Аналитическая термодинамика

1. Базовые методы анализа систем термодинамики
2. Метод тепловых балансов
3. Эксергетичекий метод анализирования
4. Энтропийный метод анализирования

Промышленные предприятия в процессе производства при разработке и внедрении какой-либо технологии должны учитывать соответствующие нормы и законы научно-исследовательской деятельности. Аналитическое исследование необходимо в различных сферах жизнедеятельности, например, в транспорте, на предприятиях и прочих. Для этого проводят ряд всевозможных мероприятий для исследования термодинамических процессов.

В аналитическом выражении первого начала термодинамики говорится о том, что для обозначения значений удельной энтальпии и удельной внутренней энергии простого тела используют две независимые переменные и записывается эта зависимость в таком виде:

\(u=f(T,ν); \).   \( h=f(T,p)\)

В элементарных процессах изменение энтальпии и внутренней энергии простого тела, как функций состояния, представляют полные дифференциалы и рассчитываются такими уравнениями:

\(d_u= ({∂u \over ∂T})_νdT+({∂u \over ∂ν})_Tdν=c_νdT+({∂u \over ∂ν})_Tdν.\)

Со временем процесс развития любого производства требует расширения энергетической мощности. При этом должен быть разработан детальный план внедрения, базирующийся на практике применения технологий энергосбережения. На сегодняшний день такая деятельность тесно связана с термодинамическим анализом. Сегодня профессионально разработанные разработки тепловых схем называются энергетикой теплотехнологии. Чтобы она стремительно развивалась, проводят аналитические исследования разнообразных процессов с термодинамической точки зрения.

Базовые методы анализа систем термодинамики 

Затратные технологии, применяющиеся на различных производствах, требуют четких научных обоснований этих технологий или методологий со стороны термодинамики. К примеру, на сегодняшний день острым вопросом является проблема повышенных затрат тепловой энергии при производстве целлюлозы. Здесь с целью оптимизации использования паровой энергии применяются новые методы.

Не нашли то, что искали?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип работы Выберите тип работыКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноДипломЛабораторнаяОнлайн-репетиторЧертежОтчет по практикеЭссеОтветы на билетыПрезентацияПеревод с ин. языкаДокладСтатьяСочинениеМагистерская диссертацияКандидатская диссертацияБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Предмет

E-mail

Узнать стоимость

это быстро и бесплатно

Рассмотрим базовые методы анализа термодинамических систем:

•  метод тепловых балансов;
• эксергетический метод;
• энтропийный метод.

Метод тепловых балансов

Для расчета теплообмена в нагревательных системах пользуются уравнением теплового баланса, которое записывается так:\( Q=c_1 G_1 (t_{1ê}-t_{1â} )=c_2 G_2 (t_{2â}-t_{2ê} )ƞ.\)

При расчете теплопередачи в теплообменниках температурный напор определяется как усредненное значение входного и выходного сечений.

Метод тепловых балансов применяется в технических схемах. Этот метод в практической динамике занимает главную позицию, с его помощью анализируют энергетические преобразования. Этот метод базируется на первом законе термодинамики, однако, этот закон не дает полной картины о степени термодинамического совершенства как отдельной составляющей, так и всей энергетической технологической системы в целом. Это происходит по той причине, что первый закон термодинамики объясняет лишь частные случаи закона сохранения массы и энергии.

При использовании этого метода рассчитываются тепловые и энергетические балансы процессов. На этой базе определяется характеристика работы технологической тепловой установки, включая виды термических двигателей з натуральными КПД для тепловой и холодной установок. Для различных теплонасосов и другого важного оборудования на производстве составляют тепловые КПД. Это делается для достижения благоприятного и эффективного способа выбора технологий.

Этот метод является абсолютно совершенным для технологических систем производства в целом. Размер подводимой энергии из внешних источников говорит о том, что тепловые потоки системы, выходящие из нее, попадают в окружающую ее среду. Они не принимают участие в процессе разрушения и не делают полезную работу. Относительная мера термодинамического совершенства – это тепловые и термические КПД.

Сложно разобраться самому?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип задания Выберите тип заданияКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноДипломЛабораторнаяОнлайн-репетиторЧертежОтчет по практикеЭссеОтветы на билетыПрезентацияПеревод с ин. языкаДокладСтатьяСочинениеМагистерская диссертацияКандидатская диссертацияБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Предмет

E-mail

Узнать стоимость

это быстро и бесплатно

Эксергетичекий метод анализирования

В этом методе используется второй закон термодинамики. Он базируется на понятии о термодинамическом потенциале. Это значит, что в системе, которая рассматривается, эффективность работы потока энергии и веществ основывается на понятии термодинамических потенциалов.

Рассматривая основы этого метода анализа учитывают воздействие окружающей среды, влияющей на техническую составляющую системы в целом. В комплексе с изменениями в окружающей атмосфере объекта исследования происходят изменения в технических процессах. Характеристики окружающей среды не сильно зависят от характеристик системы, подлежащей всестороннему рассмотрению, потому они рассматриваются как постоянные величины.

К примеру, окружающей атмосферой может выступать космос, атмосфера, водоемы и прочее. В таких изучаемых системах как стандартная мера движения среды применяется энергия, но этой величины мало для полного изучения аналитики процесса термодинамики и эффективности решений разнообразных задач математики и термодинамики. Этот метод довольно часто применяется на практике, но практически ценность энергии зависима от формы и параметров самого объекта исследования.

Энтропийный метод анализирования

Это метод основан на понимании, что в термодинамике любой реальный тепловой процесс характеризуется изменением энтропии системы в целом. Об этом говорится и во втором законе термодинамики. Соответственно, можно утверждать, что в системах изменение энтропии является общим абсолютным критерием, что представляет собой термодинамическую совершенность тепловых процессов. Он эквивалентен сумме изменения энтропии в локальных тепловых составляющих. Понятие прироста энтропии тесно связано эквивалентным расходом химической энергии топлива или другой энергии, что подведена к исследуемому объекту. В результате анализа этим термодинамическим методом формируется задача определения перерасхода топлива.

Кроме основных базовых методов анализа термодинамических систем, существуют и другие методы, такие как:

• метод, основанный на приращении эксергий;
• метод, основанный на построении эксергетических диаграмм методом приращения эксергетических тепловых потоков;
• определение эксергетического коэффициента теплопередачи.