Это означает, что часть эксергии не превратится в работу, а исчезнет в результате необратимости. В этом состоит одно из существенных отличий эксергии от энергии. Эксергия подчиняется закону сохранения только в обратимых процессах во всех остальных случаях (реальные системы) она может частично или полностью исчезать, теряться в результате диссипации энергии в необратимых процессах. Естественно, что чем меньше при прочих равных условиях эта потеря эксергии, тем процесс термодинамически совершеннее. [c.189]

В самом общем виде через контрольную поверхность подводится и отводится пригодная для технического использования энергия в четырех различных формах — механической (или электрической) энергии, эксергии потока вещества, вычисленной по урав нению (8.4), химической эксергии (эксергии топлива) и эксергии теплового потока, вычисленной по уравнению (8.5). [c.192]

Подведенная энергия-эксергия уходящих газов = 0,294 [c.217]

Строго говоря, тепло в процессе не расходуется, а лишь теряет свой потенциал, переходя от = 140—160 °С (пар, подаваемый в кипятильник) до i = 70—100 °С (парогазовая смесь, раствор в холодильнике). Увеличение обратимости позволяет снизить прирост энтропии, т. е. уменьшить потери работоспособной энергии — эксергии [123]. Поэтому оно может привести не к снижению расхода пара, а к другим положительным эффектам. [c.193]

Под эксергией (работоспособностью) понимают часть энергии, которая может быть неограниченно преобразована в работу и другие формы энергии. Эксергию вещества рассчитывают как минимальную работу извлечения его из окружающей среды в идеальном обратимом процессе. [c.24]

Удельный расход энергии (эксергии) на выделение из минерализованных вод пресной воды и растворенных веществ определяется следующим образом [c.11]

Напомним, что эксергией называют часть энергии системы, способную к превращению в полезную работу при обратимом переходе в состояние равновесия с окружающей средой, которое определяется равенством всех интенсивных параметров, характеризующих систему и внешнюю среду [c.234]

Кроме того, несопряженный перенос целевого компонента в мембране дает незначительный вклад и миграция в мембране в основном определяется сопряженным механизмом. В этом случае первой суммой в уравнении (7.70) можно пренебречь, а в качестве затрат эксергии принять рассеяние свободной энергии в химических реакциях. Тогда соотношение (7.71) преобразуется к виду [c.251]

Потери эксергии в мембране определяют интегрированием диссипативной функции по объему мембраны, используя уравнения (7.45). Диссипативная функция, характеризующая скорость рассеяния свободной энергии в единице объема мембраны, вычисляется по уравнению [c.254]

Уравнение (7.77) получено из общего выражения для диссипативной функции (7.42) с учетом соотношений для сопряженных потоков и перекрестных коэффициентов (см. уравнения разд. 1.2). Первая сумма в уравнении (7.77) оценивает рассеяние свободной энергии в диффузионных процессах в матрице мембраны для всех компонентов, которые приняты взаимно независимыми. Интегральное значение потерь эксергии за счет диффузии каждого компонента может быть вычислено по уравнениям (7.46) или (7.47), следует учесть, что распределение компонента 1 находится решением дифференциального уравнения диффузии, сопряженного с реакцией (см. разд. 1.4.2). Третья сумма в уравнении (7.77) оценивает рассеяние свободной энергии в цепи химических превращений, вторая сумма характеризует изменение свободной энергии в процессах переноса и химических превращениях, обусловленное их взаимным влиянием. Все составляющие первой и третьей сумм положительны — это следует из условия Ьц>0 и Lrr>0. Составляющие второй суммы могут быть отрицательны, это зависит от знака сопряжения Ljr O и направленности градиента ii. [c.254]

Первый член уравнения (7.97) оценивает потери доступной энергии за счет трения во внешнем течении газовой фазы в дренажном канале второе выражение, заключенное в фигурные скобки, соответствует потерям эксергии за счет смешения. [c.259]

Эксергетический метод анализа, основанный на втором начале термодинамики, позволяет оценить степень использования энергии, ее потери, а также получить распределение этих потерь по отдельным аппаратам производства, т. е. выявить наименее эффективные из них. В основе эксергетического анализа лежит понятие эксергии. Эксергия системы в данном состоянии определяется количеством энергии, не характеризуемой энтропией, которое может быть получено от системы или передано ей в результате обратимого перехода системы из данного состояния в состояние полного термодинамического равновесия с окружающей средой [25]. [c.104]

Уравнение состояния целесообразно использовать не только для расчета эксергии, но и термодинамических свойств смесей теплоемкости, коэффициента сжимаемости, фугитивности, внутренней энергии и т. д. Иногда удается использовать его и для расчета парожидкостного равновесия, процессов однократного испарения и конденсации, т. е. положить в основу всей подсистемы расчета волюметрических и термодинамических свойств смесей. [c.417]

Кинетическая и потенциальная эксергии, очевидно, совпадают по своим значениям с соответствующими видами энергии, физическая эксергия, это часть эксергии, которая является результатом несовпадения температуры и давления рассматриваемого вещества с температурой То и давлением Ро окружающей среды. Эксергия, возникающая из-за различия составов, называется химической эксергией Есн- При анализе ХТС важнейшими являются две составляющие эксергии физическая и химическая, сумма которых — это так называемая термическая эксергия ( <). В общем случае эксергии материальных потоков (Е) п потоков тепла ( г) рассчитываются по следующим выражениям [c.189]

Рант предложил работоспособность энергии, в тех случаях когда за уровень отсчета приняты условия окружающей среды, характеризовать понятием эксергии. При этом надо иметь в виду, что не эксергия превращается в работу, а работа получается при изменении качества энергии. [c.20]

Суммарная потеря превратимой энергии (эксергии) [c.92]

Свободная энергия AG° выражает минимальную работу реакции, которую нужно подвести к реагирующей системе в форме полностью преобразуемой энергии (эксергии), не характеризующейся энтропией (например, конкретно в форме электрической энергии). Второй член TAS выражает то количество энергии, которое нужно подвести к системе в форме тепла, чтобы достигнуть тех же результатов. Величина AS выражает изменение энтропии в ходе реакции. Как следует из рис. 8.2, разложение воды можно проводить в одну стадию при температуре, близкой к комнатной ( 300 К), т. е. пройти по изотерме от точки А до точки /, от теплосодержания воды до теплосодержания стехиометрической смеси водорода и кислорода, но энергия в основном должна быть подведена в форме электрической энергии (теоретическое количество ДО) и лптнь малая часть этой энергии подводится в виде тепла TAS (при электролизе воды тепло омического сопротивления). Можно [c.352]

За последние 30 лет распространение получил эксергетиче-ский КПД теплоиспользующих установок, основанный на понятиях энергии, эксергии и анергии вытекающих из второго начала термодинамики [c.3]

Суммарные затраты эксергии в АХМ равны сумме эксергии тепла в генераторе Q и электрической энергии на привод водоаммпачис го насоса [c.191]

Практическое преимущество эксергии состоит в том, что ее уменьшение дает величину потерь превратимой энергии и позволяет оценить ее по сравнению со всей имеющейся превратимой энергией. Использование эксергетического анализа основано на составлении эксергетического баланса потоков аппарата или системы, куда (для химических производств) включаются физическая составляющая, равная [c.104]

Термодинамический метод синтеза теплообменных систем [16]. Анализ процессов химической технологии на основе первого закона термодинамики находит широкое практическое применение. Наряду с этим все большее распространение получают методы анализа на основе второго начала термодинамики, в частности (используемые исходя из концепции эксергии как меры превратп-мости энергии), при оптимизации и проектировании технологических производств (см. гл. 7). Привлекательность этих методов заключается в том, что имеется возмо кность оценить в общем случае минимально возмо кные потери энергии за счет необратимости процесса и тем самым определить реальные перспективы совершенствования процесса. Развитие этих термодинамических методов идет по пути получения количественной информации о совершенстве протекания отдельных явлений. Что касается качественных выводов, то они хорошо известны. Например, потери превратимой энергии отсутствуют при смешении потоков, находящихся в термодинамическом равновесии, или потери энергии в противоточном теплообменнике выше, чем в прямоточном, равно как с увеличением поверхности теплообмзна потери за счет необратимости нроцесса снижаются. [c.466]

С точки зрения технической применимости ценность любой энергии определяется не только количеством, но и тем, в какой степени она может быть в данных условиях использована, т. е. превращена в другие виды энергии. Мера ресурсов преврати-мой энергии системы была названа эксергией системы. Эксергия системы в данном состоянии измеряется количеством механической или другой полностью превратимой энергии, которое может быть получено от данной системы в результате ее обратимого перехода из данного состояния в состояние равновесия с окружающей средой. Эксергия ХТС остается неизменной только при обратимом проведении всех процессов, протекающих как внутри нее, так и при взаимодействии с окружаю щей средой, имеющей постоянные параметры. Это свойство эксергии позволяет использовать ее как. меру обратимости того или иного процесса. Разность общей величины эксергии, вводимой в систему вх и выводимой из нее вых, определяет суммарную величину потерь от необратимости в системе [c.188]

Для определения величины потерь эксергии (или эксергиче-ского к.п.д.) необходимо составить эксергетический баланс, для чего необходимо определить эксергию каждого вида энергии. В общем случае выражение для определения эксергии заменяется следующим образом [c.189]

Для получения количественных показателей эффективности и степени совершенства ХТС в настоящее время все больше используют термоэкономический принцип. Термоэкономика — это подход к анализу ХТС, заключающийся в комбинации термодинамического анализа и экономической оптимизации. Термодинамический анализ описывает и изучает общую направленность течения процесса, закономерности переноса массы и энергии, а также устанавливает общие альтернативы реализации процесса. Определение альтернатив в термодинамике основано на использовании таких категорий, как эффективность, продуктивность, энтропия образования, необратимость, эксергия и др. [c.190]

Эксергетический анализ технологических схем. При исследовании химико-технологической (ХТС) и энерготехнологической схемы (ЭТС) хорошие результаты дает применение эксергетического метода термодинамического анализа, который позволяет учитывать как количество, так и качество произведенных и затраченных потоков вещества и энергии. Эксергетический анализ дает возможность расстетать степень териоди-намического совершенства процесса, основные источники потерь и возможности их устранения Эксергия, или техническая работоспособность, характеризует максимальную полезную работу (т.е. работу, получаемую в обратимом процессе), которая может быть получена при переходе рабочего тела от параметров системы к параметрам окружающей среды. [c.295]

Эксергия видов энергии, характеризуемая энтропией, подразделяется на гч оергию вещества в замкнутом объеме, энсеррию потока [c.14]

Определение потерь аксергии, не хара/ствриауёиоИ энтропией не представляет трудностей, поскольку она оавна потере соответствующего вида энергии, поэтому в настоящем параграфе рас маа ваитоя потери тех видов эксергии, которые характеризуются энтропией. Рассмотрим эти потери. [c.25]