An Exergy Concept Model for an Open Thermodynamic System Analysis. I. One-Component System

• Autorzy: Kozaczka J.

Warianty tytułu

PL

Model pojęcia egzergii dla analizy otwartego układu termodynamicznego. I. Układ jednoskładnikowy

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Thermodynamic systems can be divided into isolated, closed, flow and open ones. The last type can be treated as a general case of the system, for the appropriate concepts and balances can be easily applied to the others. The one-component open system is its special case. The exergy equations for a one-component thermodynamic open system have been derived in two different ways. The first one is typical of the so-called engineering thermodynamics, where appropriate formulas are usually applied for modeling the gas tankage and tank emptying. The process occurs in such a way, that the substance of the same quality as in a tank, will be added at the erwironment intensities (Tg, pQ) or, subtracted at the tank content ones (T, p). The second way of deriving exergy equations for the one-component open system, the generalized approach, leads to the same results as it has been expected. This solution, however, is a little bit simplified because of the concept of chemical potential but it suits very well and clearly the universal formal considerations.

PL

Układy termodynamiczne można podzielić na odosobnione, zamknięte, przepływowe i otwarte. Te ostatnie mogą być traktowane jako przypadek ogólny, bowiem odpowiednie pojęcia i bilanse mogą być bardzo łatwo odniesione do pozostałych. Otwarty układ jednoskładnikowy jest ich szczególnym przypadkiem. Zostały dla niego wyprowadzone równania na egzergię i jej bilans dwoma sposobami. Pierwszy z nich jest typowy dla tak zwanej termodynamiki technicznej, stosowany do modelowania procesów napełniania i opróżniania zbiorników z gazem. Proces taki przebiega w ten sposób, że taka sama substancja jak w zbiorniku zostaje doprowadzona z zewnątrz przy parametrach otoczenia (T0 p0) albo wyprowadzona ze zbiornika przy parametrach gazu wewnątrz tego zbiornika (T, p). Drugi sposób wyprowadzenia równań na egzergię i jej bilans, charakterystyczny dla termodynamicznego otwartego układu jednoskładnikowego, jest sposobem uogólnionym i prowadzi do tych samych wyników, czego można było oczekiwać. Sposób ten jest uproszczony o tyle, iż pojecie potencjału chemicznego odnosi się do układów wieloskładnikowych. Jednakże jego uwzględnienie nadaje przedstawionym analizom przejrzystość i uniwersalność.

Słowa kluczowe

PL

układ termodynamiczny; egzergia; układ jednoskładnikowy

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Mechanika / Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica
• Rocznik: 2002
• Tom: T. 21, z. 4
• Strony: 269--279
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., rys.

Twórcy

autor

Kozaczka J.

• VSB-Technical University Ostrava, Faculty of Mechanical Engineering Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, AGH

Bibliografia

• [1] Andrjuščenko AJ.: Osnowy termodinamiki ciklow teploinergetičeskich ustanowok. Moskva, Izd. „Vysšaja Škola" 1968
• [2] Andrjuščenko AJ.: Osnowy techničeskoj termodinamiki real'nych processov, izd. 2. Moskva, Izd. „Vysšaja Škola" 1975
• [3] Copeland /_• Work-Energy Theorem For Variable Mass Systems. American Journal of Physics, 50,7,1982, 599-601
• [4] Fleischer L.-G., Arnold K.-H.: Mengenzustandslinderungen in homogenen thermodynami-schen Systemen. Chemische Technik, 23,6,1971,361-363
• [5] Chajrudtinov KA.: K termodinamike processov b sistemach peremennoj massy. Teploěner- getika, 18,9,1971, 68-70
• [6] Kluge G., Neugebauer G.: Grundlagen der Thermodynamik. Berlin, VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften 1976
• [7] Köhler K.: Mengenzustandsänderungen. Wissenschaftliche Zeitschrift der Technischen Universität Dresden, 10,2,1961, (M)- und (T)-Reihe Nr 11, 287-293, +ref.: Brennstoff-Wärme-Kraft (BWK), 13,11,1961, 503
• [8] Köhler K.: Mengenzustandsänderungen. Energietechnik, 11, 11, 1961, 517-523 +to:Elsner N.: Brennstoff-Wärme-Kraft (BWK), 13, 5,1961, 233
• [9] Kopelevič A.S.: Massoobmennye politropnye processy. Izvestíja vuzov SSSR Energetika, 21, 3,1978, 97-100
• [10] Korabelyščikov NJ.: K opredeleniju politropnych processov. Izvestíja vuzov SSSR Mašinostroenie, 4,1996,107-111
• [11] Kozaczka J.: Analiza termodynamiczna. Kraków, Wyd. AGH 1988
• [12] Kozaczka).: Begrenzungen der Energiewandlungsprozesse in einfachen Systemen. Kwart.AGH Mechanika, 14, 3,1995, 279-286
• [13] Kozaczka J.: The Exergy Concept Applied to Separation Processes. 44. Konference chemického a procesního inženýrství CHISA'97,13-16. října 1997, Smí, Šumava (Czech Republic), Program/Sbomík, Separační procesy a aparáty (C5.5), 106 (abstract),D-ROM CHISA'97 (Windows 95, Windows NT), MagicWARE sxo. 1997, Ref. No. C55 (full text), ISBN 80-86059-23-5
• [14] Kozaczka ).: Exergie als Zustandsgröße und die Exergiebilanz mit Berücksichtigung von Begrenzungen der Energiewandlungsprozesse. Kwart. AGH Mechanika, 17,4,1998,571-576
• [15] KozaczkaA J.: Chemische Nutzarbeit, Nullexergie und die molare Standardexergie in den Analysen der technischen Thermodynamik. Kwart. AGH Mechanika, 19,3, 2000,321-334
• [16] Kozaczka J.: An Exergy Concept Model as for Use in Analyses of Thermo-Mechanical and Chemical Energy Conversions. 14th International Congress of Chemical and Process Engineering CHISA 2000, 17-31. August 2000, Praha (Czech Republic), Česká společnost chemického inženýrství (Czech Society of Chemical Engineering), European Federation of Chemical Engineering Congress, Event 617, Summaries 3 Mechanical and Heat Transfer Processes and Equipment, 190, Pl .120 (abstract), CD-ROM of Full Texts CHISA 2000 (for Unix, OS/2-Warp, MAC OS, Windows 3.x/95/98/NT), Ref No.: 0511 (full text), ISBN 80-86059-30-8
• [17] Kozaczka J.: Termodynamická analýza energetických procesů a zařízení, výtah z vybraných prací. Kraków - Ostrava, Taurus-K Publishers 2001 (ISBN 83-907268-6-6)
• [18] Lapšov V.N.: Termodinamičeskij rasčet processov istečenija ideal'nych gazov c teploobmenom. Izvestíja vuzov SSSR Energetika, 11, 7,1968,50-56
• [19] Martynovskij VS. (Brodjanskij VM. (red.)): Cykly, schemy i charakteristiki termotransformatorov. Moskva, Izd. „Energija" 1979
• [20] Martynovskij VS., šnajd I.M.: Termodinamičeskie uravnenija dlja otkrytych sistem. Izvestija vuzov SSSR Energetika, 15,3,1972, 68-73
• [21] Moseev I.V., Stepančuk V.F.: Rasčet istečenija gaza iz rezervuara. Izvestíja vuzov SSSR Energetika, 6, 4,1963,115-120
• [22] Robinson P.J.: Chemical Potentials In An Ideal Mixture Of Ideal Gases. Journal of Chemical Education 41,12,1964, 654-655