Методы термодинамического анализа циклов

Назначением газо – и паротурбинных установок является производство полезной работы за счет теплоты. Источником теплоты служит топливо, характеризующееся определенной теплотой сгорания . Максимальная полезная работа , которую можно получить, осуществляя любую химическую реакцию (в том числе и реакцию горения топлива), определяется соотношением Гиббса-Гельмгольца

.

Расчеты показывают, что для большинства ископаемых топлив » . Таким образом, эксергия органического топлива примерно равна теплоте его сгорания, т. е. теоретически в работу можно превратить весь тепловой эффект реакции. Практически в двигателях и установках со сжиганием в полезную работу превращается 20…40% от теплового эффекта реакции горения. Потери тепла распределяются по отдельным узлам установки и влияют на термодинамическое совершенство их, которое определяется не только количеством потерянного тепла, но и его качеством.

Количество тепловых потерь оценивается коэффициентами полезного действия (термическим, внутренним, механическим, эффективным, электрическим и т.д.). Распределение потоков тепла в установке характеризует уравнение теплового баланса.

Качество тепловых потерь оценивается эксергетическими КПД отдельных узлов установки. Распределение потоков эксергии в установке описывается уравнением эксергетического баланса.

Таким образом, наиболее полную картину распределения потерь в теплосиловой установке дает применение двух методов термодинамического анализа:

· метода коэффициентов полезного действия;

· эксергетического метода анализа.