|
трат энергии к фактическим: (2.38) (2.39) Из этого следует, что абсолютный энергетический КПД реального процесса может быть определен только в том случае, когда энергетические затраты идеального аналога не равны нулю, т.е. при /*ljn^ 0. Идеальный аналог любого технологического процесса является высшей степенью идеализации и соответствует, если проводить аналог ию, циклу Карно в энергетике. Однако такая предельная степень идеализации не позволяет глубоко анализировать реальные процессы. Поэтому необходимо разрабатывать идеализированные аналоги реальных производств (подобные циклам Отто, Дизеля, Ренкина и др. в энергетике), более приближенные к реальным условиям. На основе энергетического баланса идеализированного аналога определяются минимально необходимые затраты энергии/работы для каждого исследуемого процесса /min. £min. Для идеализированного аналога может быть рассчитан энергетический и эксергетический КПД как и для реального процесса: Чем выше значение rj.iH , тем совершеннее в энергетическом смысле реальный процесс и тем труднее найти пути дальнейшего его совершенствования. На основе относительных КПД можно сравнивать различные технические системы и выбирать из них наилучшую по критерию минимального расхода энергии. (2.40) =р IF‘hкс (2.41) 58 |
55. либо продукта /^n>^min* Эта величина определяется из энергетического баланса идеального аналога реального процесса с rj“н д = 1; rj^ = 1 (предельная степень идеализации). То есть абсолютный энергетический и эксергетический КПД любого технологического процесса равен отношению теоретических затрат энергии к фактическим: Из этого следует, что абсолютный энергетический КПД реального процесса может быть определен только в том случае, когда энергетические затраты Идеальный аналог любого технологического процесса является высшей степенью идеализации и соответствует, если проводить аналогию, циклу Карно в энергетике. Однако такая предельная степень идеализации не позволяет глубоко анализировать реальные процессы. Поэтому необходимо разрабатывать идеализированные аналоги реальных производств (подобные циклам Дизеля, Ренкина и др. в энергетике), более приближенные к реальным условиям. В первую очередь, в них должны найти отражение два наиболее важных фактора, влияющих на энергетические затраты это сырье, из которого мы получаем продукт, и используемая технология. На основе энергетического баланса идеализированного аналога определяются минимально необходимые затраты энергии/работы для каждого исследуемого процесса /min. 2smin. Для идеализированного аналога может быть рассчитан энергетический и эксергетический КПД как и для реального процесса: реал _ I * , 7реал. ■ям *min' ' •»min ' 1 затр 9 (2.18) (2.19) идеального аналога не равны нулю, т.е. при 1^цП фО. (2.20) (2.21) Сопоставление реальных процессов с идеализированными аналогами по 56. КПД означает по существу оценку степени совершенства исследуемого процесса через относительные КПД, которыми также широко пользуются в энергетике, по выражениям (2.12) и (2.13). Чем выше значение 77°™, тем совершеннее в энергетическом смысле реальный процесс и тем труднее найти пути дальнейшего его совершенствования. На основе относительных КПД можно сравнивать различные технологические процессы и прогнозировать рациональную структуру технологий производства продукта. При реализации этой на первый взгляд простой методики возникает проблема, как определить теоретически необходимые энергозатраты для огромного количества разнотипных по характеру и назначению технологических процессов, т.е. как подобрать идеализированный аналог для каждого исследуемого процесса. Очевидно, что термодинамический анализ любых процессов должен осуществляться на единых принципах, однако при исследовании конкретных систем нельзя не учитывать их специфические особенности. Можно предложить следующую методологию определения минимально необходимых затрат энергии/эксергии на производство различных продуктов, изделий, услуг. Исходными положениями при этом мы считаем следующие. Любой процесс может быть представлен как совокупность элементарных процедур, в соответствии с характером которых для каждого из них подбирается соответствующий идеализированный аналог. Иначе говоря, мы считаем, что для каждой такой процедуры может быть подобран идеализированный (идеальный) аналог, затраты энергии на реализацию которого и будут характеризовать минимальную (предельную) величину энергозатрат, необходимых для осуществления соответствующей реальной процедуры. |