بهینهسازی کل سیستم یا یک جز خاص از آن
پی بردن به فرآیند شکلگیری هزینه و جریان هزینه ها در یک سیستم
ترمواکونومیک از نتایج حاصل از شبیهسازی سیستمهای انرژی و تحلیل های ترمودینامیکی (اگزرژتیکی) و اقتصادی استفاده نموده و اطلاعات مفیدی را برای ارزیابی این سیستمها و همچنین بهینهسازی طراحی و عملکرد آنها با بکارگیری تکنیکهای مختلف بهینهسازی نظیر تکنیکهای ریاضی و هوش مصنوعی فراهم میکند.
۳-۲ تحلیل اگزرژی
یک تحلیل اگزرژی مکان، اندازه و همچنین منابع ناکارآمدی ترمودینامیکی در یک سیستم را مشخص مینماید. این اطلاعات که از طریق دیگری (مثلاً تحلیل انرژی یا قانون اول) قابل دستیابی نمیباشند برای بهبود دادن راندمان کل و همچنین کارآیی اقتصادی یک سیستم و یا برای مقایسهی عملکرد سیستمهای مختلف بسیار سودمند میباشند. همچنین یک تحلیل اگزرژی، اگزرژی هر یک از جریانها، مقدار واقعی اتلاف انرژی و یا بعبارتی ناکارآمدیهای ترمودینامیکی (تخریب اگزرژی و اتلاف اگزرژی) و همچنین راندمان اگزرژتیک را برای هر یک از اجزای سیستم تعیین مینماید. در اینجا بعنوان قرارداد، کاری که بر روی یک سیستم انجام میگیرد و همچنین حرارت منتقل شده از سیستم منفی و کاری که توسط سیستم انجام میگیرد و حرارت داده شده به سیستم مثبت در نظر گرفته میشوند.
۳-۲-۱ اجزای اگزرژی
اگزرژی عبارت است از حداکثر کار مفید تئوری (کار محوری یا الکتریکی) که میتوان از یک سیستم حرارتی بدست آورد وقتی به حالت تعادل ترمودینامیکی با محیط برده میشود و تنها با محیط اطراف خود برهمکنش داشته باشد. یا بطور معادل میتوان گفت اگزرژی عبارت است از حداقل کار تئوری (محوری یا الکتریکی) مورد نیاز برای اینکه یک مقدار از ماده را از حالتی که در تعادل با محیط میباشد به یک حالت مشخص ببرد. بنابراین میتوان چنین تعبیر کرد که اگزرژی نشان دهنده میزان انحراف حالت یک سیستم نسبت به حالت محیط میباشد.
محیط یک سیستم بزرگ در حالت تعادل میباشد که متغیرهای حالت (T0,P0) و پتانسیل شیمیایی اجزای شیمیایی موجود در آن هنگامی که در فرآیندهای ترمودینامیکی به تبادل جرم و حرارت با سیستمهای دیگر میپردازد، ثابت میماند. این نکته مهمی است که هیچ واکنش شیمیایی نمیتواند بین اجزای شیمیایی محیط صورت گیرد. محیط عاری از هر گونه بازگشت ناپذیری است و اگزرژی محیط برابر صفر میباشد. محیط درواقع قسمتی از فضای اطراف هر سیستم میباشد.
در غیاب اثرات هسته ای، مغناطیسی، الکتریکی و کشش سطحی، اگزرژی کل یک سیستم Esys میتواند به چهار جز تقسیم گردد:
| برای دانلود متن کامل پایان نامه به سایت azarim.ir مراجعه نمایید. |
| (۳-۱) |
زیروند sysاگزرژی کلی و اگزرژی فیزیکی را از سایر مقادیر اگزرژی بواسطه شامل بودن انتقالهایی که مرتبط با جریانهای مواد میباشد، متمایز میسازد.
اگزرژی کل به ازای واحد جرم esys بصورت زیر خواهد بود:
| (۳-۲) |
اگزرژی فیزیکی برای یک سیستم ترمودینامیکی بوسیله رابطهی زیر محاسبه میگردد:
| (۳-۳) |
که S و U و V به ترتیب نشان دهندهی انرژی داخلی، حجم و آنتروپی سیستم میباشند. زیروند ۰ بیانگر حالت همان سیستم در دمای و فشار محیط میباشد.
نرخ اگزرژی فیزیکی که مربوط به جریان جرمی میباشد و با زیروند ms نشان داده میشود عبارت است از: