Виды эксергетических потерь

При составлении эксергетического баланса системы необходима полная дифференциация потерь эксергии, чтобы получить максимум информации для дальнейшего совершенствования.

По месту образования потери в системе делят на внешние и внутренние. Внешние потери связаны с условиями сопряжения системы с окружающей средой и находящимися в ней источниками и приемниками энергии. Эти потери возникают из-за отличия температуры нагреваемого или охлаждаемого рабочего тела. Сюда также включают потери через изоляцию, потери с побочными продуктами, покидающими установку без использования их эксергии (дымовые газы, нагретая в теплообменниках вода и пр.). Внешние потери можно объяснить несоответствием между процессом в целом и внешними условиями его проведения, а также несоответствием между отдельными элементами системы, связанными в единую технологическую цепочку.

Внутренние потери связаны с необратимостью процессов, протекающих внутри системы. Эти потери могут возникнуть в результате необратимости реакций, дросселирования, гидравлического сопротивления, трения в машинах, тепломассообмена из-за конечных разностей температур и концентраций, а также из-за несовершенства аппаратов и машин, входящих в систему, или процессов в отдельных ее элементах.

Разделение потерь на внешние и внутренние определяется различием способов уменьшения тех и других видов потерь.

При анализе систему обычно расчленяют по функциональному признаку, то есть выделяют подсистему или ее элементы. Для каждого элемента рассчитывают внутренние и внешние потери, после чего приступают к анализу причин, вызывающих эти потери. Разделение потерь на внешние и внутренние можно выполнить исходя из эксергетического баланса: Е_вх > Е_вых, то есть
Е_D = Е_вх –Е_вых. Если в последнюю формулу подставить величины эксергии, взятые по параметрам самой установки, то полученная величина будет соответствовать только внутренним потерям. Если же контрольную плоскость провести так, чтобы в нее входили величины эксергии, отдаваемые или получаемые внешними источниками и приемниками энергии, то разность Е_вх –Е_вых будет включать внешние и внутренние потери.

Часть Е_D, связанная с необратимостью, органически присущей конкретному процессу, не может быть устранена или снижена без радикального его изменения или замены его другим. Эти потери называют собственными. Другую часть Е_D, зависящую от несовершенства оборудования (потери от плохой теплоизоляции, трения, теплообмена при конечной разности температур и пр.), составляют так называемые технические потери, которые можно уменьшить без изменения схемы процесса.