13. Потеря работоспосбности от необратимости процессов. Уравнение Гюи-Стодолы.

Закон Гюи – Стодолы гласит: потеря эксергии из-за необратимости процессов равна произведению температуры окружающей среды на сумму приращений энтропии всех тел, участвующих в исследуемых процессах:

1. Передача теплоты

1. До передачи теплоты по циклу Корно

L₁=Q*ƞ_t1Корно=Q(1-T₀/Т₁)

По Корно: ƞ_т=1-Т₁/Т₂

Т_1К=Т₁, Т_2К=Т₀

б) После передач: L₂=Q(1-T₀/T₂), а по Корно: Т_1К=Т₁, Т_2К=Т₀

L₂<L₁

∆L=L₁-L₂=Q(-T₀/T₁+T₀/T₂)=T₀Q(1/T₂-1/T₁)

Q(1/T₂-1/T₁)=∆S > 0  энтропия выросла

Закон Гюи – Стодолы :

14. Понятие об эксергии. Виды эксергии. Термомеханическая эксергия

Эксергия – это максимальная работа, которую можно получить от рабочего тела при осуществлении всех возможных процессов до достижения равновесия с окружающей средой.

[Е]=кДж или [Е_х]

Удельная: е Дж/кг (кДж/кг) или е_х

Виды эксергии:

1. Эксергия рабочего тела: e_Ʋ=u-u₀-T₀(S-S₀)-p₀(Ʋ-Ʋ₀) где u – внутренняя энергия; S, Ʋ – термодинамические св-ва раб тела; Т₀ и р₀ – параметры окружающей среды; u₀, S₀, Ʋ₀ – св-ва рабочего тела при параметрах окр среды Т=Т₀ и p=p₀

2. Эксергия потока рабочего тела e=h-h₀ – T₀(S-S₀)

3. Эксергия теплоты e_q=q(1-T₀/Т)

4. Эксергия работы e_l=l

5. Термомеханическая эксергия e_Ʋ, e, e_q, l: Для определения термомеханической эксергии потока вещества требуется найти максимальную работу его при обратимом переходе от данного состояния, характеризующегося параметрами р, v, Т, и, h и s, к равновесному состоянию со средой.

6. Химическая (нулевая) E₀ или e₀

15. Эксергия в-ва в объеме

Эксергия вещества в замкнутом объеме характеризуется максимальным количеством механической энергии (работы), которая может быть получена при взаимодействии вещества с окружающей средой при наличии разницы потенциалов теплового или механического взаимодействия. Взаимодействие между рассматриваемым веществом и окружающей средой может происходить только в форме работы (механиче­ского взаимодействия). Поэтому эксергия вещества в замкнутом объеме равна

e_v=u –u₀ –T₀(s –s₀) –p₀(v₀ –v)

16. Эксергия потока

Эксергия потока вещества определяется двумя составляющими: физической (термомеханической) и химической (нулевой) эксергией. Для вещества, находящегося в потоке, эксергии соответствует техническая работа, равная работе изменения давления в потоке при протекании в системе только обратимых процессов, т.е. располагаемой работе, при переходе вещества из начального состояния в состояние равновесия с окружающей средой. Тогда из уравнения первого закона термодинамики для потока получим, что эксергия вещества в потоке равна

e = h –h₀–T₀(s –s₀)

17. Эксэргия теплоты (теплового потока). Эксэргия работы.

Эксергия теплоты:

e_q =q*(1-T_o/T)

где q– теплота, Дж;

Т – температура рабочего тела, К;

Т_о– температура окружающей среды, К.

Эксергия работы:

e_l =L

где L– термомеханическая энергия;

е_l – химическая энергия.

Эксергия теплоты- максимально возможная работа, которую можно получить изтеплотыпри условии, что теплоприемником является окружающая среда

Если рабочее тело имеет температурувследствие необратимости подвода тепла, то работа необратимого цикла Карно составит.

Тогда потеря работоспособности вследствие необходимости подвода тепла от теплоотдатчика к рабочему телу составит.

Потери эксергии (работоспособности) теплоты характеризует совершенство термодинамической системы.

При эксергетическом анализе часто применяют понятие эксергетического КПД.

Применил уравнение Гюи-Стодолы для решения теплотехнических задач, при анализе эффективности работы силовых установок.

Термин "Эксергия" предложен в 1956 г. Ранее для обозначения этой величины использовались термины "техническая работоспособность", "максимальная техническая работа".