Mundarija Kirish I. bob. Eksergiyaning nazariy asoslari

I.1. Eksergiyaning fizik ma’nosi.
Past potentsialli issiqlik manbalaridan foydalanish ma’lumki, mavjud bo’lgan ko’plab kimyoviy texnologiyalar juda energiya talab jarayonlar hisoblanadi. Odatda, ushbu texnologik jarayonlarni amalga oshirish uchun asosan yuqori potentsialga ega (yuqori haroratli) energiya manbalaridan foydalaniladi, chunki harorat ortishi bilan issiqlik uzatishni harakatlantiruvchi kuch ortadi va tegishlicha issiqlik almashinish uskunalarini o’lchamlari kichrayadi. Lekin termodinamikaning ikkinchi qonuniga asosan ulardan foydalanishda albatta past potentsialli issiqlik oqimlari sifatidagi issiqlik chiqindilari qoladi. Odatda ishlab chiqarishlarni energotexnologik sxemalari ikkilamchi energiya resurslaridan foydalanish jihatidan anchayin mukammal hisoblanib, tashlandik issiqlik oqimlarining nisbatan past haroratlari bundan dalolat beradi. Lekin ushbu oqimlar qiymatlarini hisobiga olsak, issiqlik chiqindilari miqdori yuqori bo’ladi.
Bunga kimyoviy zavodlar yoki IESlarning gradirnelarini misol qilish mumkin, ular atrof-muhitga past potentsialli issiqlikni ko’plab megavattlarini tarqatadi.
Lekin kimyoviy ishlab chiqarish korxonalarida shuningdek nisbatan yuqori potentsialga ega tashlandiq issiqlik oqimlari ham mavjud. Masalan ammiak texnologiyasidagi birlamchi riforming pechi atrof- muhitga harorati 200-300 ^oS bo’lgan tutun gazlarini tashlaydi, sarfi esa 350000-420000 nm³/ soatni tashkil etadi, ftalь angidrid ishlab chiqarishda esa harorati 300-400^oS bo’lgan issiqlik chiqindilari va 40000 nm³/soatgacha bo’lgan issiqlik sarflari mavjud.
Ko’rinib turibdiki bu issiqlik oqimlarining harorati ancha yuqori bo’lib, bu oqimlarning issiqlik energiyasini utillash mumkin, lekin berilgan texnologiyalar uchun ularchiqindi hisoblanadi, ya’ni texnikaning ( texnologiyaning) mavjud bosqichida ularni issiqlik energiyasini utillashni imkoni yo’q.
Energiya tashuvchilarni narhi darajada doimiy oshishi munosati bilan mavjud

texnologiyalarni energotexnologik sxemalarini ikkilamchi resurlardan ( mavjud issiqlik chiqindilari) foydalanish tomonga takomillashtirish zarur. Lekin potentsiali past bo’lgan issiqlik oqimlarini utillashda potentsiali yana ham past bo’lgan issiqlik oqimlari hosil bo’lib, ularning issiqligi ohir-oqibat cheksiz manba yoki energiya “tashlamasi” bo’lgan atrof-muhitga berilishi kerak.

SHunday qilib, ishlab chiqarilayotgan mahsulot assortimenti va texnologik sxemalarni turli-tumanligiga qaramay, mavjud texnologik sxemalarni takomillashtirishi ulardan chiqayotgan oqimlar parametrlarini ham harorati, ham tarkibi jihatdan atrof*muhit parametrlariga yaqinlashtirishdan iborat.
SHuningdek yangi texnologik sxemalarni ishlab chiqarishda va takomillashtirishda dastlab qaysi energiya turidan, ya’ni harorati past bo’lgan katta oqim energiyasidanmi yoki nisbatan harorati yuqori bo’lgan kichik oqimning issiqlik energiyasidanmi yoki oqimlarning ortiqcha bosimidanmi yoki texnologik purkamalardan foydalanish kerak degan savol tug’iladi.
Bu savolga javob berish uchun turli yo’qotishlarni miqdorini o’zaro taqqoslash kerak.
Bunday masalalarni yechimini topish uchun nafaqat energiyani miqdorini, balkim uning sifatini, ya’ni potentsialini ham belgilovchi yagona kriteriydan foydalanish maqsa dga muvofiq bo’ladi.
Bunday parametr” eksergiya
Bu savolga javob berish uchun turli yo’qotishlarni o’zaro taqqoslash kerak. Bunday masalarni yechimini topish uchun nafaqat energiyani miqdorini, balkim uning sifatini, ya’ni potentsialini ham belgilavchi yagona kriteriydan foydalanish maqsadga muvofiq bo’ladi. Bunday parametr “eksergiya” deyiladi. Umuman olganda eksergiya- bu ishchi jism (modda) atrof- muhit bilan qaytar jarayonda amalga oshiriladigan maksimal ish bo’lib, bu jarayonning so’ngida unda ishtirok etayotgan barcha komponentlari bilan termodinamik muvozanatga erishda, undan tekin energiya manbai sifatida foydalaniladi.
Eksergiyaning fizik ma’nosi 1.-rasmda ko’rsatilgan bo’lib, bu yerda qaytar jarayonni maksimal ishini ani qlashdagi atrof-muxitning “yakuniy” holati gorizontal chiziq va 0-soni bilan ifodalangan. Atrof-muhit uchun t_o=20^oC, P_o=0.1MPa ga teng deb shartli ravishda qabul qilingan, lekin t_o qiymati Antarktida uchun 20^oCdan past bo’lishi, tog’li hududlar uchun esa P_o qiymati 0,1 MPa dan kichik bo’lishi kerak. SHunday qilib, eksergiya nafaqat sistemaning, balkim atrof- muhitning ham termodinamik funktsiyasi hisoblanadi.
Tashlama oqimlarning parametrlari atrof- muhitning tegishli parametrlaridan, masalan harorat bo’yicha, yuqori bo’lsa, bunda sistema “issiq” manba (s₁ va s₂) sifatida, atrof- muhit esa “sovuq” manba bo’lib xizmat qiladi va energiya oqimi “issiq” manbadan” sovuq” manba tomon harakatlanadi va ish bajaradi. Tashlama oqimlar harorati atrof-muhit haroratidan past bo’lgan holatda, “issiq” manba sifatida atrof-muhit, sovuq manba sifatida esa tashlama oqimlar hizmat qiladi, ish esa atrof-muhitdan chiqayotgan energiya oqimi hisobiga bajariladi (S₂ va S_k ).