formule barométrique. Distribution de Boltzmann.
À
dérivation de l'équation de base
théorie cinétique moléculaire des gaz
et distribution maxwellienne des molécules
la vitesse était supposée être
que les forces extérieures n'agissent pas sur les molécules
gaz, donc les molécules sont uniformément
répartis en volume. Mais les molécules
de tout gaz sont en potentiel
le champ gravitationnel de la terre. Gravité, s
un côté, et mouvement thermique
les molécules, d'autre part, conduisent le gaz à
un état stable
à laquelle la pression de gaz avec la hauteur
diminue.
dérivons
la loi de l'évolution de la pression avec l'altitude,
en supposant que la masse de tous
molécules est le même, le champ gravitationnel
homogène et la température est constante.
Fig. 1
Si
la pression atmosphérique à l'altitude h est
p (Fig. 1), alors à hauteur h + dh il est égal à p + dp
(pour dh>0 dp2 :
où
ρ est la densité de gaz à la hauteur h (dh est si
peu que lors du changement de la hauteur dans ce
intervalle, la densité de gaz peut être considérée
constant). Veux dire,
(1)
Connaissance
équation d'état des gaz parfaits
pV=(m/M) RT (m est la masse de gaz, M est la masse molaire
gaz), nous constatons que
Remplacer
est l'expression de (1), on obtient
ou
AVEC
changement de hauteur de h1 avant de
h2 pression
changements de r1 avant de
R2 (riz.
67), c'est-à-dire
ou
(2)
Expression
(2) appelébarométrique
formule.
Il vous permet de calculer l'atmosphère
pression en fonction de l'altitude ou,
mesurer la pression, trouver la hauteur : Depuis
les hauteurs sont considérées par rapport au niveau
mers où la pression est considérée comme normale,
alors l'expression (2) peut être représentée
comme
(3)
où
p est la pression à la hauteur h.
appareil
déterminer la hauteur au-dessus du sol
surface s'appellealtimètre (oualtimètre).
Son travail est basé sur l'application
formules (3). De cette formule il résulte que
plus le gaz est lourd, plus la pression est élevée
diminue d'autant plus vite.
barométrique
la formule (3) peut être transformée si
utilisez la formule p=nkT :
où
n est la concentration de molécules à la hauteur h,
n-
idem, à hauteur h=0. Puisque M=mNUNE (nUNE –
Constante d'Avogadro, m -
masse d'une molécule), a R=kNUNE,
ensuite
(4)
où
mgh=P
est l'énergie potentielle de la molécule dans
champ gravitationnel, c'est-à-dire
(5)
Expression
(5) appeléDistribution
Boltzmann pour
champ de potentiel extérieur. Hors de lui
On voit qu'à température constante
la densité du gaz est plus grande là où elle est moindre
l'énergie potentielle de ses molécules.
Si
les particules sont dans un état de chaos
mouvement thermique et ont le même
masse et , puis la distribution de Boltzmann
(5) applicable dans tout potentiel externe
champ, et pas seulement dans le domaine de la gravité.
Comment le rendement d'une turbine à gaz est-il déterminé ?
Voici quelques formules simples pour montrer quelle est l'efficacité d'une centrale à turbine à gaz :
Puissance interne turbine :
Nt = Gex * Lt, où Lt est le fonctionnement de la turbine, Gex est le débit des gaz d'échappement ;
Alimentation interne GTU :
Ni gtu \u003d Nt - Nk, où Nk est la puissance interne du compresseur d'air;
Puissance effective GTU :
Nef \u003d Ni gtu * Efficacité mécanique, efficacité mécanique - efficacité associée aux pertes mécaniques dans les roulements, peut être prise 0,99
Pouvoir électrique:
Nel \u003d Ne * efficacité par exemple, où l'efficacité par exemple est l'efficacité associée aux pertes dans le générateur électrique, nous pouvons prendre 0,985
Chaleur disponible du combustible :
Qsp = Gtop * Qrn, où Gref - consommation de carburant, Qrn - le pouvoir calorifique de travail le plus bas du carburant
Rendement électrique absolu d'une centrale à turbine à gaz :
Efficacité \u003d Nel / Q dist
cogénération à cycle combiné
Le rendement CCGT est supérieur à celui du GTU, puisque la centrale à cycle combiné utilise la chaleur des gaz d'échappement du GTU. Une chaudière de récupération de chaleur est installée derrière la turbine à gaz, dans laquelle la chaleur des gaz d'échappement de la turbine à gaz est transférée au fluide de travail (eau d'alimentation), la vapeur générée est envoyée à la turbine à vapeur pour générer de l'électricité et de la chaleur.
L'efficacité CCGT est généralement représentée par le rapport :
Efficacité PGU \u003d Efficacité GTU * B + (efficacité 1-GTU * B) * Efficacité PSU
B est le degré de binarité du cycle
Efficacité PSU - Efficacité d'une centrale à vapeur
B = Qks/(Qks+Qku)
Qks est la chaleur du combustible brûlé dans la chambre de combustion d'une turbine à gaz
Qku - chaleur du combustible supplémentaire brûlée dans la chaudière de récupération
Dans le même temps, on note que si Qku = 0, alors B = 1, c'est-à-dire que l'installation est complètement binaire.
Influence du degré de binarité sur le rendement CCGT
| B | Efficacité GTU | Efficacité du bloc d'alimentation | Efficacité CCCG |
| 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 |
Énumérons séquentiellement les tableaux avec les caractéristiques de l'efficacité des turbines à gaz et après eux les indicateurs de la CCGT avec ces moteurs à gaz, et comparons l'efficacité d'une turbine à gaz séparée et l'efficacité de la CCGT.
