|
понятие о максимальной полезной работе (эксергии) изолированной системы, состоящей из источника работы и окружающей среды
соответственно внутренняя энергия, энтропия и объем источника работы, причем величины без индекса относятся к начальному (неравновесному) состоянию этой системы, а величины с индексом 0—к конечному (равновесному) состоянию системы; р0 и Г0—давление и температура среды (они равны давлению и температуре источника работы в состоянии 0, когда источник работы приходит в термодинамическое равновесие со средой). Давление источника работы в начальном, неравновесном со средой состоянии обозначено р.
Это определение применимо для любых изолированных термодинамических систем.
Поскольку в большинстве теплосиловых и холодильных установок приходится иметь дело с непрерывным потоком рабочего тела (вода и ее пар в паротурбинных установках, воздух и продукты сгорания в газотурбинных установках и реактивных двигателях, хладагенты в холодильных установках), для удобства анализа этих установок представляется целесообразным оперировать понятием эксергии системы для случая, когда процессы в этой системе совершаются в потоке.
Итак, рассмотрим неизолированную систему, состоящую из источника работы, представляющего собой поток рабочего тела с давлением pi и температурой Th и окружающей среды (ее параметры р0 и Т0). Подсчитаем максимальную полезную работу (т. е. работоспособность) источника работы в такой системе в расчете на единицу массы рабочего тела. При выводе мы используем путь, отличный от того, который был избран в при выводе уравнения.
было показано, что максимальная полезная работа производится системой, в которой отсутствует равновесие, в том случае, если процессы, ведущие к установлению равновесия, осуществляются обратимо. Если источник работы имеет температуру Т и давление pi, а среда Т0 и po, то этот источник работы может быть обратимо переведен в состояние равновесия с окружающей средой, например, следующим путем. Вначале осуществляется обратимый адиа-батный процесс, в результате которого темпе-, ратура источника работы снижается от Тх до
f Т0, а давление — от рх до ра; затем осуществляется изотермический процесс, в котором за счет теплообмена со средой источник работы достигает давления
|
