Звоните! 
 (926)274-88-54 
 Бесплатная доставка. 
 Бесплатная сборка. 
Ассортимент тканей

График работы:
Ежедневно. С 8-00 до 20-00.
Почта: soft_hous@mail.ru
Читальный зал -->  Изменение энтропии 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 [ 69 ] 70 71 72 73 74

горящий кокс действительно тушат , поливая водой, позволяет не только получить дополнительную энергию (утилизировать ВЭР), но и повышает качество кокса, уменьшает его потери за счет выгорания в процессе тушения, исключает расход воды, а главное - позволяет избежать загрязнения атмосферы паром и коксовой пылью.

Аналогичные схемы утилизации теплоты других твердых веществ можно использовать только при достаточно большой производительности, иначе это будет экономически невыгодно по причинам, указанным выше. Производительность УСТК по коксу составляет 50- 56 т/ч.

Наиболее сложно найти применение низкопотенциальным тепловым ВЭР (/<100°С). В последнее время их все шире используют для отопления и кондиционирования промышленных и жилых зданий, применяют тепловые насосы для повышения температурного потенциала или для получения холода. Непосредственно используют такие ВЭР только на отопление близко расположенных теплиц или рыбоводных хозяйств.

Очень остроумное решение для использования низкопотенциальной теплоты отходящих газов даже в бытовых условиях было найдено Ф. Нансеном для кухонного аппарата, который он в 1895 г. применял во время своего похода к Северному полюсу. После обогрева сосуда для варки пищи (рис. 24.7) дымовые газы направлялись в дополнительные газоходы, где отдавали свою теплоту таящему снегу. КПД этого аппарата превышал 90 %, в то время как у обычных газовых плит он менее 50 %.

В промышленных условиях охлаждение дымовых газов до температур ниже 100°С весьма затруднительно прежде всего из-за конденсации водяных паров. Холодные стенки труб, по которым циркулирует нагреваемая среда, запотевают и подвергаются интенсивной коррозии. Конденсация водяных паров имела место и в агрегате, изображенном на рис. 24.7, но ввиду уникальности назначения его можно было изготовить из дорогостоящих материалов, не боящихся коррозии, кроме того, действовал он периодически и не долго.

ДымоВые газы


Рис. 24.7. Кухонный аппарат Фритьофа Нансена:

/ - плоский сосуд для льда и снега; 2 ~ крышка с отверстием; J--наружньп колпак; 4 - сосуд для варки пиши; 5 - кольцеобразная емкость для таяния льда и снега; 6 - подставка для кольцеобразной емкости; 7 - газокероснновая горелка примус

Промышленные подогреватели воздуха для исключения коррозии также иногда изготавливают из некорродирую-щнхся стеклянных труб. Если нет вибрации, такие трубы работают достаточно долго.

Для подогрева воды низкотемпературными газами (/<100°С) начинают использовать контактные экономайзеры, представляющие собой обычные смесительные теплообменники типа градирни (см. рис. 13.2). В них происходит нагрев воды за счет теплоты контактирующих с ней газов. Поверхность контакта капель воды с газом большая, и теплообменник получается компактный и дешевый по сравнению с рекуперативным (трубчатым), но вода насыщается вредными веществами, содержащимися в дымовых газах. В ряде случаев это допустимо, например, для воды, идущей в систему химводоподготовки в котельных или на ТЭС. Если загрязнение воды недопустимо, то ставят еще один теплообменник, в котором грязная вода отдает теплоту чистой и возвращается в контактный экономайзер. Змеевики, по которым циркулирует чистая вода, можно установить и внутри контактного экономайзера вместо насадки.

Контрольные вопросы

24.1. Почему выгоднее использовать ВЭР на нужды производства, чем на отопление?

24.2. Можно ли с помогцью рекуперативного теплообменника осуществить регенерацию теплоты или для этого пригоден только регенеративный теплообменник?

24.3. Почему сложнее всего использовать низкопотенциальные тепловые ВЭР?



РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ И OTBFlbl НА ВОПРОСЬ!

1.1. Можно.

1.2. Температура не изменится.

1.3. В стационарном неравновесном состоянии.

2.1. 18,6 мин.

2.2. с,п

3.4. Предположим, что адиабаты пересекаются в точнее. Проведем между ними изотермический процесс ай, получим цикл afec, в котором совершается работа (эквивалентная заштрихованной площади) за счет охлаждения одного источника теплоты, что противоречит второму закону термодинамики.

2.3. Не надо, так как Д(У = 14 380 кДж, а /. = ,5 к Д ж.

2.4. Согласно первому закону термодинамики подведенная теплота q = Au-\-t или Ср AT - с AT -\-1, откуда

Ди/? = с /Ср= 1/А = 0,7.

3.1. Таким процессом является, например, изотермическое расширение идеального газа, находящегося в тепловом контакте с горячим источником. Так как в этом процессе изменение внутренней энергии равно нулю, то согласно первому закону термодинамики, работа, совершенная при расширении газа, равна количеству теплоты, переданной от горячего источника. Таким образом, имеет место полное превращение теплоты в работу. Но это не противоречит второму закону термодинамики, который утверждает, что невозможен процесс, единственным конечным результатом которого будет превращение в работу теплоты, извлеченной от горячего источника. Действительно, в конце изотермического процесса газ занимает объем больше, чем он занимал вначале. Изменение состояния газа и является компенсацией превращения теплоты в работу.

3.2. Т1, = 0,57. 3.3.

tj = 20°C

Qi ЛЛА1


3.5. Эксергия теплоты при температуре 1000 С

/-iaKc = Q,(l-7-o/7-,) =

= 200 (I - 283/1273) = 155,5 кДж.

Эксергия теплоты при температуре 500 °С = 200 (1-283/773) =126,8 кДж.

Таким образом, в результате перехода 200 кДж теплоты с высокого температурного уровня (1000 °С) на более низкий (500°С) работоспособность этого количества теплоты уменьшилась на 28,7 кДж, на (28,7/200)-100= 14,35 %, несмотря на то что вся теплота продуктов сгорания передана пару.

4.1. Кажущаяся молекулярная масса смеси

tcM = Z4, = 32-0,209 +

+ 28-0,791 =28,9 кг/кхкмь.

Плотность воздуха при HopMa.iiiiiHX физических условиях

р = р,. /22,4 = 28,9/22,4= 1,293 кг/м.



Состав воздуха по массе

28,9

28,9

0,209 = 0,23;

Парциальные давления кислорода и азота =Лдр = 0,209-760=159 ммрт.ст.;

=гр = 0,791-760 = 601 мм рт.ст.

4,2. Начальный объем воздуха и, =/?Г,/р, =287-283/(0,1 10*) = 0,81 мкг. Из уравнения процесса конечный объем

v = v. -=0,81Х

Х0,1 10/(1 10) = 0,081 м/кг. Работа, затрачиваемая на сжатие,

l = RT In (р,/р2) = 287-283- In 0,1 = = -187 кДж/кг.

Количество теплоты, отводимой от газа, равно работе сжатия, поэтому q = = - 187 кДж/кг.

4.3. Чтобы найти изменение температуры, рассмотрим столб воздуха высотой dy с поперечным сечением, равным единице. На нижней поверхности этого столба давление равно р, а на верхней оно составляет p + dp, где dp - изменение давления, вызванное весом столба воздуха. Поскольку увеличение высоты сопровождается уменьшением давления, то dp= -pgdy. Так как р= \/v = p/RT, то dp = а р

= -Е~~=ГУ- Д- адиабатного процесса

7-/р( -n/ (.Qf,st. Логарифмирование и дифференцирование этого уравнения дает

k-\ dp k p-

После подстановки выражения для dp получаем

dT k-l g

Полагая A=l,4; Л = 287 Дж/(кг-K); g = = 9,81 м/c получаем

dT 1,4-1 9,81

1,4 287

:-0,0098 K/m.

Наблюдаемое в действительности среднее снижение температуры по высоте (1 К на каждые 200 м) несколько меньше вычисленного. Различие объясняется неучетом влажности воздуха. Когда при некоторой температуре воздух окажется насыщенным влагой, то дальнейшее понижение температуры приведет к конденсации водяных паров и выделению теплоты конденсации. По этой причине понижение температуры будет происходить медленнее, чем это следует из расчета.

4.4. В политропном процессе pil/ = p2V5 или 4-10*1/ = 10* (31/) , откуда показатель политропы п = 1п 4/1п 3= 1,26.

Работа расширения

L = -L{p,V,-P2V2) =

-(4-10-3-10-9)= 1154 кДж.

1,26-1

Количество теплоты Q - Mc

Х(72 -Ti), но Mc (7 2 - 7i) = At/- изменение внутренней энергии газа, которое по первому закону термодинамики равно AL = = Q - L, поэтому

Q=(Q-L)Z±,

откуда

Q = L 4=1154-Ь1;11:=404 кДж;

k-\ 1,4-1

= Q-L = 404-1154 = -750 кДж,

Работа расширения совершается газом за счет сообщения ему теплоты и уменьшения его внутренней энергии,

4,5, По h, s-диаграмме находим, что пар в конце расширения будет влажным со степенью сухости а: = 0,81. Начальные параметры: Л=3405 кДж/кг; и, =0,046 м/кг.

Конечные параметры: /i2 = 2130 кДж/кг; У2=12,7 м7кг.

Изменение внутренней энергии

u = h2 - h - (P2U2 - Pll) = 2130 - -3405-(0,1 10- 12,7-80- 10-0,046) = = - 1034 кДж/кг.

5.1. Абсолютное давление воздуха в воздухопроводе

р, =0,2- 10Ч41т-10= 1.2> 0 Па.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 [ 69 ] 70 71 72 73 74



ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.


Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы
.