barometrische Formel. Boltzmann-Verteilung.
Beim
Herleitung der Grundgleichung
Molekularkinetische Gastheorie
und Maxwellsche Verteilung von Molekülen
Die Geschwindigkeit wurde angenommen
dass äußere Kräfte nicht auf Moleküle einwirken
Gas, so dass die Moleküle einheitlich sind
nach Volumen verteilt. Sondern Moleküle
jedes Gases sind im Potenzial
das Gravitationsfeld der Erde. Schwerkraft, s
eine Seite und thermische Bewegung
Moleküle hingegen führen das Gas zu
ein gewisser stationärer Zustand
bei dem der Gasdruck mit Höhe
sinkt.
Lassen Sie uns ableiten
das Gesetz der Druckänderung mit der Höhe,
unter der Annahme, dass die Masse aller
Molekülen ist das gleiche, das Gravitationsfeld
homogen und die Temperatur ist konstant.
Abb.1
Wenn
atmosphärischer Druck in der Höhe h ist
p (Abb. 1), dann ist es in der Höhe h + dh gleich p + dp
(für dh>0 dp2:
wo
ρ ist die Gasdichte in der Höhe h (dh ist so
wenig, dass beim Ändern der Höhe in diesem
Intervall kann die Gasdichte berücksichtigt werden
Konstante). Bedeutet,
(1)
Wissen
Ideale Gaszustandsgleichung
pV=(m/M) RT (m ist die Masse des Gases, M ist die Molmasse
Gas), finden wir das
Ersetzen
der Ausdruck in (1) ist, erhalten wir
oder
MIT
Höhenänderung von h1 Vor
h2 Druck
ändert sich von r1 Vor
R2 (Reis.
67), d.h.
oder
(2)
Ausdruck
(2) angerufenbarometrisch
Formel.
Damit können Sie die Atmosphäre berechnen
Druck je nach Höhenlage oder
Druck messen, Höhe finden: Da
Höhen werden relativ zum Niveau betrachtet
Meere, in denen der Druck als normal angesehen wird,
dann kann Ausdruck (2) dargestellt werden
als
(3)
wo
p ist der Druck in der Höhe h.
Gerät
um die Höhe über dem Boden zu bestimmen
Oberfläche heißtHöhenmesser (oderHöhenmesser).
Seine Arbeit basiert auf der Anwendung
Formeln (3). Aus dieser Formel folgt das
Je schwerer das Gas, desto höher der Druck
nimmt umso schneller ab.
barometrisch
Formel (3) kann transformiert werden, wenn
Verwenden Sie die Formel p=nkT:
wo
n ist die Konzentration der Moleküle in der Höhe h,
n-
ebenso in Höhe h=0. Da M=mNEIN (NEIN –
Avogadro-Konstante, m -
Masse eines Moleküls), a R=kNEIN,
dann
(4)
wo
mgh=P
ist die potentielle Energie des Moleküls in
Gravitationsfeld, d.h.
(5)
Ausdruck
(5) angerufenVerteilung
Boltzmann Pro
äußeres Potentialfeld. Aus ihm heraus
Es ist zu sehen, dass bei konstanter Temperatur
die Dichte des Gases ist dort größer, wo sie geringer ist
potentielle Energie seiner Moleküle.
Wenn
Partikel befinden sich in einem Zustand des Chaos
thermische Bewegung und haben die gleichen
Masse und , dann die Boltzmann-Verteilung
(5) anwendbar in jedem externen Potential
Bereich, und nicht nur im Bereich der Schwerkraft.
Wie wird der Wirkungsgrad einer Gasturbine bestimmt?
Hier sind ein paar einfache Formeln, um zu zeigen, wie hoch der Wirkungsgrad einer Gasturbinenanlage ist:
Turbineninterne Leistung:
Nt = Gex * Lt, wobei Lt der Betrieb der Turbine ist, Gex die Durchflussrate der Abgase ist;
GTU-interne Stromversorgung:
Ni gtu \u003d Nt - Nk, wobei Nk die interne Leistung des Luftkompressors ist;
GTU-Wirkleistung:
Nef \u003d Ni gtu * Wirkungsgradmech, Wirkungsgradmech - Wirkungsgrad im Zusammenhang mit mechanischen Verlusten in Lagern, kann mit 0,99 angenommen werden
Elektrische Energie:
Nel \u003d Ne * Effizienz zB, wo Effizienz zB die Effizienz ist, die mit Verlusten im elektrischen Generator verbunden ist, können wir 0,985 nehmen
Verfügbare Wärme des Brennstoffs:
Qsp = Gtop * Qrn, wobei Gref - Kraftstoffverbrauch, Qrn - der niedrigste Arbeitsheizwert des Kraftstoffs
Absoluter elektrischer Wirkungsgrad einer Gasturbinenanlage:
Wirkungsgrad \u003d Nel / Q dist
Kombikraftwerk
Der GuD-Wirkungsgrad ist höher als der der GTU, da das GuD-Kraftwerk die Wärme aus den Abgasen der GTU nutzt. Hinter der Gasturbine ist ein Abhitzekessel installiert, in dem die Wärme aus den Abgasen der Gasturbine auf das Arbeitsmedium (Speisewasser) übertragen wird, der erzeugte Dampf zur Dampfturbine zur Strom- und Wärmeerzeugung geleitet wird.
Die CCGT-Effizienz wird normalerweise durch das Verhältnis dargestellt:
PGU-Effizienz \u003d GTU-Effizienz * B + (1-GTU-Effizienz * B) * PSU-Effizienz
B ist der Binaritätsgrad des Zyklus
Wirkungsgrad PSU - Wirkungsgrad eines Dampfkraftwerks
B = Qks/(Qks+Qku)
Qks ist die Wärme des in der Brennkammer einer Gasturbine verbrannten Brennstoffs
Qku - Wärme von zusätzlichem Brennstoff, der im Abhitzekessel verbrannt wird
Gleichzeitig wird angemerkt, dass wenn Qku = 0, dann B = 1, d. h. die Installation vollständig binär ist.
Einfluss des Binaritätsgrades auf den GuD-Wirkungsgrad
| B | GTU-Effizienz | Netzteil-Effizienz | CCGT-Effizienz |
| 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 |
Lassen Sie uns nacheinander die Tabellen mit den Eigenschaften des Wirkungsgrads von Gasturbinen und danach die Indikatoren des CCGT mit diesen Gasmotoren präsentieren und den Wirkungsgrad einer separaten Gasturbine und den Wirkungsgrad des CCGT vergleichen.
