Работа, совершаемая рабочим телом в теплосиловой установке, обычно меньше максимальной полезной работы на величину эксергии рабочего тела, покидающего систему – Э 2.
Термодинамическая система может также получать первичную энергию от источника в форме работы (lист) и превращать ее в полезную работу или использовать для увеличения работоспособности рабочего тела. Тогда выражение для расчета максимальной полезной работы, которая может быть получена от термодинамической системы, примет вид:
, (10)
где - эксергия рабочего тела на входе в ТС согласно выражениям (5) и (9): - эксергия рабочего тела на выходе из ТС; - эксергия теплоты согласно формуле (6); lист - первичная энергия в форме работы всех видов.
Необратимость процессов преобразования энергии приводит к уменьшению максимальной полезной работы, отдаваемой потребителю, на величину эксергетических потерь:
. (11)
Это выражение называется законом Гюи-Стодолы и формулируется так: «Потери полезной работы, вызванные наличием необратимых процессов, равны произведению температуры окружающей среды на приращение энтропии всех участвующих в процессах тел».
|
|
С учетом этих потерь фактическая работоспособность системы будет равна:
. (12)
Для оценки влияния необратимости процессов преобразования энергии на потери полезной работы может использоваться метод эксергетических потоков. Согласно этому методу подсчитываются потоки эксергии рабочих тел, входящих в систему (Э 1), эксергии подводимой теплоты (Э q), эксергии рабочих тел, покидающих систему (Э 2) и подводимой или отводимой организованной энергии в форме работы всех видов (lист). При этом термодинамическое совершенство системы характеризуется эксергетическим коэффициентом полезного действия (кпд):
,
где ЭП – полезно используемая эксергия; пересекающая границу системы; Эз – затрачиваемая эксергия.