formula barometrik. Pengagihan Boltzmann.
Pada
terbitan persamaan asas
teori kinetik molekul gas
dan taburan molekul Maxwellian
kelajuan itu diandaikan
bahawa daya luar tidak bertindak ke atas molekul
gas, jadi molekulnya seragam
diedarkan mengikut volum. Tetapi molekul
mana-mana gas adalah berpotensi
medan graviti bumi. Graviti, s
satu sisi, dan gerakan haba
molekul, sebaliknya, membawa gas ke
beberapa keadaan mantap
di mana tekanan gas dengan ketinggian
berkurangan.
Mari terbitkan
hukum perubahan tekanan dengan ketinggian,
dengan mengandaikan bahawa jisim semua
molekul adalah sama, medan graviti
homogen dan suhunya tetap.
Rajah 1
Jika
tekanan atmosfera pada ketinggian h ialah
p (Rajah 1), kemudian pada ketinggian h + dh ia adalah sama dengan p + dp
(untuk dh>0 dp2:
di mana
ρ ialah ketumpatan gas pada ketinggian h (dh begitu
sedikit apabila menukar ketinggian dalam ini
selang waktu, ketumpatan gas boleh dipertimbangkan
tetap). Bermaksud,
(1)
Mengetahui
persamaan keadaan gas ideal
pV=(m/M) RT (m ialah jisim gas, M ialah jisim molar
gas), kami dapati itu
Menggantikan
ialah ungkapan dalam (1), kita dapat
atau
DENGAN
perubahan ketinggian dari h1 sebelum ini
h2 tekanan
perubahan daripada r1 sebelum ini
R2 (nasi.
67), iaitu.
atau
(2)
Ungkapan
(2) dipanggilbarometrik
formula.
Ia membolehkan anda mengira atmosfera
tekanan bergantung pada ketinggian atau,
mengukur tekanan, cari ketinggian: Sejak
ketinggian dianggap relatif kepada tahap
laut di mana tekanan dianggap normal,
maka ungkapan (2) boleh diwakili
sebagai
(3)
di mana
p ialah tekanan pada ketinggian h.
peranti
untuk menentukan ketinggian di atas tanah
permukaan dipanggilaltimeter (ataualtimeter).
Kerjanya adalah berdasarkan aplikasi
formula (3). Daripada formula ini ia mengikutinya
semakin berat gas, semakin tinggi tekanannya
berkurang lebih cepat.
barometrik
formula (3) boleh diubah jika
gunakan formula p=nkT:
di mana
n ialah kepekatan molekul pada ketinggian h,
n-
sama, pada ketinggian h=0. Oleh kerana M=mNA (NA –
Pemalar Avogadro, m -
jisim satu molekul), a R=kNA,
kemudian
(4)
di mana
mgh=P
ialah tenaga keupayaan molekul dalam
medan graviti, i.e.
(5)
Ungkapan
(5) dipanggilpengedaran
Boltzmann untuk
medan potensi luaran. Daripada dia
Ia boleh dilihat bahawa pada suhu malar
ketumpatan gas adalah lebih besar di mana ia kurang
tenaga keupayaan molekulnya.
Jika
zarah berada dalam keadaan huru-hara
gerakan haba dan mempunyai yang sama
jisim dan , kemudian taburan Boltzmann
(5) terpakai dalam mana-mana potensi luaran
medan, dan bukan hanya dalam medan graviti.
Bagaimanakah kecekapan turbin gas ditentukan?
Berikut ialah beberapa formula mudah untuk menunjukkan kecekapan loji turbin gas:
Kuasa dalaman turbin:
Nt = Gex * Lt, di mana Lt ialah operasi turbin, Gex ialah kadar aliran gas ekzos;
Kuasa dalaman GTU:
Ni gtu \u003d Nt - Nk, di mana Nk ialah kuasa dalaman pemampat udara;
Kuasa berkesan GTU:
Nef \u003d Ni gtu * Mech kecekapan, mech kecekapan - kecekapan yang dikaitkan dengan kehilangan mekanikal dalam galas, boleh diambil 0.99
Kuasa elektrik:
Nel \u003d Ne * kecekapan cth, di mana kecekapan cth ialah kecekapan yang berkaitan dengan kerugian dalam penjana elektrik, kita boleh mengambil 0.985
Haba bahan api yang tersedia:
Qsp = Gtop * Qrn, di mana Gref - penggunaan bahan api, Qrn - nilai kalori kerja terendah bahan api
Kecekapan elektrik mutlak loji turbin gas:
Kecekapan \u003d Nel / Q dist
kitaran gabungan CHP
Kecekapan CCGT adalah lebih tinggi daripada GTU, kerana loji kitaran gabungan menggunakan haba daripada gas ekzos GTU. Dandang haba sisa dipasang di belakang turbin gas, di mana haba daripada gas ekzos turbin gas dipindahkan ke bendalir kerja (air suapan), stim yang dihasilkan dihantar ke turbin stim untuk menjana elektrik dan haba.
Kecekapan CCGT biasanya diwakili oleh nisbah:
Kecekapan PGU \u003d Kecekapan GTU * B + (kecekapan 1-GTU * B) * Kecekapan PSU
B ialah darjah perduaan kitaran
PSU Kecekapan - Kecekapan loji kuasa wap
B = Qks/(Qks+Qku)
Qks ialah haba bahan api yang dibakar dalam kebuk pembakaran turbin gas
Qku - haba bahan api tambahan dibakar dalam dandang haba sisa
Pada masa yang sama, diperhatikan bahawa jika Qku = 0, maka B = 1, iaitu pemasangan adalah binari sepenuhnya.
Pengaruh tahap perduaan pada kecekapan CCGT
| B | Kecekapan GTU | Kecekapan PSU | Kecekapan 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 |
Mari kita senaraikan secara berurutan jadual dengan ciri-ciri kecekapan turbin gas dan selepasnya penunjuk CCGT dengan enjin gas ini, dan bandingkan kecekapan turbin gas yang berasingan dan kecekapan CCGT.
