火用平衡分析（节能技术课件）.pptx

热平衡与节能技术火用的基本概念

能量之间数量的关系热力学第一定律能量守恒与转换定律所有满足能量守恒与转换定律的过程是否都能自发进行？

自发过程的方向性自发过程：不需要任何外界作用而自动进行的过程。自然界自发过程都具有方向性热量由高温物体传向低温物体摩擦生热水自动地由高处向低处流动电流自动地由高电势流向低电势评定标准？

如果同样重量的24K金子和18K金子相比较，问你哪个更有价值？同样数量的热和功，哪个利用价值更高一些？同是1000kg的饱和蒸汽和过热蒸汽哪个作功能力更大？

焓相同的情况下h1=h2p1p2w1w2w1w2那种过程做功多？

内能相同情况下u1=u2p0p0w1w2w1w2那种过程做功多？

能得到什么结论？能量相同，做功能力不同（品位不同）如果从热力学第一定律分析，只能得到能量相等的结果节能不仅仅应该节省能量的消耗，还要根据能量的品位不同，按质用能。热力学第二定律分析

1、火用的基本概念火用就是在周围环境条件下任意形式的能量中，理论上能够转变为有用功的那部分能量称为该能量的火用或火用，用EX表示，单位为kJ(或J)，单位工质的火用称为比火用．用ex表示，单位为kJ／kg或kJ／Nm3。能量中不能转变为有用功的那部分能量称为该能量中的火无或火无，用An表示，单位质量的火无称为比火无，用an表示，其单位与火用相同。

1.的基本概念热力学第一定律:在任何能量转换中，火用和火无的总量保持不变。热力学第二定律:每种能量都是由火用和火无两部分组成

Ex与AnEx的定义当系统由一任意状态可逆地变化到与给定环境相平衡的状态时，理论上可以无限转换为任何其它能量形式的那部分能量，称为Ex100%相互转换功能量中除了Ex的部分，就是AnEx作功能力

三种不同品质的能量1、可无限转换的能量如：机械能、电能、水能、风能理论上可以完全转换为功的能量高级能量2、不能转换的能量理论上不能转换为功的能量如：环境（大气、海洋）3、可有限转换的能量理论上不能完全转换为功的能量低级能量如：热能、焓、内能（Ex火用）（An火无）（Ex+An，火用＋火无）

热平衡与节能技术火用的计算

如何计算火用？T0是环境温度2、火用的计算

2.热力系统火用的计算从恒温热源吸取的热量Q可能做的最大功为卡诺循环所做的功kJkJ

热力系统火用的计算

稳定流动开口系统火用的计算工质从给定状态以可逆方式转变到环境状态,并且只与环境交换热量时所做出的最大有用功由能量平衡方程式:相应的火无为:从状态1可逆转变到状态2所能完成的最大功为:

封闭系统火用的计算

封闭系统火用的计算从给定状态到环境状态积分封闭系统的火无等于:从状态1可逆转变到状态2所能完成的最大功为:

理想气体火用的计算利用理想气体状态方程也可以进行计算①温度火用②压力火用

燃烧产物火用的计算式中Qr——输入燃料热量，kJ／kg或N／Nm3；Tll—理论燃烧温度，K；erw——在理论燃烧温度下，燃烧产物的火用，kJ／kg或N／Nm3。kJ/kg或kJ/Nm3在完全燃烧的前提下，当过剩空气系数越小，燃烧产物的温度越高，其火用值越大。

燃料火用的计算燃料与氧气完全燃烧反应后,以可逆方式转变到完全平衡的环境状态所能做出的最大功。标准燃料火用：1个大气压，25℃时的燃料火用燃料火用=标准燃料火用+物理显火用（高温高压）应用朗特式简单算法固体燃料化学火用液体燃料化学火用气体燃料化学火用

其它火用的计算低温物质的火用：潜热火用：当物质发生相变(融化或汽化)时，相变温度T保持不变，但需要吸收潜热r，潜火用实际上是指吸收热量r后产生的火用的变化，即：非压缩性流体的压力火用：非压缩性流体的压力火用（设密度为ρ）表示为：

热平衡与节能技术火用分析评价与步骤

火用的分类对应于系统与环境的关系可分为:物理火用和化学火用根据能量性质分类:热量火用、冷量火用、机械能火用按工艺过程分：输入火用、输出火用、燃料火用、排烟火用3、火用平衡与评价

火用平衡和火用效率输入火用＝输出火用＋火用损失正平衡法反平衡法

火用分析的评价准则热力学完善度火用效率

火用分析的分析准则火用损系数λ为系统内某环节(设备或过程)的火用损与系统输人火用之比火用损率σ为某过程或环节的火用损失与系统总火用损之比

火用分析法步骤对一个过程进行热力学分析，一般分为如下四步：⑴根据需要确定被研究的物系；⑵确定输入及输出的各物流、能源的工艺状况及热力学函数；⑶计算各物流、能流的火用；⑷对体系进