Показано, в чем заключается недостаточность анализа эффективности циклов и установок, базирующегося только на 1-м законе термодинамики; описано, в чем состоит анализ эффективности установок, основанный на обоих 1-м и 2-м законах термодинамики (эксергетический анализ). <...> Приведены примеры применения различных методов анализа эффективности: метода коэффициентов полезного действия при анализе теплосиловой установки, а также энтропийного и эксергетического методов во всех разобранных примерах. <...> Н.Э. Баумана, 2011 ПРЕДИСЛОВИЕ В рассматриваемых в данном пособии теплоэнергетических установках происходят превращения энергии, в результате которых либо получается работа (в теплосиловых установках), либо передается теплота с низшего температурного уровня на высший (в холодильных и теплонасосных установках). <...> 3 Обычно термодинамический анализ начинается с рассмотрения обратимого цикла. <...> Например, если речь идет о преобразовании теплоты в работу, то оценивается отношение величин, входящих в уравнение (1.1а), которое следует из 1-го закона термодинамики, т. е. отношение полученной работы к количеству затраченной теплоты (термический КПД цикла). <...> Но на основе уравнения теплового баланса не удается установить характер распределения необратимости по отдельным элементам установки и провести количественную оценку местных потерь. <...> Таким образом, задача термодинамического анализа заключается не только в том, чтобы определить предельно возможную эффективность установки, но также и в том, чтобы выявить те элементы установки, уменьшение необратимости в которых может повлиять на повышение эффективности установки в целом. <...> Поэтому термодинамический анализ должен быть основан на обоих законах термодинамики 1-м и 2-м. <...> КРУГОВЫЕ ПРОЦЕССЫ (ЦИКЛЫ) Термодинамическая система и окружающая среда. <...> Количество энергии, передаваемой в форме работы или в форме теплоты, называют количеством работы или количеством теплоты <...>
_Методы_термодинамического_анализа_эффективности_теплоэнергетических_установок.pdf
УДК 621.1.016(075.8)
ББК 31.31
П12
Рецензенты: Р.З. Кавтарадзе, В.К. Тютин
П12
Павлова И.Б.
Методы термодинамического анализа эффективности
теплоэнергетических установок : учеб. пособие по курсу
«Термодинамика» / И.Б. Павлова; под ред. В.И. Хвесюка. –
М. : Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011. – 108, [4] с. : ил.
Дано представление о круговых термодинамических процессах
(циклах) и об обратимых и действительных (необратимых) циклах
теплоэнергетических установок. Показано, в чем заключается недостаточность
анализа эффективности циклов и установок, базирующегося
только на 1-м законе термодинамики; описано, в чем
состоит анализ эффективности установок, основанный на обоих
1-м и 2-м законах термодинамики (эксергетический анализ).
Объяснены понятия эксергии и эксергетических потерь. Приведены
примеры применения различных методов анализа эффективности:
метода коэффициентов полезного действия при анализе теплосиловой
установки, а также энтропийного и эксергетического
методов во всех разобранных примерах.
Для студентов вузов, обучающихся по направлению «Теплоэнергетика»
и изучающих дисциплину «Термодинамика».
УДК 621.1.016(075.8)
ББК 31.31
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ............................................................................................... 3
1. Круговые процессы (циклы) ................................................................. 5
2. Принципиальные схемы действия теплоэнергетических
установок ............................................................................................... 18
3. Циклы теплоэнергетических установок............................................... 24
3.1. Схемы установок и анализ циклов ................................................ 24
3.2. Необратимость процессов и циклов.............................................. 35
4. Показатели эффективности действительных циклов, основанные
на 1-м законе термодинамики............................................................... 40
5. Эксергетический анализ эффективности теплоэнергетических
установок ................................................................................................ 46
5.1. Эксергия........................................................................................... 46
5.2. О потерях эксергии ......................................................................... 53
5.3. Оценка потерь эксергии ................................................................. 54
5.4. Методы эксергетического анализа ................................................ 60
6. Примеры.................................................................................................. 64
Пример 1. Теплообменник .................................................................... 65
Пример 2. Парогенератор...................................................................... 67
Пример 3. Конденсационная электростанция ..................................... 73
Пример 4. Воздушная холодильная установка.................................... 92
Пример 5. Теплонасосная установка.................................................... 97
Приложение................................................................................................ 106
Литература.................................................................................................. 108
109
Стр.109