разное

Эксергетический анализ

Эксергетический анализ абсорбционной машины, по сравне­нию с компрессорной, усложняется необходимостью расчета измене­ний химической эксергии в процессах абсорбции и генерации. Первый пример поэлементного эксергетического анализа абсорбционной холодильной машины со смесью NH3-H20 был выполнен научной группой под руководством Я. Шаргута в начале 1960-ых годов. К сожалению, провести анализ для других температурных условий работы или другого рабочего вещества, используя эту оригинальную методику, не удалось ни одному из исследователей*, в связи с чем единственный пример эксергетического анализа абсорбционной холодильной машины почти 50 лет без изменений присутствует в различных книгах по эксергетическому анализу.

Для авторов этой работы интерес представлял эксергетический анализ работы насосов, чему и было уделено наибольшее внимание.

Специфика определения химической эксергии материальных потоков не позволяет однозначно трактовать результаты расчетов раз­личных авторов, а также выполнять сравнительный анализ и опти­мизацию, так как сильно разнятся исходные данные для расчета химической эксергии по разным литературным источникам. В связи с эти многие авторы ограничивались значительно более простым методом определения эксергетической эффективности абсорбционной машины в целом, не разделяя ее на компоненты

Е ЧЇ-'

Р, АТГ У1 хол

Г Л

1—* Т

V г°р J

Где Т0 - абсолютная температура окружающей среды для выполнения эксергетического анализа.

Для применения современных методов эксергетического анализа в термоэкономическом анализе и оптимизации необходим поэлементый анализ абсорбционной машины. Наглядность и простота графического метода эксергетических балансов (п.5.5.2), потребовали развитие этого метода для абсорбционных машин, что и было выполнено автором метода - П. Jle Гоффом. В основе проведения анализа лежит теория разделения схемы абсорбционной машины на «разделитель» и «смеситель» (рис.22.24).

Площадь под линией 7-2, характеризующей охлаждение грею­щего источника в генераторе, представляет эксергию топлива абсорб­ционной машины. Эксергию топлива за вычетом пл.( 1-2-4-3) - дест­рукции эксергии в генераторе, пл.(5-6-8-7) - деструкции эксергии в конденсаторе и площади под линией 5-6 - анергии теплоносителя, можно представить сложной «/»-образной фигурой, состоящей из трех прямоугольников:

• химической эксергии - эквивалента механической работы, зат­рачиваемой на осуществление процесса «разделения»;

• деструкции эксергии при «разделении» - эта площадь присут­ствует при анализе абсорбционных машин на рабочих веществах таких как NH3-H20, для которых обеспечение условия XD~ связано с дополнительными затратами первичной энергии в генераторе для осуществления процессов ректификации и дефлегмации;

РАЗДЕЛИТЕЛЬ генератор | | конденсатор

J—L

П

І__

I----

' X,

U

FoT L—I

Абсорбер I I испаритель

СМЕСИТЕЛЬ

A) 6)

Рис.22.24. Графический метод эксергетических балансов для

(теплового насоса): а) условное изображение схемы машины; б) графические построения в координатах «в-Q»

Рамму (диаграмму Грассмана) для простейшей абсорбционной холо­дильной машины, изображенной на рис.22.1.

В логической последовательности (рис.22.25) приведено опре­деление энергетических характеристик абсорбционной холодильной машины (при известном схемно-цикловом решении):

• исходные данные 0о=1ОО кВт; Тхол = -10°С; ГФ=20°С;

Тгор=ш°с.

• характеристики цикла Тк-30°С; Т0 - -20°С; рг-рк-,2 МПа; рА=ро=0,2 МПа; А*=0,45 кг/кг; ХА=0,3 кг/кг; Хо=0,94 кг/кг; /=4,26 кг/кг; qa-M5 кДж/кг; ^=1375 кДж/кг; ^--2507 кДж/кг; qr=3Q37 кДж/кг.

• полные характеристики абсорбционной машины бг=361,48 кВт; 6^=163,63 кВт; 0^=298,41 кВт; СОР=0,277; гг =0,135.

На основании вышеприведенной информации строим процес­сы в координатах 6-Q (с учетом масштаба) и через площади, описан­ные на рис.22.246, определяем величины деструкции эксергии в каждом элементе абсорбционной машины - рис.22.26.

В таблице 22.2 представлены результаты расчетов энергети­ческий и эксергетической эффективности абсорбционных машин в различных режимах работы.

Таблица 22.2

Тепловой насос

(ТА-Тгор 3