Принцип аддитивности потерь.

Рабочие процессы в машинах и аппаратах криогенных систем протекают в сложной физической обстановке. Для многих процессов характерно одновременное существование нескольких необратимых взаимодействий, например, массо- и теплообмена, трения и неравновесного расширения или сжатия, смешения и т.д. В результате этих необратимых процессов меняются параметры рабочего тела и в первую очередь температура и энтропия. Изменения этих параметров могут существенно отличаться по величине от их изменений в соответствующих идеальных (обратимых) процессах. По результатам численного сравнения изменений указанных параметров в обратимых и необратимых процессах можно судить о мере необратимости и потерях энергии в любом узле установки.

При анализе рабочих процессов в установках используют принцип аддитивности потерь, являющийся следствием аддитивности энтропии и применяемый в нескольких вариантах. Например, для многоэлементной криогенной системы, в которой выделены отдельные подсистемы – узлы или элементы (теплообменники, ректификационные колонны, детандеры и др.) и для каждого узла определено изменение энтропии при осуществлении реального рабочего процесса. Общее изменение энтропии криогенной системы найдено как сумма изменения энтропии ее подсистем:

Приращение энтропии в необратимых процессах обусловливает соответствующие им потери энергии; поэтому общая потеря энергии в криогенной системе определена как сумма потерь энергии вследствие необратимости реальных рабочих процессов в отдельных элементах системы. Парциальные потери энергии (или вклад каждого элемента в сумму потерь) должны быть известны для направленного улучшения характеристик криогенных установок.

В другом варианте использования принципа аддитивности сложный рабочий процесс в рассматриваемом элементе расчленяют на ряд элементарных и общее приращение энтропии в этом процессе определяют как сумму приращений энтропии в элементарных процессах: