Метод тепловых балансов
При анализе тепловых схем технологических процессов производства целлюлозы и бумаги, принимался во внимание, главным образом, лишь первый закон термодинамики.
Являясь частным случаем закона сохранения массы и энергии, первый закон термодинамики не может дать ответа о степени термодинамического совершенства как отдельного элемента, так и энерготехнологической системы в целом. В качестве критерия, используемого для оценки степени термодинамического совершенства по этому методу применяют различного рода «тепловые» КПД. Рассмотрим некоторые из них.
η = Q1 / Q2 (1.1.)
где η – КПД теплоиспользующего аппарата; Q1, Q2 - отведенная и подведенная энергия в технологическом процессе.
Для суждения о степени использования вторичных энергоресурсов рекомендуется «коэффициент использования тепла» с учетом вторичных энергоресурсов.
η = Q1 + Qи / Q2 (1.2.)
где Qи – энергия, использованная для каких либо производственных или бытовых нужд не связанная с технологическим процессом данной установки.
Большое распространение для анализа энерготехнологических систем нашел применение температурный КПД теплообменника.
η = Q1,2 / Qmax = [Wг (tг1 – tг2)] / [Wmin (tг1 – tх1)] =
[Wх (tх2 – tх1)] / [Wmin (tг1 – tх1)]
(1.3.)
где Qmax – максимально возможный тепловой поток, который может быть передан только в идеальном противоточном теплообменнике с бесконечно большой поверхностью теплопередачи, а именно:
Qmax = Wх (tг1 – tх1)], если Wх < Wг или Wг (tг1 – tх1)], если Wг < Wх
Wг = (wm ∙ c)г - водяной эквивалент горячей жидкости;
Wх = (wm ∙ c)х - водяной эквивалент холодной жидкости;
wm г , сг, wmх ∙ cх – массовый расход и теплоемкость горячей и холодной жидкости, соответственно;
Wmin - наименьший водяной эквивалент взаимодействующих потоков.
tг1, tг2, tх1, tх2 – температура горячей и холодной жидкости на входе и выходе из теплообменника.
Общим недостатком рассмотренных КПД является невозможность оценки степени термодинамического совершенства рассматриваемой энерготехнологической системы. Составленные на основе закона сохранения энергии они лишь определяют степень совершенства теплоизоляции и в некоторых случаях отвод энергии и вещества в окружающую среду.
В сложных химико – технологических системах, каким является целлюлозно – бумажное производство, наблюдается целый ряд процессов с внешней регенерацией теплоты, т.е. таких, в которых часть теплового потока выводится или вводится из процесса для его использования в других установках производственного цикла. При таком подходе молчаливо принимается, что все выходящие из системы тепловые потоки отводятся в окружающую среду, являются потерянными для их дальнейшего полезного использования т.е. не могут совершить полезную работу.
В качестве абсолютной меры степени термодинамического совершенства технологической системы обычно принимается чаще всего удельная (отнесенная к единице конечной или промежуточной продукции) величина подвода энергии от внешнего источника.
Дата добавления: 2016-02-20; просмотров: 783;