Эксергия и эксергетический анализ

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]

Эксергетический анализ. В системе предусмотрено определение эксергии и энтальпии технологических потоков, а также эксергетических КПД аппаратов и всей схемы ХТС. [c.607]

Исследование процессов функционирования ХТС на основе эксергетического анализа дает рекомендации для правильного проведения термодинамических процессов оно становится особенно наглядным по сравнению с энергетическими балансами применительно к сложным ХТС. Эксергия материальных потоков (8 ) и потоков тепла (е,.) рассчитывается по выражениям, представленным следующими уравнениями материальные потоки [c.336]

Главное значение расчетов эксергии заключается в возможности сравнивать однотипные процессы путем эксергетического анализа отдельных звеньев этих процессов в целях выяснения возможности и путей их усовершенствования. Для этих целей расчет эксергии является- более точным инструментом, чем Энергетические балансы. Именно в таких случаях оправдывается большая сложность эксергетических расчетов. Вместе с тем эксергетические расчеты не дают основания для оптимизации процесса, так как в эксергетические расчеты не заложена цель оптимизации. [c.22]

Эксергетический анализ огнетехнического процесса в парогенераторе указывает, например, на пути повышения его термодинамической эффективности. Так, повышение температуры подогрева воздуха вызывает повыщение температуры горения, что, в свою очередь, приводит к снижению потери эксергии при горении. Повышение параметров пара приводит к уменьшению потерь от необратимости теплообмена. [c.351]

Эксергия и эксергетический анализ [c.12]

Эксергетический анализ не исключает энергетического, а дополняет его. Составление баланса эксергии и стремление увеличить эксергетический к. п. д. целесообразно в случаях, когда это способствует увеличению энергетического к. п. д. [c.102]

Анализ соотношений для эксергетического к. п. д. и приведенных массообменных характеристик показывает, что эти величины оказываются функцией отношения (а не разности) давлений в напорном и дренажном каналах. Однако масштабный поток, согласно (7.59), непосредственно зависит именно от разности давлений (Р —Р"), коэффициента проницаемости и толщины диффузионного слоя мембраны. Следовательно, производительность мембранного модуля также окажется функцией этих характеристик мембраны и технологического режима. Повышение разности давлений при сохранении оптимального их отношения (е е ) позволит интенсифицировать мембранное разделение при сохранении максимума энергетической эффективности. Разумеется, этот путь интенсификации ограничен возрастающим негативным влиянием внешнедиффузионного сопротивления массообмену (см. гл. 4). Далее будет дана оценка потерь эксергии в результате этого влияния. [c.248]

Значительные энергетические нагрузки в агрегатах большой единичной мощности комбинированных производств переработки нефти при исследовании требуют учета не только количественных, но и качественных характеристик работоспособности энергии потоков ХТС. Поэтому для исследования эффективности различных процессов широко применяется эксергетический метод термодинамического анализа технологических процессов, который базируется на понятии работоспособной энергии или эксергии 7,20-24]. [c.41]

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

Анализ термодинамического совершенства процессов в технологической установке, включающей АХМ, проводят на основе тех же понятий эксергетического к. п. д. и баланса эксергий для контрольных объемов отдельных подсистем и установки в целом (см. рис. 12,9). Отличительной особенностью подсистемы 3, включающей водоаммиачный контур АХМ, является дополнительный ввод эксергий теплового потока в генераторе — этот поток эксергии является основным и определяет ее энергетическую эффективность [c.383]

Понятие эксергии иногда используют для оценки относительной эффективности отдельных узлов установки, в том числе таких, для которых т1п=0 (так называемый эксергетический метод анализа). При этом эксергетический баланс составляют с использованием уравнений (13), (14). [c.13]

Анализ процессов на основе использования понятия эксергии получает в настоящее время широкое распространение. Эксергетический метод дает возможность просто и наглядно определять степень совершенства процесса и источники потерь из-за необратимости во всевозможных установках, а также установить общие характеристики их совершенства. Эксергетические показатели легко могут быть связаны с технико-экономическими, так как эксергия, так же 1 ак и стоимость, может создаваться и уничтожаться в противоположность энергии, которая не может ни создаваться, ни уничтожаться. [c.102]

В последние годы получил распространение метод термодинамического-анализа, основанный на понятии об эксергии. В результате составления эксергетического баланса системы получают те же результаты, что и по уравнению (5), однако эксергетический метод более. удобен при анализе систем, отличающихся большим числом взаимодействий с окружающей средой, а также при определении минимальной работы. Понятие эксергии используется также рядом авторов при оценке относительной эффективности отдель- [c.86]

Анализ данных показывает, что несовершенство процессов в водоаммиачном контуре приводит к возрастанию потерь эксергии в АХМ и водоохлаждающей системе (подсистемы 3 и 4). Эксергетический к. п. д. подсистемы принят равным нулю, поскольку нет полезно используемого потока эксергии нагретой воды при этом сохраняют силу соображения, высказанные в разд. 12.1.8 о роли водооборотной системы. [c.385]

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]

Принимая во внимание тенденцию к увеличеиию единичной мощности агрегатов ХТС, отметим, что все большую роль в экономике химического предприятия играет энергетика. Значительные энергетические нагрузки и появление в связи с этим в ХТС новых элементов, таких как котлы-утилизаторы, паровые турбины, абсорбционно-холодильные установки, требуют учета не только количественных, но и качественных характеристик работоспособности энергетических потоков ХТС. Эта задача решается с позиций эксергетического анализа с использованием как 1-го, так и 2-го законов термодинамики. Совмещение технико-экономического анализа с эксергетическим принципом привело к появлению новой термоэкономической концепции в оценке эффективности ХТС. С позиций термоэкономики эффективность ХТС определяется на основе экономической оценки преобразования потоков эксергии в виде термоэкопоми-ческого критерия оптимизации. [c.336]

Потери эксергпи принципиально всегда можно уменьшить (т. е. увеличить к. п. д.), однако при этом необходимо сопоставить технические и кономические затраты с достигаемым эффектом. Именно здесь и проявляются все преимущества эксергетической концепции. Важной особенностью эксергетического анализа является непосредственная связь с технико-экономическими характеристиками. Если потоки эксергии выразить через стоимость, то можно экономически оценить все превращения эксергии и происходящие при этом потери. С учетом вышесказанного термоэкономический критерий оптимальности функционирования ХТС (Л) запишется следующим образом [c.337]

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]

Однько, обычно при эксергетическом анализе,ЗХТС значения удельных эксергий берут из таблиц, приведенных в С. 2]. Удельная эксергия. топлива примерно равна 02, Для каменных углей (Зв, [c.37]

Расчет сушилок обычно проводят в след, последовательности составляют мatepиaльный баланс и определяют кол-во испаренной влаги (если нужно, по зонам) составляют тепловой баланс и находят требуемые кол-во теплоты, расходы топлива, пара, сушильного агента и т. д. исходя из эмпирич. коэф. тепло- и массообмена или уд. напряжений на единицу объема аппарата или пов-сти (греющей или решетки) находят размеры сушильной камеры, а также необходимое число сушилок анализируют эффективность сушильной установки степень совершенства сушилки как теплового агрегата можно оценивать энергетич. кпд, к-рый определяется как отношение полезно используемой энергии ко всей затраченной изменение при С. качества энергии сушильного агента учитывает эксергетич. кпд-отношение полезно использованной эксергии к затраченной (см. Эксергетический анализ). [c.487]

Таким образом, эксергетический анализ, давая возможность оценить потери, связанные с необратимостью процессов, может способствовать увеличению к. п. д. установок, связанных с совершением работы или потреблением ее. Поэтому для всесторонней и правильной оценки процессов в такого рода установках и определения путей их совершенствования, энергетический анализ должен дополняться эксерге-тическим. Эксергетический анализ необратимости наиболее просто применить к двум процессам — адиабатному и изобарному, так как при рассмотрении этих процессов нахождение необходимых величин связано с определением только изменений функций состояния (энтальпии и эксергии). Действительно, в необратимом адиабатном процессе эксергия теплоты равна нулю, а эксергетический к. п. д. выражается отношением располагаемой работы, определяемой уменьшением энтальпии ( о = —АЯ), к уменьшению эксергии рабочего тела (—ДЭ) [c.103]

Подставив выражения для химического сродства Аг, скорости реакции Vrr и перекрестного коэффициента г в уравнение диссипативной функции (7.77) и интегрируя ifo по объему мембраны (см. 7.45), можно получить уравнение для расчета и анализа потерь эксергии в процессе селективного проницания через реакционно-диффузионную мембрану. Необходимое значение степени сопряжения массопереноса и химического превращения находят по уравнению (1.18) на основе опытных значений коэффициента ускорения Фь Предполагается также, что известно распределение концентраций всех компонентов разделяемой газовой смеои и веществ матрицы мембраны, участвующих в реакциях, как решение системы нелинейных дифференциальных уравнений (1.26). Энергетическая эффективность процесса при 7 = Гер оценивает эксергетический к. п.д., вычисляемый по уравнению (7.71). [c.255]

Эти выводы можно качественно использовать при анализе интегральных потерь эксергии в стадии проницания для всего модуля, если оценить усредненные значения параметров газовой фазы вблизи поверхности мембраны. В частности, для условий процесса, при которых проведен расчет эксергетических характеристик, общее давление вдоль напорного канала меняется крайне незначительно, поэтому основным переменным параметром является состав газовой фазы х вблизи поверхности мембраны. Очевидно, по мере истощения разделяемой смеси и вследствие внешнедиффузионного сопротивления концентрация легкопроникающего компонента падает, причем чем выше давление и чем больше доля проникшего потока 0, тем заметнее отличается усредненный состав газа Хи от исходного Х(. [c.262]

Критерием энергетического совершенства сложной мембранной установюи также принят эксергетический к. п. д., который оказывается функцией эксергетических к. п. д. г г и доли затраченной эксергии у1 всех стадий сложного процесса. Общим соотношением для анализа является уравнение (7.38), где 1/, и 11, в свою очередь зависят от выбора термодинамических, гидродинамических параметров и конструктивных особенностей аппаратов, схем организации газовых потоков и т. д. [c.268]

При анализе ХТС на основе составления эксергетических балансов и исследования потерь эксергии можно в большинст- [c.189]

Ео множестве горячих и холодных потоков на основании термодинамического конкурса. Поэтому несмотря на то, что термодинамический конкурс потоков проводится перед генерацией кавдого УТ синтезируемой ТС, время поиска пары потоков не превышает долей секунд. Даже в задачах синтеза с размерностью 100 х 100 (выбирается сначала с наивысшей 7 .f из 100 холодных потоков, а с наивысшей 7 из 100 горячих потоков) время поиска ничтожно мало. Предугагается перебирать не все возможные варианты теплообмена между потоками, а выбирать лишь те потоки, которые позволяют рекуперировать максимум тепла при достижении холодными потоками наибольших значений . По эксергетическо-му методу термодинамического анализа в этих условиях обеспечиваются наименьшие потери эксергии в системе. [c.63]

Согласно термодинамическим способам повышения эффективности синтезируемых. ТС, вытекающим из эксергетического метода термодинамического анализа, потери эксергии в кавдом из УТ системы минимальны, если обеспечивается максимизация 7 / и минимизация Тг- в операциях теплообмена между потоками С3,29,31,7]. Из эвристических правил синтеза ТС, полученных, исходя из 2-го закона термодинамики, известно, что, чем выше температура теплоносителя-нагревателя, тем выше КПД цикла, тем выше степень рекуперации тепла. Поэтому рекуперацию тепла рекомендуется осуществлять при возможно более высокой температуре [ 3,29,31,56-60]. Следовательно, исходя из этих двух основных, на данном этапе синтеза ТС, способов повышения эффективности процесса теплообмена для максимизации 7 , необходимо выбирать горячий поток с наибольшей . Тогда, и только тогда, обеспечивается наибольшая рекуперация тепла в кавдом из УТ, совокупность которых составляет ТС. [c.70]

Второй уровень термодинамического анализа систем характеризуется тем, что наряду с потерями Д и определяются значения потоков эксергии всех видов — как внутри системы, так и проходящих через ее конфольную поверхность. Таким путем создается возможность определить эксергетический КПД элементов и системы в целом. [c.203]

Эксергетические диаграммы. Весьма полезны и достаточно информативны для анализа эффективности функционирования ХТС эксергетич. диафаммы, шш диафаммы Грассмана, на к-рых потоки эксергии в системе изображены в определенном масштабе по ширине , пропорциональной их численным значениям. Диафаммы наглядно показывают потери эксэргаи в системе, места их появления и перераспределения между элементами данного объекта. На рис. 2 приведена такая диафамма для ХТС с дщ-мя входными материальными потоками, к-рым отвечают эксергаи Е и Е . В результате взаимод. этих потоков на выходе из системы [c.408]

Величина т]ад является лишь расчетной, чем и отличается от эксергетическо-го к. п. д., показывающего, какая доля эксергии, подведенной к детандеру, используется, а какая теряется [24]. Поэтому первую величину используют для расчета теплового баланса, а вторую при термодинамическом анализе процесса. [c.37]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология