Анализ эксергетических потерь в процессах преобразования энергии методами неравновесной термодинамики

• Автор: Ауэрбах, Александр Львович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 133 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

1.1. Эксергетический анализ работы теплоэнергетических и технологических установок

1.2. Вариационные принципы неравновесной термодинамики

1.3. Эксергия, неравновесная термодинамика и экология

1.4.Методы неравновесной термодинамики в эксергетическом анализе

1.5. Термодинамика преобразователя энергии с двумя потоками.

1.6. Термоэлектрическое охлаждение
1.7. Выводы
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ НЕРАВНОВЕСНОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ В ЭКСЕРГЕТИЧЕСКОМ АНАЛИЗЕ
2.1 .Эксергетический баланс и его связь с вариационными принципами
2.2. Стационарные процессы
2.3. Степени сопряжения потоков эксергии и полезной мощности в теоретических циклах двигателей
ГЛАВА 3. МИНИМИЗАЦИЯ ЭКСЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ В РЕКУПЕРАТИВНЫХ ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТАХ. НЕСТАЦИОНАРНЫЕ НЕОБРАТИМЫЕ ПОТЕРИ В РЕГЕНЕРАТОРАХ
3.1. Рекуперативный теплообменный аппарат с минимальными эксергетическими потерями [3,18]
3.2. Влияние теплового состояния источника на поток эксергии теплоты [35]
ГЛАВА 4. НЕРАВНОВЕСНАЯ ТЕРМОДИНАМИКА ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
4.1. Потоки и силы в ТЭПе. Эффективность преобразования энергии [4]
4.2. Экспериментальная проверка теории [56]
ГЛАВА 5. ЭКСЕРГИЯ И ХИМИЧЕСКОЕ СРОДСТВО. ВЛИЯНИЕ ВНУТРЕННЕЙ НЕОБРАТИМОСТИ ПРОЦЕССОВ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ НА ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
5.1. Эксергия системы с переменным числом частиц (переменной массой), связь эксергии с химическим сродством [19]
5.2. Анализ влияния необратимости процессов получения и использования энергии на экологические системы [108]
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Д - сродство Г -реакции
р - расход топлива
0 - расход пара
р - диаметр
Е С АЕ "полная эксеРгия> удельная эксергия, полное изменение эксергии тр г? эксергия потока вещества, эксергии потока тепла
^М , JlQ
~ - удельная парциальная эксергия

- эксергетические потери
р £ - термо-ЭДС, коэффициент термо-ЭДС
р рр - площадь, элемент поверхности
и - энтальпия
^ - удельная парциальная энтальпия
у - сила тока
J j ‘ сила тока> плотность электрического тока
р - термодинамические потоки
р - тепловая проводимость
р - коэффициент усиления регулятора

р - показатель адиабаты, коэффициент теплопередачи
ь. - коэффициент передачи (усиления) объекта регулирования

р р! " Ра^ота системыэ работа потока
рр - работа диссипации
г - феноменологические коэффициенты

1 - высота
- массовый расход рабочего тела, теплоносителя

Д/ - электрическая мощность
АТ - число молей компонента
р - давление

- теплота, тепловой поток
- теплотворная способность топлива
- теплота внешнего и внутреннего теплопереноса
- степень сопряжения потоков, плотность теплового потока
- омическое сопротивление
- коэффициенты обратной матрицы кинетических коэффициентов
- полная энтропия, удельная энтропия, полное изменение энтропии
- энтропия расширенной системы
- поток энтропии
- производство энтропии
- температура, температура холодного и горячего тел
- время дифференцирования
- время интегрирования
- постоянная времени объекта регулирования
- время
- средний температурный напор
- внутренняя энергия, полное изменение внутренней энергии
- напряжение
- объем
- термодинамические силы
- обобщенные координаты, пространственные координаты
- расходная теплоемкость
- передаточная функция
- коэффициент феноменологической стехиометрии
- коэффициент теплообмена
- степень повышения давления в компрессоре
- толщина
- холодильный коэффициент
- холодильный коэффициент цикла Карно
- диссипативная функция
- действительный КПД
- эксергетический КПД

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ НЕРАВНОВЕСНОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ В ЭКСЕРГЕТИЧЕСКОМ АНАЛИЗЕ
2.1.Эксергетический баланс и его связь с вариационными принципами
2.1.1. Интегральная Формулировка Г
В соответствии с уравнением баланса эксерши (1.3) [22,30],
Р .Г - (Ш/ .
изменение эксергии системы с (■*-' /^) в единицу времени
определяется суммой полезной мощности N , эксергетических потерь СГеи потоками эксергии на границе ^е
E=Je-N-ae (2.1)
В уравнение (2.1) &е всегда входит со знаком минус, остальные величины могут иметь любой знак. При этом независимо имеет место
уравнение баланса энтропии (1.5) в виде , где - поток,
5* - производство энтропии.
Мощность эксергетических потерь связана с производством энтропии простым соотношением [22,30]
® е = Т0°-5> ^ = —$19 (2.2)