Міністерство освіти та науки України

Національний університет “Львівська політехніка”

Енергозберігаючі технології

Частина 2

Конспект лекцій

зміст

Вступ			4
4.	Основні термодинамічні процеси в ідеальних газах та їх аналіз		6
	4.1.	Ізохорний процес	7
	4.2.	Ізобарний процес	12
	4.3.	Ізотермічний процес	19
	4.4.	Адіабатний (ізоентропійний) процес	25
	4.5.	Політропний процес	32
5.	Процеси течіння газів та рідин		40
	5.1.	Рівняння І-го закону термодинаміки для потоку робочого тіла (відкрита система)	40
	5.2.	Витікання газів та пари із сопел, які звужуються	46
		5.2.1. Швидкість руху потоку робочого тіла	46
		5.2.2. Швидкість звуку	50
		5.2.3. Перехід через швидкість звуку. Сопло Лаваля	52
	5.3.	Дроселювання газів та парів. Ефект Джоуля – Томсона	54
6.	Процеси стискання газу в компресорі		62
7.	Способи охолодження робочого тіла		76
	7.1.	Ізоентальпійне розширення робочого тіла (дроселювання)	76
	7.2.	Адіабатичне розширення робочого тіла з віддачею зовнішньої роботи (детандування)	84
	7.3.	Аналіз ідеальних процесів розширення робочого тіла в детандерах	87
Література			90

Вступ

Енергозберігаючою технологією називається розділ енергетики, що вивчає закономірності взаємозв’язку та взаємообумовленості технологічних і енергетичних процесів даного виробництва з метою економії паливно-енергетичних ресурсів і створення практично безвідходного виробництва за матеріалом та теплотою.

До сьогодні виробництва отримують первинні енергоресурси зі сторони, хоча при правильній розробці енерго - технологічної схеми виробництва від цього можна відмовитися.

Вважається найбільш перспективним створення енерго – технологічних систем (ЕТС), в яких енергетичне обладнання (тепло- та парогенератори, котли-утилізатори, парові та газові турбіни, тепловикористовуючі апарати, холодильні установки і термотрансформатори) входять в прямі сполучення з хіміко- технологічним обладнанням, складаючи єдину систему. В цьому випадку в ЕТС створюється тісний взаємозв’язок та взаємообумовленість між технологічними та енергетичними стадіями виробництва.

Велика потенціальна можливість в економії первинних енергоресурсів (палива, теплоти та енергоресурсів) закладена в ефективному використанні вторинних енергоресурсів (ВЕР): фізичної теплоти пічних та технологічних газів, скидних рідин, теплоти згоряння відходів виробництв, енергії надлишкового тиску продуктів і сировини виробництв. У всіх ЕТС зведення до мінімуму використання первинних енергоресурсів, і, навпаки, до максимуму використання ВЕР повинна проходити без якого-небудь зниження якості продукції, яку отримують.

При розробці ЕТС різних виробництв необхідно перш за все передбачити максимальне використання відходів даного виробництва для вироблення побічних продуктів і тільки у випадку неможливості цього піддавати відходи даного виробництва спалюванню з метою отримання теплоти. При такому підході до створення ЕТС можна успішно вирішити задачу створення безвідходної технології як по енергії, так і по матеріалах. Іншими словами, енергозберігаюча технологія дозволяє успішно вирішити одну із основних проблем сучасності – економії енергоресурсів і захисту довкілля.

Основною задачею при розробці ЕТС є пошук найбільш ефективних методів зменшення паливно - енергетичних ресурсів при одночасному підвищенні технологічних показників.

Створення ЕТС неможливе без її термодинамічного аналізу. Цей аналіз переслідує дві мети:

1) отримати картину енергетичних перетворень, які проходять в системі, що дозволить отримати достовірну інформацію про ЕТС (значення к.к.д. системи та її окремих елементів, розподіл і характер втрат в системі, відносна вага кожного елемента системи, характеристику зв’язків між елементами системи, взаємодію із навколишнім середовищем, тощо; ця інформація є основною для подальшої роботи з удосконалення системи і співставлення її з іншими системами даного виробництва (існуючими);

2) мати можливість провести оптимізацію різних параметрів елементів ЕТС з метою отримання максимальної термодинамічної та економічної ефективності ЕТС. При цьому потрібно мати на увазі, що дуже часто ЕТС досить ефективна термодинамічно економічно далека від оптимуму.