که در این رابطه زیروندهای i و e به ترتیب نشان دهنده جریانهای ورودی و خروجی میباشند. در حالتیکه انتقال حرارت در فشار ثابت انجام میگیرد رابطهی (۳-۲۵) به رابطهی زیر ساده میشود:

(۳-۲۶)

رابطهی (۳-۲۴) نشان میدهد که اختلاف بین دماهای ترمودینامیکی متوسط دو جریان () معیاری برای تخریب اگزرژی میباشد. نامتناسب بودن نرخ ظرفیت حرارتی دو جریان: و همچنین اختلاف دمای کمینه محدود (ΔTmin = T3 – T2در شکل ۳-۲) علل ناکارآمدیهای ترمودینامیکی میباشند.
در مبدلهای حرارتی باید از کنار هم قراردادن جریانهایی که نرخ ظرفیت حرارتی آنها بسیار متفاوت از یکدیگر میباشد اجتناب گردد. همچنین با توجه به رابطهی (۳-۲۴) میتوان گفت که به ازای اختلاف دمای ثابت هر چه سطح دماهای پایین تر باشد بازگشت ناپذیری و تخریب اگزرژی ناشی از انتقال حرارت بین دو جریان بیشتر خواهد شد.
نرخ تخریب اگزرژی بواسطه اصطکاک بوسیله رابطه زیر محاسبه میگردد:

برای دانلود متن کامل پایان نامه به سایت  fotka.ir  مراجعه نمایید.

(۳-۲۷)

که در رابطه فوق Ta دمای متوسط ترمودینامیکی سیال کاری و افت هد میباشد.
تاثیر اصطکاک در دبیهای جرمی زیاد و دماهای پایین شدیدتر است. اگرچه تخریب اگزرژی بواسطه اصطکاک در سیستمهای حرارتی معمولاً از درجهی دوم اهمیت برخوردار میباشد ولی هزینههای مرتبط با این تخریب اگزرژی ممکن است چشمگیر باشد.
از آنجایی که هزینه واحد توان الکتریکی یا مکانیکی که برای تغذیه پمپ، کمپرسور یا فن احتیاج میباشد، بطور قابل توجهی از هزینه واحد یک سوخت فسیلی بیشتر میباشد بنابراین هر واحد تخریب اگزرژی بواسطه اتلاف اصطکاکی نسبتا گرانتر خواهد بود.
مثالهایی برای اتلاف اگزرژی عبارتند از: انتقال حرارت به محیط (اتلاف حرارتی)، اتلاف یا پراکندگی انرژی جنبشی گازهای خروجی و بازگشت ناپذیری بواسطه ترکیب گازهای خروجی با هوای محیط.
رهنمودهایی برای بهبود مصرف منابع انرژی از طریق کاهش منابع ناکارآمدی ترمودینامیکی حرارتی بوسیلهی Bejan, Moran, Tsatsaronis و Sama ارائه شده اند. هر چند کاربرد اصلی تحلیل اگزرژی برای ارزیابی یک سیستم در قالب یک تحلیل ترمواکونومیکی مطرح میگردد که نه تنها ناکارآمدیها را در نظر میگیرد بلکه هزینههای مرتبط با این ناکارآمدیها و همچنین هزینههای سرمایه گذاری مورد نیاز برای کاهش این ناکارآمدیها را نیز لحاظ میکند.
۳-۲-۳ متغیرهای اگزرژتیک
ارزیابی عملکرد و بهینه سازی طراحی سیستمهای حرارتی نیازمند به تعیین راندمان اگزرژتیک و یک روش مناسب تعیین هزینهی برای هر یک از اجزای سیستم میباشد. راندمان اگزرژتیک برای یک جز بصورت نسبت بین محصول و سوخت تعریف میگردد. محصول و سوخت یک جزء با در نظرگرفتن نتیجه مطلوبی که بوسیله آن جز تولید میگردد و همچنین منابعی که برای تولید آن نتیجه صرف میگردند، تعیین میشوند.

این نوشته را هم بخوانید :   دسترسی متن کامل - بهینه سازی ترمواکونومیک و اگزرژو اکونومیک بویلربازیاب حرارت سیکل ترکیبی و سیستم ...

(۳-۲۸)

راندمان اگزرژتیک در صورتیکه به گونه ای مناسب تعریف شده باشد، تنها متغیری است که بدون هیچ گونه ابهامی خصوصیات عملکردی یک جز را از دیدگاه ترمودینامیکی مشخص میسازد. جدول (۳-۱) نحوه تعریف سوخت و محصول را برای بعضی از اجزای منتخب در سیستمهای حرارتی و در حالت کارکرد پایدار نشان میدهد.
نرخ تخریب اگزرژی در جز k ام یک سیستم بوسیله رابطهی زیر تعیین میگردد: