fórmula baromètrica. Distribució de Boltzmann.
A les
derivació de l'equació bàsica
teoria cinètica molecular dels gasos
i distribució Maxwelliana de les molècules
se suposava que la velocitat era
que les forces externes no actuen sobre les molècules
gas, de manera que les molècules són uniformes
distribuït per volum. Però molècules
de qualsevol gas estan en potencial
el camp gravitatori de la terra. Gravetat, s
un costat, i el moviment tèrmic
les molècules, en canvi, condueixen el gas a
algun estat estacionari
a la qual la pressió del gas amb l'alçada
disminueix.
Anem a derivar
la llei del canvi de pressió amb l'alçada,
suposant que la massa de tots
molècules és el mateix, el camp gravitatori
homogeni i la temperatura és constant.
Fig.1
Si
pressió atmosfèrica a l'altitud h és
p (Fig. 1), aleshores a l'alçada h + dh és igual a p + dp
(per a dh>0 dp2:
on
ρ és la densitat del gas a l'alçada h (dh és així
poc que en canviar l'alçada en aquest
interval, es pot considerar la densitat del gas
constant). significa,
(1)
Saber
equació d'estat dels gasos ideals
pV=(m/M) RT (m és la massa del gas, M és la massa molar
gas), ho trobem
Substituint
és l'expressió de (1), obtenim
o
AMB
canvi d'alçada des de h1 abans
h2 pressió
canvis de r1 abans
R2 (arròs.
67), és a dir.
o
(2)
Expressió
(2) cridatbaromètric
fórmula.
Permet calcular l'atmosfera
pressió en funció de l'altitud o,
mesurar la pressió, trobar l'alçada: Ja que
les altures es consideren relatives al nivell
mars on la pressió es considera normal,
llavors es pot representar l'expressió (2).
com
(3)
on
p és la pressió a l'alçada h.
dispositiu
per determinar l'alçada sobre el terra
s'anomena superfíciealtímetre (oaltímetre).
El seu treball es basa en l'aplicació
fórmules (3). D'aquesta fórmula es dedueix que
com més pesat és el gas, més alta és la pressió
disminueix com més ràpid.
baromètric
la fórmula (3) es pot transformar si
utilitza la fórmula p=nkT:
on
n és la concentració de molècules a l'alçada h,
n-
el mateix, a l'alçada h=0. Atès que M=mNA (NA –
constant d'Avogadro, m -
massa d'una molècula), a R=kNA,
aleshores
(4)
on
mgh=P
és l'energia potencial de la molècula en
camp gravitatori, és a dir.
(5)
Expressió
(5) cridatdistribució
Boltzmann per
camp de potencial extern. Fora d'ell
Es pot veure que a temperatura constant
la densitat del gas és més gran on és menor
energia potencial de les seves molècules.
Si
les partícules es troben en un estat de caos
moviment tèrmic i tenen el mateix
massa i , després la distribució de Boltzmann
(5) aplicable en qualsevol potencial extern
camp, i no només en el camp de la gravetat.
Com es determina l'eficiència d'una turbina de gas?
Aquí teniu un parell de fórmules senzilles per mostrar quina és l'eficiència d'una planta de turbina de gas:
Potència interna de la turbina:
Nt = Gex * Lt, on Lt és el funcionament de la turbina, Gex és el cabal dels gasos d'escapament;
Potència interna GTU:
Ni gtu \u003d Nt - Nk, on Nk és la potència interna del compressor d'aire;
Potència efectiva GTU:
Nef \u003d Ni gtu * Mecànica d'eficiència, mecànica d'eficiència: l'eficiència associada a les pèrdues mecàniques dels coixinets, es pot prendre 0,99
Poder electric:
Nel \u003d Ne * eficiència, per exemple, on l'eficiència, per exemple, és l'eficiència associada a les pèrdues en el generador elèctric, podem prendre 0,985
Calor disponible del combustible:
Qsp = Gtop * Qrn, on Gref - consum de combustible, Qrn - el poder calorífic de treball més baix del combustible
Eficiència elèctrica absoluta d'una planta de turbina de gas:
Eficiència \u003d Nel / Q dist
cogeneració de cicle combinat
L'eficiència del CCGT és superior a la de la GTU, ja que la planta de cicle combinat utilitza la calor dels gasos d'escapament de la GTU. Una caldera de calor residual s'instal·la darrere de la turbina de gas, en la qual la calor dels gasos d'escapament de la turbina de gas es transfereix al fluid de treball (aigua d'alimentació), el vapor generat s'envia a la turbina de vapor per generar electricitat i calor.
L'eficiència del CCGT sol representar-se per la relació:
Eficiència PGU \u003d Eficiència GTU * B + (eficiència 1-GTU * B) * Eficiència PSU
B és el grau de binaritat del cicle
Eficiència PSU - Eficiència d'una central elèctrica de vapor
B = Qks/(Qks+Qku)
Qks és la calor del combustible cremat a la cambra de combustió d'una turbina de gas
Qku - calor del combustible addicional cremat a la caldera de calor residual
Al mateix temps, cal assenyalar que si Qku = 0, aleshores B = 1, és a dir, la instal·lació és completament binària.
Influència del grau de binaritat en l'eficiència del CCGT
| B | Eficiència GTU | Eficiència de la PSU | Eficiència CCGT |
| 1 | 0,32 | 0,3 | 0,524 |
| 1 | 0,36 | 0,32 | 0,565 |
| 1 | 0,36 | 0,36 | 0,590 |
| 1 | 0,38 | 0,38 | 0,612 |
| 0,3 | 0,32 | 0,41 | 0,47 |
| 0,4 | 0,32 | 0,41 | 0,486 |
| 0,3 | 0,36 | 0,41 | 0,474 |
| 0,4 | 0,36 | 0,41 | 0,495 |
| 0,3 | 0,36 | 0,45 | 0,51 |
| 0,4 | 0,36 | 0,45 | 0,529 |
Enumerem seqüencialment les taules amb les característiques de l'eficiència de les turbines de gas i després d'elles els indicadors del CCGT amb aquests motors de gas, i comparem l'eficiència d'una turbina de gas separada i l'eficiència del CCGT.
