barometrische formule. Boltzmann distributie.
Bij
afleiding van de basisvergelijking
moleculaire kinetische theorie van gassen
en Maxwelliaanse verdeling van moleculen
de snelheid werd verondersteld te zijn
dat externe krachten niet op moleculen inwerken
gas, dus de moleculen zijn uniform
op volume verdeeld. maar moleculen
van elk gas is in potentie
het zwaartekrachtveld van de aarde. Zwaartekracht, s
één kant, en thermische beweging
moleculen daarentegen leiden het gas naar
een stabiele toestand
waarbij de gasdruk met hoogte
neemt af.
Laten we afleiden
de wet van verandering in druk met hoogte,
ervan uitgaande dat de massa van alle
moleculen is hetzelfde, het zwaartekrachtveld
homogeen en de temperatuur is constant.
Figuur 1
Als
atmosferische druk op hoogte h is
p (Fig. 1), dan is het op hoogte h + dh gelijk aan p + dp
(voor dh>0 dp2:
waar
ρ is de gasdichtheid op hoogte h (dh is so
weinig dat bij het veranderen van de hoogte hierin
interval, kan de gasdichtheid worden overwogen:
constante). Middelen,
(1)
Weten
ideale gastoestandsvergelijking
pV=(m/M) RT (m is de gasmassa, M is de molaire massa
gas), vinden we dat
vervangen
is de uitdrukking in (1), we krijgen
of
MET
hoogte verandering van h1 voordat
H2 druk
verandert van r1 voordat
R2 (rijst.
67), d.w.z.
of
(2)
Uitdrukking
(2) genaamdbarometrisch
formule.
Hiermee kunt u de atmosferische . berekenen
druk afhankelijk van hoogte of,
druk meten, hoogte vinden: sinds
hoogtes worden beschouwd in verhouding tot het niveau
zeeën waar de druk als normaal wordt beschouwd,
dan kan uitdrukking (2) worden weergegeven
als
(3)
waar
p is de druk op hoogte h.
apparaat
om de hoogte boven de grond te bepalen
oppervlak heethoogtemeter (ofhoogtemeter).
Zijn werk is gebaseerd op de applicatie
formules (3). Uit deze formule volgt dat
hoe zwaarder het gas, hoe hoger de druk
neemt af hoe sneller.
barometrisch
formule (3) kan worden getransformeerd als
gebruik de formule p=nkT:
waar
n is de concentratie van moleculen op hoogte h,
N-
hetzelfde, op hoogte h=0. aangezien M=mNEEN (NEEN –
constante van Avogadro, m -
massa van één molecuul), a R=kNEEN,
dan
(4)
waar
mgh=P
is de potentiële energie van het molecuul in
zwaartekrachtveld, d.w.z.
(5)
Uitdrukking
(5) riepverdeling
Boltzmann voor
extern potentiaalveld. uit hem
Het is te zien dat bij constante temperatuur
de dichtheid van het gas is groter waar het minder is
potentiële energie van zijn moleculen.
Als
deeltjes zijn in een staat van chaos
thermische beweging en hebben dezelfde
massa en dan de Boltzmann-verdeling
(5) toepasbaar in elk extern potentieel
veld, en niet alleen op het gebied van de zwaartekracht.
Hoe wordt het rendement van een gasturbine bepaald?
Hier zijn een paar eenvoudige formules om te laten zien wat de efficiëntie van een gasturbine-installatie is:
Turbine interne voeding:
Nt = Gex * Lt, waarbij Lt de werking van de turbine is, Gex het debiet van uitlaatgassen;
GTU interne voeding:
Ni gtu \u003d Nt - Nk, waarbij Nk het interne vermogen van de luchtcompressor is;
GTU effectief vermogen:
Nef \u003d Ni gtu * Efficiëntie mech, efficiëntie mech - efficiëntie geassocieerd met mechanische verliezen in lagers, kan 0,99 worden genomen
Elektrische energie:
Nel \u003d Ne * rendement bijv. waar rendement bijv. het rendement is dat gepaard gaat met verliezen in de elektrische generator, kunnen we 0,985 nemen
Beschikbare brandstofwarmte:
Qsp = Gtop * Qrn, waarbij Gref - brandstofverbruik, Qrn - de laagste verbrandingswaarde van de brandstof
Absoluut elektrisch rendement van een gasturbine-installatie:
Efficiëntie \u003d Nel / Q dist
gecombineerde cyclus WKK
Het STEG-rendement is hoger dan dat van de GTU, omdat de warmtekrachtcentrale de warmte van de uitlaatgassen van de GTU gebruikt. Achter de gasturbine is een restwarmteketel geplaatst, waarin warmte van de uitlaatgassen van de gasturbine wordt overgedragen aan de werkvloeistof (voedingswater), de gegenereerde stoom wordt naar de stoomturbine gestuurd om elektriciteit en warmte op te wekken.
STEG-efficiëntie wordt meestal weergegeven door de verhouding:
PGU-efficiëntie \u003d GTU-efficiëntie * B + (1-GTU-efficiëntie * B) * PSU-efficiëntie
B is de graad van binariteit van de cyclus
Rendement PSU - Rendement van een stoomkrachtcentrale
B = Qks/(Qks+Qku)
Qks is de warmte van brandstof die wordt verbrand in de verbrandingskamer van een gasturbine
Qku - warmte van extra brandstof verbrand in de afvalwarmteketel
Tegelijkertijd wordt opgemerkt dat als Qku = 0, dan B = 1, d.w.z. de installatie volledig binair is.
Invloed van de mate van binariteit op de STEG-efficiëntie
| B | GTU-efficiëntie | PSU-efficiëntie | STEG-efficiëntie |
| 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 |
Laten we achtereenvolgens de tabellen met de kenmerken van het rendement van gasturbines opsommen en daarna de indicatoren van de STEG met deze gasmotoren, en het rendement van een afzonderlijke gasturbine en het rendement van de STEG vergelijken.
