第二章 第三节利用程度评价指标.ppt

第三节可用能利用程度评价指标
人们对热力系统的效率分析,起初仅着眼于从热力学第一定律出发的热力经济指标—热效率。该指标仅反应了能量在“数量”上被利用的程度。
此后,人们逐渐认识到更要注意能量在“质量”上被利用的程度。所谓能量在质量上被利用的程度,实质上就是能量中可能被利用部分被利用的程度,即其中有多少转换成了有用功。
由于一切实际热力过程中都不可避免地或多或少地存在着不可逆因素,因此可用能部分就不可能被完全利用,其中必然产生一定的有用能损失。对于可用能利用程度的评价,通常采用评价指标有热力完善度和“用”效率。这两个指标虽然名称不同,但都是从热力学第二定律出发的,所以实质是一样的。
评价指标
热力完善度:实际得到的收益与理想条件下得到的收益之比,称为设备或装置的热力完善度。表征热力设备工作的完善程度。
“用”效率:实际利用的“用”与投入“用”的比值称为设备或装置的“用”效率。表征可用能的利用程度。
热力完善度
对于产功装置为

对于消耗功的装置则为
“用”效率
“用”效率的一般定义式为:在一个热力系统或装置所进行的过程中,被利用(或收益)的“用”与投入(或耗费)的“用”之比,即
“用”效率计算的原则
“用”效率的计算是建立在对热力系进行“用”平衡分析基础之上的。
从热力学角度看,任何不可逆过程必然引起“用”的损失。
因此,分析实际过程时,在建立系统或过程的“用”平衡方程时通常要附加一项“用”损失。
“用”平衡方程
对一个系统或系统内进行的一个热力过程而言,其“用”其方程为
式中,“用”损失一项是由于系统内部过程不可逆性而引起的。而且过程的不可逆性越大,引起的“用”损失也越多。
典型的不可逆过程,如有温差的传热过程、有摩擦的做功过程及绝热节流等过程,都会引起“用”的损失。
能量的用计算
能量包括两大类,即储存能和迁移能。所以能量“用”的计算也应该包括两大类,即储存能的“用”计算和迁移能的“用”计算。
对于前面介绍的不流动系统和稳定流动系统的可用能分析,可以认为是系统储存能的“用”计算实例。
对于迁移能的“用”计算,由于我们主要用到的迁移能为热能和功,所以主要介绍这两种迁移能的“用”计算。
迁移能的“用”计算
主要计算三种迁移能的“用”计算
“用”计算
“用”计算
“用”计算
功量的“用”计算
功是系统与外界的一种相互作用。若系统对外界的唯一效果是举起了重物,则这种作用就是作了功。
只要我们从功的这一定义出发具体计算出各种形式的功量,就不难求出功的“用”值。
关键在于区别环境条件下技术上有用的功和技术上无法利用的功。技术上的最大有用功称为“用”。
膨胀功的“用”计算
一个不流动系统从状态1变化到状态2的膨胀过程,若为可逆过程,则作出的功最多,但是它并不全部是技术上可以利用的功。因为系统膨胀时要克服周围环境压力,这时所作的挤压功技术上是无法利用的。所以,计算膨胀功的“用”时,必须将挤压功从膨胀功中扣除,即