Все виды «безэнтропийной» энергии - полностью превращаемы (1,2,5 и 7). Для механической (кинетической и потенциальной), электрической и ядерной энергии эксергия просто равна энергии.
Все виды эксергии «энтропийной» энергии делятся по признаку наличия или отсутствия тела – носителя эксергии.
1) эксергии с наличием тела – эксергия вещества в объеме и в потоке .
2) эксергии с отсутствием тела – эксергия излучения в объеме, эксергия теплового потока и потока излучения .
Эксергия вещества в потоке классифицируется в зависимости от вида энергетических взаимодействий с окружающей средой:
- Термическое взаимодействие (обобщенный параметр Т – температура);
- Деформационное (Р - давление);
- Реакционное и концентрационное (μ – химический потенциал).
Термическую и деформационную эксергии обычно объединяю в термомеханическую.
Таблица 1.2 – Сопоставление особенностей энергии и эксергии
Энергия | Эксергия Для потока вещества и теплового потока |
Зависит только от параметров вещества или потока энергии и не зависит от параметров окружающей среды | Зависит как от параметров системы, так и от параметров окружающей среды |
Всегда отлична от нуля | Может быть равна нулю – при полном равновесии с окружающей средой |
Подчиняется закону сохранения в любых процессах и исчезать не может | Подчиняется закону сохранения при обратимых процессах; в реальных, необратимых процессах частично или полностью исчезает |
Превращаемость одних видов в другие ограничена по условиям Второго закона термодинамики для всех процессов, в т.ч. обратимых. | Превращаемость одних составляющих в другие не ограничена для обратимых процессов по условиям Второго закона термодинамики |
На рис. 1.1 показана схема характера взаимодействия технической системы с окружающей средой.
1,2,3 – внешние объекты, служащие источниками энергии, поступающей с материальными потоками всех видов, а также с теплотой и работой.
4,5,6 – приемники этих же видов энергии.
Каждый поток имеет соответствующую эксергию.
Кроме обмена веществом и энергией (в виде теплоты) с внешними объектами исследуемая система может совершать обмен и с окружающей средой. В этом случае обмен не сопровождается переносом эксергии, т.к. эксергия таких потоков будет равна нулю.
Обмен энергией (в виде теплоты) или веществом может проходить как от окружающей среды к системе, так и обратно.
|
|
|
|
Рис. 1.1 Схема взаимодействия технической системы с окружающей средой и находящимися в ней объектами
Одновременно с ним получается полезный продукт (теплота). А этот поток представляет собой отходы. Чем меньше эксергия этого потока отходов, т.е. чем ближе его параметры к параметрам окружающей среды, тем меньше потери эксергии, тем лучше ее использование и тем эффективнее данное оборудование (котел).
В целом уравнение эксергетического баланса системы, приведенной на рис.1.1:
(1.4)
Величина суммарных потерь эксергии не только констатирует наличие потерь от необратимости процессов, но и позволяет точно определить их количественно.
Дата: 2019-02-25, просмотров: 296.