Е-i диаграммада тасвирланган, жараён ТТ

Мавзу 16: Кимёвий технология жараёнларининг эксергетик таҳлили.
Режа:
1. Газ ва суюқликларни сиқиш.
2. Газ ва суюқликларни кенгайиши.
3. Иссиқлик алмашиниш.
Газ ва суюқликларни сиқиш. Ҳақиқий сиқиш жараёнларининг эксергетик баланс тенгламаси қуйидагича:


(11.73)

11.5-расмда сиқиш жараёни е-i диаграммада тасвирланган, жараён ТТ₀ учун ўринли, яъни t_l>0. 1-2 кесмада жараён – Т₀=const чизиқ бўйича борувчи изотермик сиқишни характерлайди. Демак, l_q= q(1-T₀/T) =0, яъни газдан атроф муҳитга тарқалаётган иссиқлик оқимининг эксергияси нолга тенг. Бу ҳолда қайтмас жараён учун (11.73) тенглама қуйидаги кўринишга келади:

(11.74)
қайтар жараён учун:
(11.75)

Совутилувчи (изотермик) компрессорнинг ҳақиқий иши тажриба ёки ҳисоб натижаларидан маълум бўлганда унинг _ех га тенг бўлган изотермик фойдали иш коэффициентини ҳисоблаш мумкин:

(11.76)
эксергетик йўқотилишлар эса:
(11.77)

Кесма 1-3 жараён (S = const) чизиғи бўйича кечадиган адиабатик сиқиш жараёнидир. (11.73) тенгламага кўра совутилмайдиган компрессорнинг ҳақиқий техник иши қуйидаги кўринишга эга:

(11.78)

(q_c=0 бўлгани учун) ва назарий иш:

(11.79)


е-i диаграммадан кўриниб турибдики l_3-1>l_2-1: адиабатик компрессорнинг назарий техник иши изотермик компрессорнинг техник ишидан l_2-1 га каттадир. Ҳақиқий адиабатик сиқиш жараёнида компрессор ишининг бир қисми ишқаланишни енгишга сарфланади. Шунинг учун газ эксергияси жараён охирида ортади (нуқта 4): ҳақиқий сиқиш жараёни 1-4 чизиқ бўйича боради. Совутилмайдиган (адиабатик) компрессорнинг ҳақиқий иши ^.l_4-1 параметрдан катта, чунки сиқиш жараёнининг қайтмаслиги ишқаланишдаги иссиқлик ҳисобига энтальпияни қўшимча ортишига олиб келади. Бунда ва совутилмайдиган компрессор эксергетик фойдали иш коэффициенти:


(11.80)


11.5-расм. е-i координаталарда сиқиш
жараёнининг тасвири

Кўп босқичли совутилмайдиган компрессорнинг умумий эксергетик фойдали иш коэффициенти қуйидагича:

(11.81)

совутиладиган компрессорники эса:

(11.82)

бу ерда i – 1,2,3,, - босқичлар сони.

Юқорида айтилган газнинг сиқилиши қонуниятлари суюқликларни сиқишга ҳам тегишлидир.

Газ ва суюқликларни кенгайиши е-i диаграммада (11.6-расм) ишчи жисмнинг турлича кенгайишлари кўрсатилган. 1-2 жараён – техник иши l_{тех 1-2} =i₁-i₂=е₁-е₂ бўлган идеал иссиқлик машинасида борувчи қайтар адиабатик жараён.
1-3 – техник иши l_{тех 1-3} =i₁-i₃< l_{тех 1-3} бўлган ҳақиқий иссиқлик машинасида борувчи қайтмас адиабатик жараён. 1-4 жараён -  i_1-4=0 , демак l_{тех 1-4}=0 бўлган дросселланиш жараёни. Бу учта жараёндаги эксергетик йўқотилишлар биринчисидан учунчисига қараб ошиб боради:

Бу жараёнларнинг эксергетик фойдали иш коэффициенти ҳам шу тартибда камаяди:

Иссиқлик машинасидаги ҳақиқий жараён унумдорлигини ҳисоблаш усулларини адиабатик кенгайиши жараённинг эксергетик ва термик фойдали иш коэффициенти ёрдамида солиштирамиз. Адиабатик термик фойдали иш коэффициенти энтальпия ҳақиқий фарқининг назарий (қайтар) фарқи нисбатига тенг, яъни , эксергетик фойдали иш коэффициенти эса . £уйидаги шарт ўринли бўлгани учун ушбу муносабат тўғридир .

Иссиқлик алмашиниш. Олдинги параграфларда айтиб ўтилганидек, иссиқлик алмашиниш қурилмаларида уч хил йўқотилишларни аниқлаш лозим: D_т, D_p ва D_oc. Лойиҳаланаётган қурилманинг турли вариантлари учун йўқотилишларни ташкил этувчилари алоҳида-алоҳида ҳисобланиб, бу йўқотилишларнинг минимум ва умумий йўқотилишдаги D улушини аниқлаш мумкин. Агар D_p>>D_т ва D_осD_т бўлса, иссиқлик алмашиниш қурилмасининг _ех фойдали иш коэффициенти қуйидагича аниқланади:


(11.83)


Бундай фойдали иш коэффициенти қурилма унумдорлигини ифодаловчи асосий кўрсаткич бўлиб, яъни В оқимдан А оқимга эксергия ўтишини сифат жиҳатдан характерлайди.