barometrisk formel. Boltzmann distribution.
På
udledning af grundligningen
molekylær kinetisk teori om gasser
og Maxwellsk fordeling af molekyler
hastigheden blev antaget at være
at ydre kræfter ikke virker på molekyler
gas, så molekylerne er ensartede
fordelt på volumen. Men molekyler
af enhver gas er i potentiale
jordens gravitationsfelt. Tyngdekraften, s
den ene side og termisk bevægelse
molekyler leder derimod gassen til
nogen steady state
hvorved gastrykket med højden
falder.
Lad os udlede
loven om ændring i tryk med højden,
forudsat at massen af alle
molekyler er det samme, gravitationsfeltet
homogen og temperaturen er konstant.
Fig.1
Hvis
atmosfærisk tryk i højden h er
p (fig. 1), så er det i højden h + dh lig med p + dp
(for dh>0 dp2:
hvor
ρ er gasdensiteten i højden h (dh er det
lidt at når man ændrer højden i denne
interval, kan gasdensiteten tages i betragtning
konstant). Midler,
(1)
At vide
ideel gasligning af tilstand
pV=(m/M) RT (m er massen af gas, M er den molære masse
gas), finder vi det
Erstatning
er udtrykket i (1), får vi
eller
MED
højdeændring fra h1 Før
h2 tryk
skifter fra r1 Før
R2 (ris.
67), dvs.
eller
(2)
Udtryk
(2) ringedebarometrisk
formel.
Det giver dig mulighed for at beregne den atmosfæriske
tryk afhængig af højde eller,
måle tryk, find højde: Siden
højder betragtes i forhold til niveauet
have, hvor trykket anses for normalt,
så kan udtryk (2) repræsenteres
som
(3)
hvor
p er trykket i højden h.
enhed
at bestemme højden over jorden
overflade kaldeshøjdemåler (ellerhøjdemåler).
Hans arbejde er baseret på ansøgningen
formler (3). Af denne formel følger det
jo tungere gas, jo højere tryk
falder jo hurtigere.
barometrisk
formel (3) kan transformeres if
brug formlen p=nkT:
hvor
n er koncentrationen af molekyler i højden h,
n-
det samme, i højden h=0. Da M=mNEN (NEN –
Avogadro konstant, m -
masse af et molekyle), en R=kNEN,
derefter
(4)
hvor
mgh=P
er den potentielle energi af molekylet i
gravitationsfelt, dvs.
(5)
Udtryk
(5) ringedefordeling
Boltzmann til
eksternt potentialefelt. Ud af ham
Det kan ses ved konstant temperatur
gassens densitet er større, hvor den er mindre
dets molekylers potentielle energi.
Hvis
partikler er i en tilstand af kaos
termisk bevægelse og har det samme
masse og derefter Boltzmann-fordelingen
(5) anvendelig i ethvert eksternt potentiale
felt, og ikke kun i tyngdefeltet.
Hvordan bestemmes effektiviteten af en gasturbine?
Her er et par enkle formler til at vise, hvad effektiviteten af et gasturbineanlæg er:
Turbine intern effekt:
Nt = Gex * Lt, hvor Lt er turbinens drift, Gex er strømningshastigheden af udstødningsgasser;
GTU intern strøm:
Ni gtu \u003d Nt - Nk, hvor Nk er luftkompressorens indre kraft;
GTU effektiv effekt:
Nef \u003d Ni gtu * Effektivitetsmekanisme, effektivitetsmekanisme - effektivitet forbundet med mekaniske tab i lejer, kan tages 0,99
Elektrisk strøm:
Nel \u003d Ne * effektivitet f.eks., hvor effektivitet f.eks. er effektiviteten forbundet med tab i den elektriske generator, kan vi tage 0,985
Tilgængelig brændstofvarme:
Qsp = Gtop * Qrn, hvor Gref - brændstofforbrug, Qrn - brændstoffets laveste brændværdi
Absolut elektrisk effektivitet af et gasturbineanlæg:
Effektivitet \u003d Nel / Q dist
kombineret cyklus kraftvarme
CCGT-effektiviteten er højere end GTU'ens, da kombianlægget bruger varmen fra GTU'ens udstødningsgasser. En spildvarmekedel er installeret bag gasturbinen, hvor varme fra gasturbinens udstødningsgasser overføres til arbejdsvæsken (fødevand), den genererede damp sendes til dampturbinen for at generere elektricitet og varme.
CCGT-effektivitet er normalt repræsenteret ved forholdet:
PGU effektivitet \u003d GTU effektivitet * B + (1-GTU effektivitet * B) * PSU effektivitet
B er graden af binaritet i cyklussen
Effektivitet PSU - Effektivitet af et dampkraftværk
B = Qks/(Qks+Qku)
Qks er varmen fra brændstof, der brændes i forbrændingskammeret i en gasturbine
Qku - varme fra ekstra brændsel brændt i spildvarmekedlen
Samtidig bemærkes, at hvis Qku = 0, så er B = 1, dvs. installationen er fuldstændig binær.
Indflydelse af graden af binaritet på CCGT-effektiviteten
| B | GTU effektivitet | PSU effektivitet | CCGT effektivitet |
| 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 |
Lad os liste sekventielt tabellerne med karakteristika for effektiviteten af gasturbiner og efter dem indikatorerne for CCGT med disse gasmotorer, og sammenligne effektiviteten af en separat gasturbine og effektiviteten af CCGT.
