барометријска формула. Болцманова дистрибуција.
Ат
извођење основне једначине
молекуларно-кинетичка теорија гасова
и Максвелову дистрибуцију молекула
претпостављало се да је брзина
да спољашње силе не делују на молекуле
гаса, па су молекули уједначени
распоређени по запремини. Али молекули
било ког гаса су у потенцијалу
гравитационо поље земље. Гравитација, с
једна страна, и топлотно кретање
молекули, с друге стране, доводе гас до
неко стабилно стање
при чему притисак гаса са висином
смањује се.
Хајде да изведемо
закон промене притиска са висином,
под претпоставком да је маса свих
молекула је исто, гравитационо поље
хомогена и температура је константна.
Фиг. 1
Ако
атмосферски притисак на висини х је
п (сл. 1), онда је на висини х + дх једнако п + дп
(за дх>0 дп2:
где
ρ је густина гаса на висини х (дх је тако
мало што при промени висине у овом
интервал, може се узети у обзир густина гаса
константан). значи,
(1)
Знајући
једначина стања идеалног гаса
пВ=(м/М) РТ (м је маса гаса, М је моларна маса
гас), налазимо да
Замена
је израз у (1), добијамо
или
ВИТХ
промена висине од х1 пре него што
х2 притисак
промене од р1 пре него што
Р2 (пиринач.
67), тј.
или
(2)
Израз
(2) позванбарометријски
формула.
Омогућава вам израчунавање атмосфере
притисак у зависности од надморске висине или,
мерење притиска, наћи висину: Пошто
висине се сматрају у односу на ниво
мора где се притисак сматра нормалним,
онда се израз (2) може представити
као што
(3)
где
п је притисак на висини х.
уређај
да одреди висину изнад земље
површина се зовевисиномер (иливисиномер).
Његов рад се заснива на апликацији
формуле (3). Из ове формуле следи да
што је гас тежи, то је већи притисак
опада што брже.
барометријски
формула (3) може се трансформисати ако
користите формулу п=нкТ:
где
н је концентрација молекула на висини х,
н-
исти, на висини х=0. Пошто је М=мНА (НА –
Авогадрова константа, м -
маса једног молекула), а Р=кНА,
онда
(4)
где
мгх=П
је потенцијална енергија молекула у
гравитационог поља, тј.
(5)
Израз
(5) позвандистрибуција
Болтзманн за
спољашње потенцијално поље. Ван њега
Може се видети да при константној температури
густина гаса је већа тамо где је мања
потенцијална енергија његових молекула.
Ако
честице су у стању хаоса
топлотно кретање и имају исто
маса и , затим Болцманова расподела
(5) применљив у било ком спољашњем потенцијалу
пољу, а не само у пољу гравитације.
Како се одређује ефикасност гасне турбине?
Ево неколико једноставних формула које показују колика је ефикасност постројења на гасне турбине:
Унутрашња снага турбине:
Нт = Гек * Лт, где је Лт рад турбине, Гек је брзина протока издувних гасова;
Унутрашња снага ГТУ:
Ни гту \у003д Нт - Нк, где је Нк унутрашња снага ваздушног компресора;
Ефективна снага ГТУ:
Неф \у003д Ни гту * Механизам ефикасности, механизам ефикасности - ефикасност повезана са механичким губицима у лежајевима, може се узети 0,99
Електрична енергија:
Нел \у003д Не * ефикасност, на пример, где је ефикасност нпр. ефикасност повезана са губицима у електричном генератору, можемо узети 0,985
Расположива топлота горива:
Ксп = Гтоп * Крн, где Греф - потрошња горива, Крн - најнижа радна калоријска вредност горива
Апсолутна електрична ефикасност гаснотурбинског постројења:
Ефикасност \у003д Нел / К дист
комбиновани циклус ЦХП
Ефикасност ЦЦГТ-а је већа од ефикасности ГТУ-а, пошто комбиновано постројење користи топлоту из издувних гасова ГТУ-а. Иза гасне турбине је уграђен котао отпадне топлоте у коме се топлота из издувних гасова гасне турбине преноси на радни флуид (напојну воду), створена пара се шаље у парну турбину за производњу електричне и топлотне енергије.
Ефикасност ЦЦГТ-а се обично представља односом:
Ефикасност ПГУ = ефикасност ГТУ * Б + (1-ГТУ ефикасност * Б) * ефикасност ПСУ
Б је степен бинарности циклуса
Ефикасност ПСУ - Ефикасност парне електране
Б = Ккс/(Ккс+Кку)
Ккс је топлота горива сагореног у комори за сагоревање гасне турбине
Кку - топлота додатног горива сагорелог у котлу отпадне топлоте
Истовремено, примећује се да ако је Кку = 0, онда је Б = 1, тј. инсталација је потпуно бинарна.
Утицај степена бинарности на ефикасност ЦЦГТ
| Б | Ефикасност ГТУ | Ефикасност ПСУ | Ефикасност ЦЦГТ |
| 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 |
Наведимо редом табеле са карактеристикама ефикасности гасних турбина и после њих индикаторе ЦЦГТ-а код ових гасних мотора и упоредимо ефикасност засебне гасне турбине и ефикасност ЦЦГТ-а.
