ویکی پدیا


ترموديناميك به*صورت فراگيري به*عنوان دانش انرژي نگريسته مي*شود و مهندسي گرما مرتبط با به*كار بردن بهترين استفاده از منابع انرژي در دسترس مي*باشد. نام ترموديناميك برگرفته از كلمات يوناني ترم (حرارت) و ديناميك (نيرو) بوده كه توصيفي*ترين تعريف از تلاش*هاي نخستين جهت تبديل حرارت به توان است. امروزه اين نام به طور وسيعي طوري تفسير مي*شود كه شامل تمام جلوه*هاي انرژي و تبديلات انرژي نظير توليد توان، سردسازي و روابط بين خواص مواد مي*باشد.



دانش ترموديناميك نخست بر اساس دو قانون طبيعي اصلي به*نام*هاي قوانين اول و دوم بنا گرديد. قانون اول ترموديناميك به*طور ساده عبارتي از قانون بقاي انرژي است. اين قانون بر اين نكته پا مي*فشارد كه انرژي خاصيتي ترموديناميك است و اينكه در هر واكنش، انرژي مي تواند از شكلي به شكل ديگر تبديل شود اما مقدار كل انرژي ثابت مي*ماند. قانون دوم ترموديناميك بر اين است كه انرژي علاوه بر كميّت، داراي كيفيت نيز بوده و فرايندهاي عملي در جهت كاهش كيفيت انرژي پيش مي*روند. انرژي گرمايي جسم دما بالا هنگامي*كه به جسم دما پايين منتقل مي*شود، جسم را به كاهش درجه دچار مي*گرداند. تلاش*هاي در جهت عددي كردن كيفيت يا پتانسيل كاري انرژي در پرتو قانون دوم ترموديناميك منجر به تعريف خواص انتروپي و اگزرژي گرديده است.


قانون اول و دوم ترموديناميك هم*زمان در دهه 1850 ميلادي نخستين بار به*صورت مجزا در كارهاي «ويليام رانكين»، «رودلف كلازيوس» و «ويليام تامسون» (و بعدتر «لرد كلوين») ظهور كردند. اگرچه اصول ترموديناميك از ابتداي خلقت جهان وجود داشتند، ترموديناميك به*عنوان دانش، تا زمان اختراع موتورهاي اتمسفري بخار توسط «توماس ساوري» در 1697 و «توماس نيومكامن» در 1712 در انگلستان، به ظهور نپيوست. اين موتورها بسيار كند و كم بازده بودند، اما راه را براي توسعه دانشي نو گشودند.

هدف اين مقاله به نحوي در شكل 1 نمايش داده شده است كه حوزه*هاي انرژي، انتروپي و اگزرژي نشان داده شده است. اين مقاله بر قسمتي از ترموديناميك كه مشترك بين حوزه*هاي انرژي، اگزرژي و انتروپي است، متمركز خواهد بود و به خصوص بر فصل مشترك اين سه حوزه تأكيد مي*كند. توجه داشته باشيد كه انتروژي و اگزرژي در ساير زمينه*ها نيز مورد استفاده قرار مي*گيرند (نظير تئوري آمار و اطلاعات) و بنابراين آنها زيرمجموعه انرژي نيستند. همچنين، بعضي اشكال انرژي (نظير كار محوري) بدون انتروپي هستند و در نتيجه انتروپي فقط زيرمجموعه بخشي از حوزه انرژي است. به*طور مشابه، اگزرژي زيرمجموعه بخشي از انرژي بوده و بر اين اساس بعضي سامانه*ها (نظير هوا در شرايط اتمسفر) داراي انرژي بوده ولي هيچ اگزرژي ندارد. بيشتر سامانه*هاي ترموديناميك (مثل بخار در نيروگاه) داراي انرژي، انتروپي و اگزرژي مي*باشند و بنابراين در فصل مشترك اين سه ظاهر مي*شوند.





تحليل بويلرهاي نيروگاهي به روش اگزرژي



اگزرژي به مفهوم حداكثر كار مفيد قابل دستيابي از مقداري انرژي و يا جرياني از يكماده ميباشد و تحليل اگزرژي روشنسبتاً جديدي استكه عملكرد ترموديناميكي سيستمهاي مختلفرا از ديدگاه قانون دوم ترموديناميكبه جاي قانون اول آن ارزيابي مينمايد. اين موضوع از آن جهتكه منابع انرژيهاي شناخته شده محدود بوده و قيمت آنها درحال افزايشاست و اينكه در روش تحليل اگزرژي مسائل اقتصادي را نيز ميتوان در كنار مسائل ترموديناميكي مطرح و بهينه سازي سيستمها را بر اين اساس انجام داد، حائز اهميتميباشد. در تحقيق حاضر تحليل اگزرژي بر روي نيروگاه بخار تبريز انجام گرفته و با مدلسازي سيكل حرارتي اين نيروگاه نابودي اگزرژي در هر يكاز اجزاء اصلي سيكل در بار عملي 350mw بدست آمده است. نتايج اين محاسبات نشان ميدهد كه بويلرعامل اصلي نابودي اگزرژي در سيكل نيروگاه ميباشد كه در بار ياد شده، مقدار اين نابودي 56.23 درصد اگزرژي سوخت را تشكيل ميدهد در حالي كه در كندانسور كه عامل اصلي تلفات انرژي است، فقط 1.06 درصد اگزرژي سوختنابود ميگردد. سپسبا مدلسازي بويلر نيروگاه مذكور، تحليل انرژي آن انجام گرفته، كه مقايسه نتايج آن با مقادير واقعي نشان از دقتمناسباين مدلسازي ميباشد. با تحليل اگزرژي بويلر و با بررسي فرآيندهاي انتقال حرارت و احتراق بعنوان عوامل اصلي نابودي اگزرژي، تاثير پارامترهاي بهرهبرداري بويلر، از قبيل ميزان هواي اضافي، پيشگرمايشهواي ورودي و نسبتگازهاي برگشتي به كوره بر نابودي اگزرژي در آن براي حالت استفاده از سوختمازوتبررسي شده و در نهايت با توجه به اينكه طرح تبديل سوختنيروگاه از مازوت به گازطبيعي در دستاقدام ميباشد، امكان سنجي اين طرح از نقطه نظر تحليل اگزرژي مطالعه گرديده است

ارسال : سونات