8.1.4. Розрахунок ексергетичного коефіцієнта корисної дії процесу горіння палива.

Ексергетичний к.к.д будь-якого процесу розраховують по формулі:

η_е = ·100 %

Де Е вих. - ексергія вихідних продуктів на вході в апарат;

Е п. - втрати ексергії з ході технологічного процесу;

В конкретних умовах, тобто в процесі горіння палива, ексергетичні втрати обумовлені втратами ексергії з продуктами горіння.

Склад продуктів горіння відомий з матеріального балансу (див. гайл,9.2.), а вихідні ексергії газоподібних компонентів при параметрах навколишнього середовища приведені в літературі [1, стр.261].

Так як тиск продуктів горіння дорівнює тиску навколишнього середовища , то зміна механічної складової ексергії з цьому випадку дорівнює нулю . Термічну складову ексергії для 1 моля компонента можна визначити ми формулі [1, с. 35 ] при Ср - const.

е_т – е_то = С_р·[(Т - Т₀) - Т₀·ln Т/Т₀], кДж

е_т = n·С_р·[(Т - Т₀) - Т₀·ln Т/Т₀] + n·е_то

Значення вихідних ексергій ето компонентів закосять до табл. 9.4.

Таблиця 8.4. Ексергія газоподібних речовин при 25°С і 1,01*10⁵Па

Речовина	Початкова ексергія, кДж/моль	Мольна теплоємкість, кДж/моль	Кількість молей речовини
Н2О	8,6	0,0350	34,90
СО2	19,3	0,0386	69,10
N2	0,7	0,0290	798,00
О2	3,96	0,0290	127,28
SО2	795	0,0386	0,56

Ексергія парів води

ЕН20 = 34,9 · 0,035 [ (368-298)- 298 In (368/298)]+34,9 · 8,6=308,34о кДж

Ексергія парів вуглицю

Есо2= 69,1 · 0,0386 [(368-298) - 298 In (368/298)]+69,l · 19,3=1352,635кДж

Ексергія азоту

En2 = 798 · 0,029 [ (368-298)-298 In (368/298) ] + 798 · 0,7 = 723, 490 кДж

Ексергія кисню

Ео2 = 127,28 · 0,029 [( 368 - 298) -298 In (368/298) ]+124,28 3,96

= 530,329 кДж

Ексергія двооксида сірки

Е so2= 0,56 · 0, 0386 [( 368 -298) - 298 In ( 368/298)] +0,56 · 785=

= 439,754 кДж

Температуру навколишнього середовища приймають 298 К, а температура продуктів горіння, як правило, дана з завданні. В конкрет­ному випадку Т= 368 К.

Крім палива, в якості вихідного палива також є повітря, необхідне для процесу горіння. Однак ексергія повітря при параметрах навколишнього середовища дорівнює нулю. Тому ексергія вихідних речовин буде дорів­нювати ексергії палива( см.розд. 8.1.).

Ексергія продуктів горіння складає

Е_п.г. = ЕН₂0 + Есо₂ + En₂ + Ео₂ + ЕSо₂

Е_п.г. = 308,843 + 1352,635 + 725,490 + 530,329 + 439,754 = 3355,051 кДж

Так як Е П.Г. = Е п., то ексергетичний к.к.д. процесу горіння складає

η_е = ·100 % = ·100 % = 91 %

Таким чином, ексергетичний к.к.д. процесу горіння декілька нище термічного, що узгоджується з даними і стверджує те, що при горінні палива максимально можливе використання тепла при його спалюванні складає 91% від вихідного.