barometrinen kaava. Boltzmannin jakelu.
klo
perusyhtälön johtaminen
Kaasujen molekyylikineettinen teoria
ja molekyylien Maxwellin jakauma
nopeuden oletettiin olevan
että ulkoiset voimat eivät vaikuta molekyyleihin
kaasua, joten molekyylit ovat tasaisia
jaettuna tilavuuden mukaan. Mutta molekyylejä
kaikista kaasuista on potentiaalia
maan vetovoimakenttä. Painovoima, s
toinen puoli ja lämpöliike
molekyylit puolestaan johtavat kaasun
jokin vakaa tila
jossa kaasun paine korkeuden kanssa
vähenee.
Johdetaan
paineen muutoksen laki korkeuden mukaan,
olettaen, että kaikkien massa
molekyylit ovat samat, gravitaatiokenttä
homogeeninen ja lämpötila on vakio.
Kuva 1
Jos
ilmanpaine korkeudessa h on
p (kuva 1), niin korkeudella h + dh se on yhtä suuri kuin p + dp
(dh>0 dp2:
missä
ρ on kaasun tiheys korkeudella h (dh on niin
vähän, että kun muutat korkeutta tässä
intervalli, kaasun tiheys voidaan ottaa huomioon
vakio). tarkoittaa,
(1)
Tietäen
ideaalikaasun tilayhtälö
pV=(m/M) RT (m on kaasun massa, M on moolimassa
kaasu), löydämme sen
Korvaaminen
on lauseke kohdassa (1), saamme
tai
KANSSA
korkeuden muutos h1 ennen
h2 paine
muuttuu r:stä1 ennen
R2 (riisi.
67), so.
tai
(2)
Ilmaisu
(2) soittibarometrinen
kaava.
Sen avulla voit laskea ilmakehän
paine riippuen korkeudesta tai
mittaamalla painetta, etsi korkeus: Alkaen
korkeus lasketaan suhteessa tasoon
merellä, jossa painetta pidetään normaalina,
silloin lauseke (2) voidaan esittää
kuten
(3)
missä
p on paine korkeudella h.
laite
määrittää korkeuden maanpinnasta
pintaa kutsutaankorkeusmittari (taikorkeusmittari).
Hänen työnsä perustuu hakemukseen
kaavat (3). Tästä kaavasta seuraa, että
mitä raskaampi kaasu, sitä korkeampi paine
vähenee sitä nopeammin.
barometrinen
kaava (3) voidaan muuntaa jos
käytä kaavaa p=nkT:
missä
n on molekyylien pitoisuus korkeudella h,
n-
sama, korkeudella h=0. Koska M = mNA (NA –
Avogadron vakio, m -
yhden molekyylin massa), a R=kNA,
sitten
(4)
missä
mgh = P
on molekyylin potentiaalienergia
gravitaatiokenttä, ts.
(5)
Ilmaisu
(5) soittijakelu
Boltzmann varten
ulkoinen potentiaalikenttä. Hänestä ulos
Voidaan nähdä, että vakiolämpötilassa
kaasun tiheys on suurempi siellä, missä se on pienempi
sen molekyylien potentiaalinen energia.
Jos
hiukkaset ovat kaaoksen tilassa
lämpöliikettä ja niillä on sama
massa ja , sitten Boltzmann-jakauma
(5) sovelletaan kaikkiin ulkoisiin potentiaaliin
kentällä, eikä vain painovoiman alalla.
Miten kaasuturbiinin hyötysuhde määritetään?
Tässä on pari yksinkertaista kaavaa, jotka osoittavat kaasuturbiinilaitoksen tehokkuuden:
Turbiinin sisäinen teho:
Nt = Gex * Lt, jossa Lt on turbiinin toiminta, Gex on pakokaasujen virtausnopeus;
GTU:n sisäinen teho:
Ni gtu \u003d Nt - Nk, missä Nk on ilmakompressorin sisäinen teho;
GTU:n tehollinen teho:
Nef \u003d Ni gtu * Tehokkuusmekanismi, tehokkuusmekanismi - tehokkuus, joka liittyy laakerien mekaanisiin häviöihin, voidaan ottaa 0,99
Sähkövoima:
Nel \u003d Ne * hyötysuhde esim. missä hyötysuhde on sähkögeneraattorin hävikkiin liittyvä hyötysuhde, voimme ottaa 0,985
Polttoaineen käytettävissä oleva lämpö:
Qsp = Gtop * Qrn, jossa Gref - polttoaineenkulutus, Qrn - polttoaineen alin käyttölämpöarvo
Kaasuturbiinilaitoksen absoluuttinen sähköinen hyötysuhde:
Tehokkuus \u003d Nel / Q dist
yhdistetyn syklin CHP
CCGT-hyötysuhde on korkeampi kuin GTU:lla, koska kombilaitos käyttää GTU:n pakokaasujen lämpöä. Kaasuturbiinin taakse asennetaan hukkalämpökattila, jossa kaasuturbiinin pakokaasuista lämpö siirtyy käyttönesteeseen (syöttöveteen), syntyvä höyry johdetaan höyryturbiiniin sähkön ja lämmön tuottamiseksi.
CCGT tehokkuutta edustaa yleensä suhde:
PGU-tehokkuus \u003d GTU-tehokkuus * B + (1-GTU-tehokkuus * B) * PSU-tehokkuus
B on syklin binaarisuusaste
Efficiency PSU - Höyryvoimalaitoksen tehokkuus
B = Qks/(Qks+Qku)
Qks on kaasuturbiinin palotilassa poltetun polttoaineen lämpö
Qku - hukkalämmön kattilassa poltetun lisäpolttoaineen lämpö
Samalla huomioidaan, että jos Qku = 0, niin B = 1, eli asennus on täysin binäärinen.
Binaarisuusasteen vaikutus CCGT:n tehokkuuteen
| B | GTU:n tehokkuus | PSU:n tehokkuus | CCGT tehokkuus |
| 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 |
Listataan peräkkäin taulukot kaasuturbiinien hyötysuhteen ominaisuuksista ja niiden jälkeen näiden kaasumoottoreiden CCGT:n indikaattorit ja verrataan erillisen kaasuturbiinin hyötysuhdetta CCGT:n hyötysuhteeseen.
