barometriskā formula. Boltzmann izplatīšana.
Plkst
pamata vienādojuma atvasināšana
Gāzu molekulārā kinētiskā teorija
un Maksvela molekulu sadalījums
ātrums tika pieņemts
ka ārējie spēki neiedarbojas uz molekulām
gāze, tāpēc molekulas ir vienmērīgas
sadalīts pēc tilpuma. Bet molekulas
jebkuras gāzes potenciāls
zemes gravitācijas lauks. Gravitācija, s
viena puse, un termiskā kustība
no otras puses, molekulas ved gāzi uz
kaut kāds līdzsvara stāvoklis
pie kura gāzes spiediens ar augstumu
samazinās.
Atvasināsim
spiediena izmaiņu likums atkarībā no augstuma,
pieņemot, ka visu masu
molekulas ir tas pats, gravitācijas lauks
viendabīga un temperatūra ir nemainīga.
1. att
Ja
atmosfēras spiediens augstumā h ir
p (1. att.), tad augstumā h + dh tas ir vienāds ar p + dp
(dh>0 dp2:
kur
ρ ir gāzes blīvums augstumā h (dh ir tā
maz, ka mainot augstumu šajā
intervālā, var ņemt vērā gāzes blīvumu
konstants). nozīmē,
(1)
Zinot
ideālās gāzes stāvokļa vienādojums
pV=(m/M) RT (m ir gāzes masa, M ir molārā masa
gāze), mēs to atklājam
Aizstāšana
ir izteiksme punktā (1), mēs iegūstam
vai
AR
augstuma maiņa no h1 pirms tam
h2 spiedienu
izmaiņas no r1 pirms tam
R2 (rīsi.
67), t.i.
vai
(2)
Izteiksme
(2) saucbarometriskais
formula.
Tas ļauj aprēķināt atmosfēru
spiediens atkarībā no augstuma vai,
mērot spiedienu, atrast augstumu: Kopš
augstumi tiek uzskatīti attiecībā pret līmeni
jūrā, kur spiediens tiek uzskatīts par normālu,
tad izteiksmi (2) var attēlot
kā
(3)
kur
p ir spiediens augstumā h.
ierīci
lai noteiktu augstumu virs zemes
virsmu saucaltimetrs (vaialtimetrs).
Viņa darbs ir balstīts uz pieteikumu
formulas (3). No šīs formulas izriet, ka
jo smagāka gāze, jo lielāks spiediens
samazinās, jo ātrāk.
barometriskais
formulu (3) var pārveidot, ja
izmantojiet formulu p=nkT:
kur
n ir molekulu koncentrācija augstumā h,
n-
tas pats, augstumā h=0. Tā kā M=mNA (NA –
Avogadro konstante, m -
vienas molekulas masa), a R=kNA,
tad
(4)
kur
mgh=P
ir molekulas potenciālā enerģija
gravitācijas lauks, t.i.
(5)
Izteiksme
(5) saucizplatīšana
Bolcmans priekš
ārējais potenciālais lauks. No viņa
Var redzēt, ka nemainīgā temperatūrā
gāzes blīvums ir lielāks tur, kur tas ir mazāks
tās molekulu potenciālā enerģija.
Ja
daļiņas atrodas haosa stāvoklī
termiskā kustība un ir tāda pati
masa un , tad Bolcmaņa sadalījums
(5) piemērojams jebkurā ārējā potenciālā
jomā, un ne tikai gravitācijas laukā.
Kā tiek noteikta gāzes turbīnas efektivitāte?
Šeit ir dažas vienkāršas formulas, kas parāda, kāda ir gāzes turbīnu iekārtas efektivitāte:
Turbīnas iekšējā jauda:
Nt = Gex * Lt, kur Lt ir turbīnas darbība, Gex ir izplūdes gāzu plūsmas ātrums;
GTU iekšējā jauda:
Ni gtu \u003d Nt - Nk, kur Nk ir gaisa kompresora iekšējā jauda;
GTU efektīvā jauda:
Nef \u003d Ni gtu * Efektivitātes mehānisms, efektivitātes mehānisms - efektivitāte, kas saistīta ar mehāniskiem zudumiem gultņos, var būt 0,99
Elektroenerģija:
Nel \u003d Ne * Piemēram, efektivitāte, kur efektivitāte, piemēram, ir efektivitāte, kas saistīta ar zudumiem elektriskā ģeneratorā, mēs varam ņemt 0,985
Pieejamais kurināmā siltums:
Qsp = Gtop * Qrn, kur Gref - degvielas patēriņš, Qrn - degvielas zemākā darba siltumspēja
Gāzes turbīnu iekārtas absolūtā elektriskā efektivitāte:
Efektivitāte \u003d Nel / Q dist
kombinētā cikla koģenerācija
CCGT efektivitāte ir augstāka nekā GTU, jo kombinētā cikla iekārta izmanto siltumu no GTU izplūdes gāzēm. Aiz gāzes turbīnas ir uzstādīts atkritumsiltuma katls, kurā siltums no gāzturbīnas izplūdes gāzēm tiek nodots darba šķidrumam (padeves ūdenim), radītais tvaiks tiek nosūtīts uz tvaika turbīnu, lai ražotu elektroenerģiju un siltumu.
CCGT efektivitāti parasti attēlo ar koeficientu:
PGU efektivitāte \u003d GTU efektivitāte * B + (1-GTU efektivitāte * B) * PSU efektivitāte
B ir cikla binaritātes pakāpe
Efektivitātes PSU - tvaika spēkstacijas efektivitāte
B = Qks/(Qks+Qku)
Qks ir gāzturbīnas sadegšanas kamerā sadedzinātās degvielas siltums
Qku - papildu kurināmā siltums, kas sadedzināts atkritumu siltuma katlā
Tajā pašā laikā tiek atzīmēts, ka, ja Qku = 0, tad B = 1, t.i., instalācija ir pilnībā bināra.
Binaritātes pakāpes ietekme uz CCGT efektivitāti
| B | GTU efektivitāte | PSU efektivitāte | CCGT efektivitāte |
| 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 |
Secīgi iesniegsim tabulas ar gāzturbīnu lietderības raksturlielumiem un pēc tām CCGT rādītājiem ar šiem gāzes dzinējiem un salīdzināsim atsevišķas gāzes turbīnas efektivitāti un CCGT lietderības koeficientu.
