8-5. Эксергетические балансы 1

Точно так же потери тепла при более высокой температуре соответствуют большим потерям эксергии, чем при более низкой температуре. Если даже тепло полностью передается от тела A с температурой TA к телу B с более низкой температурой TB, то и тогда имеет место потеря эксергии в количестве:

Это означает, что до передачи тепла от тела A к телу B в работу в идеальном процессе могла бы быть превращена часть тепла, равная Q(1 – T0/TA) , но после передачи тепла в работу может быть превращено меньшее количество тепла, равное Q(1 - T0/TB).

Удельная эксергия потока рабочего тела, приходящаяся на 1 кг этого тела, определяется на основании первого и второго законов термодинамики по формуле, пригодной для твердых, жидких и газообразных тел:

e = i – i0 – T0(s – s0) (8-5)

Здесь i0 и s0 - энтальпия и энтропия рабочего тела при давлении и температуре окружающей среды.

Для иллюстрации на рис. 8-6 показана величина e/i, т. е. отношение удельной эксергии к удельной энтальпии для воздуха (и приблизительно для дымовых газов).

Из графика видно, что при перепаде температуры ∆γ = 1000 °С это-отношение равно 0,57, а при ∆γ = 100 °C оно равно 0,15, т. е. в работу можно превратить соответственно от 57 до 15% располагаемой энтальпии.

Рис. 8-6. Отношение e/i для воздуха при разных значениях t - t0.

Рис. 8-6. Отношение e/i для воздуха при разных значениях t - t0.



Для термодинамически обратимых химических, реакций соединения углерода, водорода и углеводородов с кислородом отношение e/i близко к единице, следовательно, эти топлива являются очень ценными источниками энергии. При сжигании же этих топлив их химическая энергия превращается в менее ценную тепловую энергию, поэтому при горении имеет место потеря эксергии.