|
2.4. Формирование идеальных и идеализированных аналогов (моделей) процесса. Классификация процессов по полезному эффекту 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 объекта. 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. Задача подбора идеализированного аналога и определения минимальных затрат энергии для о1ромного многообразия реально существующих процессов ответственна и очень непроста. Решение ее в общем случае осложняется тем, что для ряда процессов кажется очевидным тот факт, что предельные затраты на их реализацию исчезающе малы или равны нулю, поскольку постоянных затрат энергии на осуществление идеального процесса не требуется. Такой процесс якобы может протекать самопроизвольно, необходимо лишь затратить энергию на его запуск. Наиболее часто это относится к процессам, результатом которых является какой-либо полезный эффект, Затраты энергии на по59 |
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. 2.3. Классификация процессов по полезному эффекту S7. Задача подбора идеализированного аналога и определения минимальных затрат энергии для огромного многообразия реально существующих процессов ответственна и очень непроста. Решение ее в общем случае осложняется тем, что для ряда процессов кажется очевидным тот факт, что предельные затраты на их реализацию исчезающе малы или равны нулю, поскольку постоянных затрат энергии на осуществление идеального процесса не требуется. Такой процесс якобы может протекать самопроизвольно, необходимо лишь затратить энергию на его запуск. Наиболее часто это относится к процессам, результатом которых является какой-либо полезный эффект. Затраты энергии на подобные процессы определяются в основном ее потерями при их реализации. К этому типу процессов относятся отопление и вентиляция зданий, охлаждение и замораживание продуктов с целью их предохранения от порчи, все виды транспортировки людей и грузов и ряд других. Какой аналог необходимо разработать в каждом конкретном случае, приходится решать на основе достаточно глубокого изучения технологии. Попытаемся сформулировать некоторые общие принципы (последовательность операций) определения минимальных затрат энергии/эксергии на осуществление различных процессов. 1. Необходимо проведение большой предварительной работы по составлению реестра элементарных процессов, их классификации по различным признакам. 2. Требуется определить характер и назначение каждого элементарного процесса, технические возможности его реализации. 3. В соответствии с назначением каждого процесса ему необходимо подобрать идеализированный (идеальный) аналог с описанием принятых допущений. 4. С учетом указанных допущений подобрать расчетные соотношения для определения затрат энергии/эксергии, необходимых для реализации такого аналога. 5. Любое реальное производство, выбранное для исследования эффективности использования в нем энергии, необходимо представить как совокупность взаимосвязанных элементарных процессов (структурнотехнологические схемы). 6. На основе подобных схем и заранее подготовленного реестра элементарных процессов и их идеализированных (идеальных) аналогов рассчитываются значения минимальных затрат энергии/ эксергии и соответственно КПД для отдельных блоков и производства в целом. Для того чтобы подобрать идеализированный аналог каждому процессу, применяемому на практике, необходимо провести глубокий анализ всего их многообразия и классифицировать по целевому назначению. Технические системы и используемые в них процессы по своим функциям и целевому назначению существенно различаются. Есть объекты, которые предназначены для производства энергии разного вида, металлов и сплавов, различных материалов, минеральных удобрений и других химических продуктов. Есть объекты, назначение которых производить различные изделия: одежду, обувь, станки, машины и т.д. Наконец, есть системы, призванные обеспечивать нормальные (стандартные) условия для жизни и работы людей. И хотя очевидно, что термодинамический анализ любых процессов должен осуществляться на единых принципах, при исследовании конкретных систем нельзя не учитывать их специфических особенностей. Именно поэтомунеобходимо провести хотя бы укрупненную классификацию производственных процессов. На данном этапе нами предлагается следующая группировка процессов по их целевому назначению. |