barometrický vzorec. Boltzmannovo rozdelenie.
o
odvodenie základnej rovnice
molekulárna kinetická teória plynov
a Maxwellova distribúcia molekúl
rýchlosť bola predpokladaná
že vonkajšie sily nepôsobia na molekuly
plyn, takže molekuly sú rovnomerné
distribuované podľa objemu. Ale molekuly
akéhokoľvek plynu sú v potenciáli
gravitačné pole zeme. Spoločnosť Gravity, s
jedna strana a tepelný pohyb
molekuly na druhej strane vedú plyn do
nejaký ustálený stav
pri ktorom je tlak plynu s výškou
klesá.
Poďme odvodiť
zákon zmeny tlaku s výškou,
za predpokladu, že hmotnosť všetkých
molekuly je to isté, gravitačné pole
homogénna a teplota je konštantná.
Obr.1
Ak
atmosférický tlak vo výške h je
p (obr. 1), potom vo výške h + dh sa rovná p + dp
(pre dh>0 dp2:
kde
ρ je hustota plynu vo výške h (dh je tak
málo, že pri zmene výšky v tomto
intervale, možno zvážiť hustotu plynu
konštantný). znamená,
(1)
Vedieť
stavová rovnica ideálneho plynu
pV=(m/M) RT (m je hmotnosť plynu, M je molárna hmotnosť
plyn), zistíme, že
Nahrádzanie
je výraz v (1), dostaneme
alebo
S
zmena výšky z h1 predtým
h2 tlak
zmeny od r1 predtým
R2 (ryža.
67), t.j.
alebo
(2)
Výraz
(2) tzvbarometrická
vzorec.
Umožňuje vám vypočítať atmosféru
tlak v závislosti od nadmorskej výšky, resp.
meranie tlaku, nájdite výšku: Od
výšky sa berú do úvahy vzhľadom na úroveň
moria, kde sa tlak považuje za normálny,
potom môže byť reprezentovaný výraz (2).
ako
(3)
kde
p je tlak vo výške h.
zariadenie
na určenie výšky nad zemou
povrch sa nazývavýškomer (alebovýškomer).
Jeho práca je založená na aplikácii
vzorce (3). Z tohto vzorca to vyplýva
čím je plyn ťažší, tým vyšší je tlak
klesá tým rýchlejšie.
barometrická
vzorec (3) možno transformovať, ak
použite vzorec p=nkT:
kde
n je koncentrácia molekúl vo výške h,
n-
to isté, vo výške h=0. Pretože M=mNA (NA –
Avogadrova konštanta, m -
hmotnosť jednej molekuly), a R=kNA,
potom
(4)
kde
mgh=P
je potenciálna energia molekuly v
gravitačné pole, t.j.
(5)
Výraz
(5) tzvdistribúcia
Boltzmann pre
vonkajšie potenciálne pole. Z neho von
Je vidieť, že pri konštantnej teplote
hustota plynu je väčšia tam, kde je menšia
potenciálnu energiu jeho molekúl.
Ak
častice sú v stave chaosu
tepelný pohyb a majú to isté
hmotnosť a potom Boltzmannovo rozdelenie
(5) použiteľné v akomkoľvek vonkajšom potenciáli
poli, a to nielen v oblasti gravitácie.
Ako sa určuje účinnosť plynovej turbíny?
Tu je niekoľko jednoduchých vzorcov, ktoré ukazujú, aká je účinnosť zariadenia s plynovou turbínou:
Vnútorný výkon turbíny:
Nt = Gex * Lt, kde Lt je prevádzka turbíny, Gex je prietok výfukových plynov;
Vnútorné napájanie GTU:
Ni gtu \u003d Nt - Nk, kde Nk je vnútorný výkon vzduchového kompresora;
Efektívny výkon GTU:
Nef \u003d Ni gtu * Mech účinnosti, mech účinnosti - účinnosť spojená s mechanickými stratami v ložiskách, možno brať 0,99
Elektrická energia:
Nel \u003d Ne * Napr. účinnosť, kde účinnosť napr. je účinnosť spojená so stratami v elektrickom generátore, môžeme vziať 0,985
Dostupné teplo paliva:
Qsp = Gtop * Qrn, kde Gref - spotreba paliva, Qrn - najnižšia pracovná výhrevnosť paliva
Absolútna elektrická účinnosť zariadenia s plynovou turbínou:
Efektivita \u003d Nel / Q dist
kombinovaný cyklus CHP
Účinnosť CCGT je vyššia ako účinnosť GTU, pretože zariadenie s kombinovaným cyklom využíva teplo z výfukových plynov GTU. Za plynovou turbínou je inštalovaný kotol na odpadové teplo, v ktorom sa teplo z výfukových plynov plynovej turbíny odovzdáva pracovnej kvapaline (napájacej vode), vzniknutá para sa posiela do parnej turbíny na výrobu elektriny a tepla.
Účinnosť CCGT je zvyčajne vyjadrená pomerom:
Účinnosť PGU \u003d Účinnosť GTU * B + (účinnosť 1 GTU * B) * Účinnosť PSU
B je stupeň binarity cyklu
Efficiency PSU - Efektivita parnej elektrárne
B = Qks/(Qks+Qku)
Qks je teplo paliva spáleného v spaľovacej komore plynovej turbíny
Qku - teplo prídavného paliva spáleného v kotle na odpadové teplo
Zároveň je potrebné poznamenať, že ak Qku = 0, potom B = 1, t.j. inštalácia je úplne binárna.
Vplyv stupňa binarity na účinnosť CCGT
| B | GTU účinnosť | Účinnosť PSU | Účinnosť 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 |
Uveďme si postupne tabuľky s charakteristikami účinnosti plynových turbín a za nimi ukazovatele CCGT s týmito plynovými motormi a porovnajme účinnosť jednotlivej plynovej turbíny a účinnosť CCGT.
