4.7 Расчет концентрационной эксергии.

Концентрационная эксергия обусловлена разностью концентраций веществ отсчета в системе при проведении реакции девальвациии и их концентрациями в модели ОС. В зависимости от агрегатного состояния вещества отсчета выравнивание концентраций будет соответствовать различным процесса, максимальная работа в которых и есть концентрационная эксергия Для газообразных веществ отсчета выравнивание концентраций соответствует расширению (сжатию) газа от давления Р₀ до парциального давления Р_0i в модели ОС ( соответственно от Р_0i до Р₀ ) при постоянной температуре. В случае обратимого расширения

( сжатия ) работа будет максимальна и равна эксергии

(48)

Для растворов и твердых веществ отсчета выравнивание концентраций происходит при Т₀, Р₀, а максимальная работа при этом равна

(49)

Уравнение (49) получено в приближении идеальных растворов. Так как в СТМОС (см. раздел 5) концентрационная эксергия Н₂SO₄115Н₂О равна нулю, то концентрационная эксергия Е_C (С_aН _bО_cN_dS_e) равна

(410)

8. Эксергетический анализ процессов теплообмена

От правильной организации процессов теплообмена существенным образом зависят экономические результаты технологических процессов. Энергетические потери процессов теплообмена в основном связаны с потерей в окружающую среду. Если эти потери малы, то ими можно пренебречь.

В общем случае схемы теплообменных процессов можно представить следующим образом:

Т Т Т Т

2 4 2 2 2

4 3 1 3 4 3 4

1 1 1 3

Движущая сила теплообмена: ,

Термическая эксергия каждого потока

или для теплообмена

При Т₃=Т₂ и Т₁=Т₄, т.е при бесконечной поверхности теплообмена, . Так как практически всегда , то эксергия при теплообмене теряется. Для теплообмена при испарении жидкости

Чем больше , тем больше потери эксергии.

В практике химической технологии распространены самые разнообразные схемы теплообмена. С позиций термодинамики экономия достигается при снижении до минимума движущих сил, т.е. , но при этом увеличивается F м² и могут ухудшаться экономические показатели.

Схемы рекуперации.

450 К 450 К 450 К пар 530 К

вода 300К

600 К 500 К

600 К 500 К

600 К 500 К

350 К 350 К 350 К

неправильно

450 К 450 К 450 К

6 00 К 500 К

6 00 К 500 К

6 00 К 500 К

350 К 350 К 350 К

правильно