barometrisk formel. Boltzmann distribution.
På
härledning av grundekvationen
molekylär kinetisk teori för gaser
och Maxwellsk fördelning av molekyler
hastigheten antogs vara
att yttre krafter inte verkar på molekyler
gas, så att molekylerna är enhetliga
fördelat på volym. Men molekyler
av eventuell gas är i potential
jordens gravitationsfält. Tyngdkraften, s
ena sidan, och termisk rörelse
molekyler, å andra sidan, leder gasen till
något steady state
vid vilken gastrycket med höjd
minskar.
Låt oss härleda
lagen om förändring i tryck med höjden,
förutsatt att massan av alla
molekyler är samma, gravitationsfältet
homogen och temperaturen är konstant.
Figur 1
Om
atmosfärstryck på höjd h är
p (fig. 1), då på höjden h + dh är det lika med p + dp
(för dh>0 dp2:
var
ρ är gasdensiteten på höjden h (dh är så
lite att när man ändrar höjden i detta
intervall, kan gasdensiteten beaktas
konstant). Betyder att,
(1)
Menande
ideal gasekvation för tillstånd
pV=(m/M) RT (m är massan av gas, M är den molära massan
gas), finner vi det
Ersätter
är uttrycket i (1), får vi
eller
MED
höjdförändring från h1 innan
h2 tryck
ändras från r1 innan
R2 (ris.
67), dvs.
eller
(2)
Uttryck
(2) ringdebarometrisk
formel.
Det låter dig beräkna atmosfären
tryck beroende på höjd eller,
mäta tryck, hitta höjd: Sedan
höjder betraktas i förhållande till nivån
hav där trycket anses normalt,
då kan uttryck (2) representeras
som
(3)
var
p är trycket på höjden h.
enhet
för att bestämma höjden över marken
yta kallashöjdmätare (ellerhöjdmätare).
Hans arbete är baserat på ansökan
formler (3). Av denna formel följer det
ju tyngre gas, desto högre tryck
minskar ju snabbare.
barometrisk
formel (3) kan transformeras if
använd formeln p=nkT:
var
n är koncentrationen av molekyler på höjden h,
n-
samma, på höjden h=0. Eftersom M=mNA (NA –
Avogadro konstant, m -
massa av en molekyl), en R=kNA,
sedan
(4)
var
mgh=P
är den potentiella energin för molekylen i
gravitationsfält, dvs.
(5)
Uttryck
(5) ringdedistribution
Boltzmann för
externt potentiellt fält. Ut ur honom
Det kan ses att vid konstant temperatur
gasens densitet är större där den är mindre
dess molekylers potentiella energi.
Om
partiklar är i ett tillstånd av kaos
termisk rörelse och har samma
massa och sedan Boltzmann-fördelningen
(5) tillämplig i alla externa möjligheter
och inte bara i gravitationsfältet.
Hur bestäms effektiviteten hos en gasturbin?
Här är ett par enkla formler för att visa vad effektiviteten hos en gasturbinanläggning är:
Turbinens inre kraft:
Nt = Gex * Lt, där Lt är turbinens drift, Gex är flödeshastigheten för avgaserna;
GTU intern ström:
Ni gtu \u003d Nt - Nk, där Nk är den interna kraften hos luftkompressorn;
GTU effektiv effekt:
Nef \u003d Ni gtu * Effektivitetsmekanism, effektivitetsmekanism - effektivitet förknippad med mekaniska förluster i lager, kan tas till 0,99
Elkraft:
Nel \u003d Ne * verkningsgrad t.ex. där verkningsgrad t.ex. är verkningsgraden förknippad med förluster i den elektriska generatorn, kan vi ta 0,985
Tillgänglig bränslevärme:
Qsp = Gtop * Qrn, där Gref - bränsleförbrukning, Qrn - det lägsta arbetsvärmevärdet för bränslet
Absolut elektrisk verkningsgrad för en gasturbinanläggning:
Effektivitet \u003d Nel / Q dist
kraftvärme med kombinerad cykel
CCGT-verkningsgraden är högre än för GTU:n, eftersom kombianläggningen använder värmen från avgaserna från GTU:n. En spillvärmepanna är installerad bakom gasturbinen, i vilken värme från gasturbinens avgaser överförs till arbetsvätskan (matarvatten), den genererade ångan skickas till ångturbinen för att generera el och värme.
CCGT-effektivitet representeras vanligtvis av förhållandet:
PGU effektivitet \u003d GTU effektivitet * B + (1-GTU effektivitet * B) * PSU effektivitet
B är graden av binaritet för cykeln
Effektivitet PSU - Effektivitet för ett ångkraftverk
B = Qks/(Qks+Qku)
Qks är värmen från bränsle som förbränns i en gasturbins förbränningskammare
Qku - värme av ytterligare bränsle som bränns i spillvärmepannan
Samtidigt noteras att om Qku = 0, så är B = 1, dvs installationen är helt binär.
Inverkan av graden av binaritet på CCGT-effektiviteten
| B | GTU effektivitet | PSU effektivitet | CCGT effektivitet |
| 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 |
Låt oss sekventiellt lista tabellerna med egenskaperna för effektiviteten hos gasturbiner och efter dem indikatorerna för CCGT med dessa gasmotorer, och jämför effektiviteten hos en separat gasturbin och effektiviteten hos CCGT.
