βαρομετρικός τύπος. Διανομή Boltzmann.
Στο
εξαγωγή της βασικής εξίσωσης
μοριακή κινητική θεωρία αερίων
και Maxwellian κατανομή μορίων
η ταχύτητα υποτίθεται ότι είναι
ότι οι εξωτερικές δυνάμεις δεν δρουν στα μόρια
αέριο, οπότε τα μόρια είναι ομοιόμορφα
κατανέμεται κατά όγκο. Αλλά μόρια
από οποιοδήποτε αέριο είναι πιθανά
το βαρυτικό πεδίο της γης. Βαρύτητα, s
μία πλευρά, και θερμική κίνηση
τα μόρια, από την άλλη πλευρά, οδηγούν το αέριο σε
κάποια σταθερή κατάσταση
στην οποία η πίεση αερίου με ύψος
μειώνεται.
Ας αντλήσουμε
ο νόμος της μεταβολής της πίεσης με το ύψος,
υποθέτοντας ότι η μάζα όλων
μόρια είναι το ίδιο, το βαρυτικό πεδίο
ομοιογενής και η θερμοκρασία είναι σταθερή.
Εικ.1
Αν
ατμοσφαιρική πίεση στο υψόμετρο h είναι
p (Εικ. 1), τότε στο ύψος h + dh είναι ίσο με p + dp
(για dh>0 dp2:
που
ρ είναι η πυκνότητα του αερίου στο ύψος h (dh είναι έτσι
λίγο ότι κατά την αλλαγή του ύψους σε αυτό
μπορεί να ληφθεί υπόψη η πυκνότητα του αερίου
συνεχής). Που σημαίνει,
(1)
Γνωρίζων
ιδανικό αέριο εξίσωση κατάστασης
pV=(m/M) RT (m είναι η μάζα του αερίου, M είναι η μοριακή μάζα
αέριο), διαπιστώνουμε ότι
Αντικατάσταση
είναι η έκφραση στο (1), παίρνουμε
ή
ΜΕ
αλλαγή ύψους από h1 πριν
η2 πίεση
αλλαγές από r1 πριν
R2 (ρύζι.
67), δηλ.
ή
(2)
Εκφραση
(2) κάλεσεβαρομετρικός
τύπος.
Σας επιτρέπει να υπολογίσετε την ατμοσφαιρική
πίεση ανάλογα με το υψόμετρο ή
μέτρηση πίεσης, βρείτε ύψος: Από
τα ύψη θεωρούνται σε σχέση με το επίπεδο
θάλασσες όπου η πίεση θεωρείται φυσιολογική,
τότε η έκφραση (2) μπορεί να αναπαρασταθεί
όπως και
(3)
που
p είναι η πίεση στο ύψος h.
συσκευή
για τον προσδιορισμό του ύψους πάνω από το έδαφος
επιφάνεια ονομάζεταιυψόμετρο (ήυψόμετρο).
Η δουλειά του βασίζεται στην εφαρμογή
τύπους (3). Από αυτόν τον τύπο προκύπτει ότι
όσο πιο βαρύ είναι το αέριο, τόσο μεγαλύτερη είναι η πίεση
μειώνεται τόσο πιο γρήγορα.
βαρομετρικός
ο τύπος (3) μπορεί να μετασχηματιστεί εάν
χρησιμοποιήστε τον τύπο p=nkT:
που
n είναι η συγκέντρωση των μορίων στο ύψος h,
n-
το ίδιο, στο ύψος h=0. Αφού M=mNΕΝΑ (ΝΕΝΑ –
Σταθερά Avogadro, m -
μάζα ενός μορίου), ένα R=kNΕΝΑ,
τότε
(4)
που
mgh=P
είναι η δυναμική ενέργεια του μορίου μέσα
βαρυτικό πεδίο, δηλ.
(5)
Εκφραση
(5) κάλεσεκατανομή
Boltzmann Για
εξωτερικό δυναμικό πεδίο. Έξω από αυτόν
Μπορεί να φανεί ότι σε σταθερή θερμοκρασία
η πυκνότητα του αερίου είναι μεγαλύτερη όπου είναι μικρότερη
δυναμική ενέργεια των μορίων του.
Αν
τα σωματίδια βρίσκονται σε κατάσταση χάους
θερμική κίνηση και έχουν το ίδιο
μάζα και , στη συνέχεια η κατανομή Boltzmann
(5) ισχύει σε οποιοδήποτε εξωτερικό δυναμικό
πεδίο, και όχι μόνο στο πεδίο της βαρύτητας.
Πώς προσδιορίζεται η απόδοση ενός αεριοστρόβιλου;
Ακολουθούν μερικοί απλοί τύποι για να δείξετε ποια είναι η απόδοση μιας εγκατάστασης αεριοστροβίλου:
Εσωτερική ισχύς στροβίλου:
Nt = Gex * Lt, όπου Lt είναι η λειτουργία του στροβίλου, Gex είναι ο ρυθμός ροής των καυσαερίων.
Εσωτερική ισχύς GTU:
Ni gtu \u003d Nt - Nk, όπου Nk είναι η εσωτερική ισχύς του αεροσυμπιεστή.
Αποτελεσματική ισχύς GTU:
Nef \u003d Ni gtu * Μηχανισμός απόδοσης, μηχανισμός απόδοσης - απόδοση που σχετίζεται με μηχανικές απώλειες στα ρουλεμάν, μπορεί να ληφθεί 0,99
Ηλεκτρική ενέργεια:
Nel \u003d Ne * απόδοση π.χ., όπου η απόδοση π.χ. είναι η απόδοση που σχετίζεται με απώλειες στην ηλεκτρική γεννήτρια, μπορούμε να πάρουμε 0,985
Διαθέσιμη θερμότητα καυσίμου:
Qsp = Gtop * Qrn, όπου Gref - κατανάλωση καυσίμου, Qrn - η χαμηλότερη θερμαντική αξία εργασίας του καυσίμου
Απόλυτη ηλεκτρική απόδοση μιας εγκατάστασης αεριοστροβίλου:
Αποδοτικότητα \u003d Nel / Q dist
συνδυασμένου κύκλου ΣΗΘ
Η απόδοση CCGT είναι υψηλότερη από αυτή της GTU, καθώς η μονάδα συνδυασμένου κύκλου χρησιμοποιεί τη θερμότητα από τα καυσαέρια της GTU. Ένας λέβητας απορριμμάτων θερμότητας εγκαθίσταται πίσω από τον αεριοστρόβιλο, στον οποίο η θερμότητα από τα καυσαέρια του αεριοστρόβιλου μεταφέρεται στο λειτουργικό ρευστό (ύδωρ τροφοδοσίας), ο παραγόμενος ατμός αποστέλλεται στον ατμοστρόβιλο για να παράγει ηλεκτρική ενέργεια και θερμότητα.
Η απόδοση CCGT συνήθως αντιπροσωπεύεται από την αναλογία:
Απόδοση PGU \u003d Απόδοση GTU * B + (Αποτελεσματικότητα 1-GTU * B) * Απόδοση PSU
B είναι ο βαθμός δυαδικότητας του κύκλου
PSU απόδοσης - Απόδοση ατμοηλεκτρικού σταθμού
B = Qks/(Qks+Qku)
Το Qks είναι η θερμότητα του καυσίμου που καίγεται στο θάλαμο καύσης ενός αεριοστρόβιλου
Qku - θερμότητα πρόσθετου καυσίμου που καίγεται στον λέβητα απόβλητης θερμότητας
Ταυτόχρονα, σημειώνεται ότι εάν Qku = 0, τότε B = 1, δηλ. η εγκατάσταση είναι εντελώς δυαδική.
Επίδραση του βαθμού δυαδικότητας στην απόδοση του CCGT
| σι | Αποδοτικότητα GTU | Απόδοση PSU | Αποδοτικότητα 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 |
Ας παραθέσουμε διαδοχικά τους πίνακες με τα χαρακτηριστικά της απόδοσης των αεριοστροβίλων και μετά τους δείκτες του CCGT με αυτούς τους κινητήρες αερίου και ας συγκρίνουμε την απόδοση ενός ξεχωριστού αεριοστρόβιλου και την απόδοση του CCGT.
