|
их сопоставимыми, нужна единая мера, позволяющая количественно оценить энергию с учетом ее качественных характеристик. Такой мерой может служить работа, которая является общим показателем возможности преобразования одних форм энергии в другие [13, 32, 33, 69, 91]. Понятие работоспособности рабочего тела возникло еще в прошлом столетии [21]. Однако долгое время оно было знакомо лишь немногим специалистам в области термодинамики, носило различные названия (пригодность, пригодная для использования энергия, техническая работоспособность, свободная техническая энергия и т.п.) и практически не использовалось в технике. Положение изменилось, когда югославским ученым 3.Рантом было предложено новое понятие эксергия как показатель качества энергии. Эксергия по Ранту это максимальная работа, которую может совершить система в обратимом процессе, в результате которого все ее параметры перейдут в состояние термодинамического равновесия с параметрами окружающей среды [91]. Следовательно, при определении эксергии учитываются первое и второе начала термодинамики: работу можно извлечь лишь в том случае, когда система не находится в равновесии с окружающей средой, максимальную работу можно получить только при обратимом протекании процессов. Метод исследования, использующий это понятие, был назван эксергетическим [13, 14, 69, 73, 74, 79, 80, 84, 85, 89, 90, 94, 96, 98]. Эксергетический метод является очень удобным инструментом для исследования технологических процессов и технических систем. Энергетический баланс таких систем, составленный с привлечением понятия эксергия, позволяет наиболее правильно учесть неодинаковое качество как потребляемых видов энергии, так и получаемых в результате осуществления технологического процесса. На основе такого баланса можно более корректно оценить уровень энергоиспользования в рассматриваемом процессе, произвести 17 |
2 7. является следствием второго закона термодинамики. Очевидно, что такие формы энергии, как кинетическая, электрическая, потенциальная, обладающие неограниченной превратимостыо, с технической точки зрения ценнее, «качественнее» других форм энергии (например, тепловой), поскольку из энергии первого вида всегда можно получить любую другую энергию, но нс наоборот. Признание качественного различия означает, что непосредственное суммирование и сопоставление разных видов энергии недопустимо, некорректно, хотя и широко распространено в практике. Для того, чтобы сделать их сопоставимыми, нужна единая мера, позволяющая количественно оценить энергию с учетом ее качественных характеристик. Такой мерой может служить работа, которая является общим показателем возможности преобразования одних форм энергии в другие [121, 145]. Понятие работоспособности рабочего тела возникло етце в прошлом столетии [22]. Однако долгое время оно было знакомо лишь немногим специалистам в области термодинамики, носило различные названия (пригодность, пригодная для использования энергия, техническая работоспособность, свободная техническая энергия и т.п.) и практически не использовалась в технике. Положение изменилось, когда югославским ученым 3.Рантом было предложено новое понятие эксергия как показатель качества энергии. Эксергия по Ранту это максимальная работа, которую может совершить система в обратимом процессе, в результате которого все ее параметры перейдут в состояние термодинамического равновесия с параметрами окружающей среды [145]. Следовательно, при определении эксергии учитываются первое и второе начала термодинамики: работ}' можно извлечь лишь в том случае, когда система не находится в равновесии с окружающей средой. 28. максимальную работу' можно получить только при обратимом протекании процессов. Метод исследования, использующий это понятие, был назван эксергетическим. Эксергетический метод является очень удобным инструментом для исследования технологических процессов и технических систем. Энергетический баланс таких систем, составленный с привлечением понятия эксергия, позволяет наиболее правильно учесть неодинаковое качество как потребляемых видов энергии, так и получаемых в результате осуществления технологического процесса. На основе такого баланса можно более правильно оценить уровень энергоиспользования в рассматриваемом процессе, произвести качественный анализ имеющихся потерь энергии (эксергии), наметить пути их снижения или рекуперации. С учетом сказанного выше, термодинамическое совершенство процесса определяется как величиной энергетического, так и эксергетического КПД. Эти показатели являются главными в энергетическом исследовании. По ним можно определить теоретический потенциал энергосбережения для отдельного процесса, прогнозировать энергопотребление на перспективу, выбирать направления технического прогресса в отдельных отраслях. 1.2. Энергосбережение: понятие и основные направления. Прогнозирование энергопотребления Начало 70-х годов можно считать началом отсчета серьезной и планомерной энергосберегающей политики во всех странах мира [28, 32, 106, 120, 124, 125, 132]. Дефицит и высокие цены на энергетические ресурсы на мировом рынке, обусловленные мировым энергетическим кризисом, заставили западные страны путем реализации мероприятий по экономии энергии резко снизить энергопотребление. В результате этого в 1981 г. |