công thức khí áp. Phân phối Boltzmann.
Tại
dẫn xuất của phương trình cơ bản
thuyết động học phân tử của chất khí
và phân bố Maxwellian của các phân tử
tốc độ được giả định là
rằng các lực bên ngoài không tác động lên các phân tử
khí, vì vậy các phân tử là đồng nhất
phân phối theo khối lượng. Nhưng phân tử
của bất kỳ loại khí nào có tiềm năng
trường hấp dẫn của trái đất. Trọng lực, s
một bên, và chuyển động nhiệt
mặt khác, các phân tử dẫn khí đến
một số trạng thái ổn định
tại đó áp suất khí với chiều cao
giảm dần.
Hãy bắt nguồn
quy luật thay đổi áp suất theo độ cao,
giả sử rằng khối lượng của tất cả
các phân tử giống nhau, trường hấp dẫn
đồng nhất và nhiệt độ không đổi.
Hình 1
Nếu như
áp suất khí quyển ở độ cao h là
p (Hình 1), thì ở độ cao h + dh nó bằng p + dp
(đối với dh> 0 dp2:
ở đâu
ρ là mật độ khí ở độ cao h (dh là
điều đó nhỏ khi thay đổi chiều cao trong này
khoảng thời gian, mật độ khí có thể được coi là
hằng số). Có nghĩa,
(1)
Biết
phương trình trạng thái khí lý tưởng
pV = (m / M) RT (m là khối lượng khí, M là khối lượng mol
gas), chúng tôi thấy rằng
Thay thế
là biểu thức trong (1), chúng tôi nhận được
hoặc là
VỚI
thay đổi chiều cao từ h1 trước
h2 sức ép
thay đổi từ r1 trước
R2 (cơm.
67), tức là
hoặc là
(2)
Biểu hiện
(2) được gọi làkhí áp kế
công thức.
Nó cho phép bạn tính toán khí quyển
áp suất tùy thuộc vào độ cao hoặc,
đo áp suất, tìm độ cao: Vì
chiều cao được coi là liên quan đến cấp độ
biển nơi áp suất được coi là bình thường,
thì biểu thức (2) có thể được biểu diễn
như
(3)
ở đâu
p là áp suất ở độ cao h.
thiết bị
để xác định độ cao trên mặt đất
bề mặt được gọi làmáy đo độ cao (hoặc làmáy đo độ cao).
Công việc của anh ấy dựa trên ứng dụng
công thức (3). Từ công thức này, nó theo sau rằng
chất khí càng nặng thì áp suất càng cao
giảm càng nhanh.
khí áp kế
công thức (3) có thể được chuyển đổi nếu
sử dụng công thức p = nkT:
ở đâu
n là nồng độ của các phân tử ở độ cao h,
n-
như nhau, ở độ cao h = 0. Vì M = mNMỘT (NMỘT –
Hằng số Avogadro, m -
khối lượng của một phân tử), a R = kNMỘT,
sau đó
(4)
ở đâu
mgh = P
là thế năng của phân tử trong
trường hấp dẫn, tức là
(5)
Biểu hiện
(5) được gọi làphân bổ
Boltzmann vì
trường tiềm năng bên ngoài. Ra khỏi anh ấy
Có thể thấy rằng ở nhiệt độ không đổi
mật độ của khí lớn hơn ở nơi nó nhỏ hơn
thế năng của các phân tử của nó.
Nếu như
các hạt đang ở trong trạng thái hỗn loạn
chuyển động nhiệt và có cùng
khối lượng và sau đó là phân phối Boltzmann
(5) có thể áp dụng trong mọi tiềm năng bên ngoài
và không chỉ trong lĩnh vực trọng lực.
Hiệu suất của tuabin khí được xác định như thế nào?
Dưới đây là một số công thức đơn giản để cho thấy hiệu suất của nhà máy tuabin khí là bao nhiêu:
Công suất bên trong tuabin:
Nt = Gex * Lt, trong đó Lt là hoạt động của tuabin, Gex là tốc độ dòng khí thải;
Nội lực GTU:
Ni gtu \ u003d Nt - Nk, trong đó Nk là công suất bên trong của máy nén khí;
Công suất hiệu dụng GTU:
Nef \ u003d Ni gtu * Hiệu suất mech, mech hiệu quả - hiệu suất liên quan đến tổn thất cơ học trong vòng bi, có thể lấy 0,99
Điện:
Nel \ u003d Ne * Ví dụ: hiệu suất, trong đó hiệu suất, ví dụ: hiệu suất liên quan đến tổn thất trong máy phát điện, chúng ta có thể lấy 0,985
Nhiệt sẵn có của nhiên liệu:
Qsp = Gtop * Qrn, trong đó Gref - tiêu hao nhiên liệu, Qrn - nhiệt trị làm việc thấp nhất của nhiên liệu
Hiệu suất điện tuyệt đối của nhà máy tuabin khí:
Hiệu quả \ u003d Nel / Q dist
chu trình kết hợp CHP
Hiệu suất CCGT cao hơn so với GTU, vì nhà máy chu trình hỗn hợp sử dụng nhiệt từ khí thải của GTU. Một lò hơi nhiệt thải được lắp đặt phía sau tuabin khí, trong đó nhiệt từ khí thải của tuabin khí được truyền sang chất lỏng làm việc (nước cấp), hơi sinh ra được đưa đến tuabin hơi để tạo ra điện và nhiệt.
Hiệu quả CCGT thường được biểu thị bằng tỷ lệ:
Hiệu suất PGU \ u003d Hiệu suất GTU * B + (Hiệu suất 1-GTU * B) * Hiệu quả PSU
B là mức độ lưỡng tính của chu kỳ
PSU hiệu quả - Hiệu suất của nhà máy điện hơi nước
B = Qks / (Qks + Qku)
Qks là nhiệt lượng của nhiên liệu được đốt cháy trong buồng đốt của tuabin khí
Qku - nhiệt lượng của nhiên liệu bổ sung được đốt cháy trong lò hơi đốt nhiệt thải
Đồng thời, lưu ý rằng nếu Qku = 0, thì B = 1, tức là cài đặt hoàn toàn là nhị phân.
Ảnh hưởng của mức độ nhị nguyên đến hiệu quả CCGT
| B | Hiệu quả GTU | Hiệu quả PSU | CCGT hiệu quả |
| 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 |
Hãy trình bày tuần tự các bảng với các đặc tính của hiệu suất của tuabin khí và sau đó là các chỉ số của CCGT đối với các động cơ khí này, và so sánh hiệu suất của một tuabin khí riêng lẻ và hiệu suất của CCGT.
