Эксергия потока рабочего тела

Рабочее тело, или поток рабочего тела, с параметрами p и T, отличными от параметров окружающей среды p_оc и T_oc, обладает эксергией.

Эксергией потока рабочего тела с параметрами p и T называют максимальную работу, которую можно получить от потока в процессе его обратимого перехода в состояние равновесия с окружающей средой.

Обратимый переход из состояния 1 (рис. 3.10) в состояние 0 состоит из адиабатного (1-a) и изотермического (a – 0) процессов расширения рабочего тела до состояния равновесия с окружающей средой.

Следовательно, эксергия потока рабочего тела

. (3.16)

Вычисляя работы на этих участках, имеем

,	(3.17)
	(3.18)

Подстановка (3.17) и (3.18) в (3.16) дает

или в более общем виде

,

(3.19)

где h и s – параметры рабочего тела при p и T;

h_oc и s_oc – параметры рабочего тела при p_oc и T_oc.

3.7. Связь работы обратимого процесса с эксергией.
Потеря эксергии реальных процессов

Для обратимого процесса расширения рабочего тела 1-2 (рис. 3.11) можно записать следующие уравнения:

,	(3.20)
,	(3.21)
.	(3.22)

Совместное их решение дает формулу

,

(3.23)

согласно которой работа любого обратимого процесса определяется значениями эксергий начального и конечного состояний и эксергией теплоты процесса.

Реальные процессы необратимы. В процессах расширения получается меньшая работа (l_д < l). Разность работ обратимого (l) и необратимого (l_д) процессов представляет собой потерю эксергии

.

(3.24)

Для процессов расширения и сжатия справедливо выражение

.

(3.25)

Формулы (3.12), (3.19), (3.25) лежат в основе эксергетического анализа процессов и циклов тепловых двигателей и аппаратов.