9. Изображение изменения состояния контактного газа на t-s и p-h диаграмме
Для построения Т – S диаграммы необходимо знать значения энтропий при промежуточных температурах между температурами входа и выхода в перегреватель.
р = 1атм
(9.1)
[3,
(табл.А )]
[3,
(табл.А )]
[6]
р = 1атм
(9.2)
[3,
(табл.А )]
[3,
(табл.А )]
[6]
Сведем полученные данные в таблицу (табл.2. Приложение).
10. Изображение изменения состояния шихты на t-s и p-h диаграмме
р = 1,8атм
(10.1)
[3,
(табл.А )]
[6]
р = 1,8атм
(10.2)
[3,
(табл.А )]
[6]
Сведем полученные данные в таблицу (табл.3. Приложение).
ВЫВОД
При исследовании ЭХТС и ее элементов в первую очередь составляются материальный и тепловой балансы, а затем эксергетический.
Тепловой баланс (без учета потерь):
Из
теплового баланса было выражено
теплосодержание контактного газа на
входе в перегреватель
и графически
найдена температура при которой
контактный газ входит в перегреватель
.
Но тепловой баланс не отражает степень приближения ЭХТС к идеальной, ее термодинамическое совершенство. В отличие от теплового баланса эксергетический баланс учитывает потери от необратимости в ЭХТС и тем самым отражает степень приближения системы к идеальной, для которой эксергетический КПД равен 1.
Эксергетический баланс
Д = 97,84кВт – эксергетические потери вследствие необратимости процесса.
Совершенство ЭХТС и ее элементов тем выше, чем меньше потери эксергии, и поэтому степень совершенства ЭХТС и ее элементов обычно характеризуют так называемым эксергетическим КПД.
В общем случае эксергетический КПД будет определяться отношением
В
включаются потоки эксергии, которые
определяют полученный эффект.
В
включаются потоки эксергии, которые
определяют затраты.
Из этого следует два принципиально важных свойства КПД
Для идеального, полностью обратимого процесса, где потери Д отсутствуют значение КПД = 1. Если подведенная эксергия полностью теряется в процессе, то в этом случае КПД = 0. В реальных процессах, занимающих промежуточное положение, всегда 0<КПД<1. Чем выше КПД, тем система совершеннее.
Разность между Аз и Аэф., т.е. эффектом и затратами, всегда равна суммарной потере от необратимости
.
Таким образом, КПД имеет обобщенный характер[1].
В работе рассчитаны три КПД, отражающие различные аспекты термодинамического процесса перегрева:
а) как отношение изменений эксергий теплоносителей
Это наиболее истинный КПД, отражает степень совершенства перегревателя, показывает какая доля эксергии контактного газа перешла в эксергию шихты.
б) эксергетический КПД перегревателя шихты на основе эксергетического баланса имеет вид:
=
0,97
имеет
значение близкое к 1, с учетом того, что
эксергия контактного газа
имеет полезное после выхода из
перегревателя назначение. Так как потери
на выходе незначительны, КПД имеет такое
значение.
в) Если теряется в окружающую среду, то значение будет меньше, т.е. не происходит совершение полезного эффекта. Поскольку все эти побочные эффекты, если они не использовались, их нельзя относить к полезным, при расчете КПД они, как правило, не должны включаться в числитель формулы.
Существенную помощь при эксергетическом анализе ЭХТС оказывает диаграмма Грассмана-Шаргута потоков и потерь эксергии (рис.2). На этой диаграмме каждый поток эксергии анализируемой ЭХТС изображается полосой, ширина которой пропорциональна значению эксергии. Величина потери эксергии в данной ЭХТС соответствует уменьшению ширины полосы эксергии.