Какие исходные данные нужны и как их задать
Для расчёта «Эксергия охлаждаемого потока и доступная полезная работа» величину Массовый расход потока (кг/с) следует брать из того же измерения, что и Удельная теплоёмкость (Дж/(кг·К)). Не смешивайте данные разных опытов: это особенно важно при изменяющихся нагрузках, температуре или условиях прохождения процесса.
Укажите Доля извлечения полезной эксергии (безразмерная величина) в единицах справа от поля. Остальные значения заполните до отправки формы, учитывая заданные диапазоны. Если величина измерялась с погрешностью, сохраните два крайних правдоподобных значения для отдельного сравнения результатов.
Что описывает модель и как она работает
Для жидкого потока с постоянной теплоёмкостью оцениваются физическая эксергия относительно окружающей среды, её убыль при охлаждении и доля, которую удаётся превратить в полезную работу. Главные искомые показатели в этой задаче — «Тепловая мощность охлаждения, Вт» и «Эксергия на входе, Вт». Они рассчитываются из одного согласованного набора вводимых величин, поэтому результаты связаны общими ограничениями и балансами.
При вычислении «Эксергия охлаждаемого потока и доступная полезная работа» используются физические размерности и проверяются неподходящие сочетания исходных данных. Например, нулевое сопротивление, чрезмерный напор или предельная частота в некоторых задачах требуют отдельной проверки, а не механической подстановки в выражение.
Как читать результаты и проверять порядок величин
Первое число «Тепловая мощность охлаждения, Вт» характеризует основной итог данной постановки. Показатель «Эксергия на входе, Вт» полезен для перекрёстной проверки: при разумном изменении исходных данных он должен меняться в направлении, которое следует из физических законов.
Не ограничивайтесь итоговой строкой: сравните также «Полезная энергия эксергии за период, кВт·ч» с типичными значениями для вашего оборудования или объекта. Если величина отличается на порядки, прежде всего проверьте перевод единиц, десятичный разделитель и исходный диапазон.
Границы применимости и причины расхождений
Эксергия зависит не только от тепловой мощности, но и от её температуры относительно среды. Модель предполагает неизменную теплоёмкость и не учитывает механическую эксергию давления, кинетическую энергию и смешение. Такие допущения ограничивают точность в предельных режимах, но позволяют получить воспроизводимую оценку при известных исходных параметрах и согласованной системе единиц.
Математически допустимый ввод ещё не гарантирует физической достоверности опыта. Если на результат существенно влияет Доля извлечения полезной эксергии (безразмерная величина), уточните его по измерениям или техническому паспорту, а затем пересчитайте весь набор показателей, а не только отдельную формулу.
Сравнение вариантов и самостоятельная проверка
Для первой проверки рассчитайте исходный сценарий, затем измените Массовый расход потока (кг/с) на несколько процентов, оставив прочие параметры прежними. Если изменения результата неожиданны, сравните промежуточные величины и убедитесь, что не вышли за пределы применимости модели.
Во втором сценарии отдельно измените Доля извлечения полезной эксергии (безразмерная величина), чтобы оценить влияние крайнего или эксплуатационного условия. Записывайте настройки каждого сценария: простое сравнение без исходных параметров может скрыть различие между измерениями и предположениями.
Формула расчёта
Для жидкого потока с постоянной теплоёмкостью оцениваются физическая эксергия относительно окружающей среды, её убыль при охлаждении и доля, которую удаётся превратить в полезную работу. Эксергия зависит не только от тепловой мощности, но и от её температуры относительно среды. Модель предполагает неизменную теплоёмкость и не учитывает механическую эксергию давления, кинетическую энергию и смешение.
Проверенные примеры
flow=1.8; cp=4200; tin=95; tout=50; env=20; hours=8; recovery=0.6
Тепловая мощность охлаждения, Вт: 340200; Эксергия на входе, Вт: 62133.1; Эксергия на выходе, Вт: 10869.4; Снижение эксергии, Вт: 51263.6; Полезно извлекаемая эксергия, Вт: 30758.2
flow=1.71; cp=4200; tin=95; tout=50; env=20; hours=8; recovery=0.6
Тепловая мощность охлаждения, Вт: 323190; Эксергия на входе, Вт: 59026.4; Эксергия на выходе, Вт: 10325.9; Снижение эксергии, Вт: 48700.5; Полезно извлекаемая эксергия, Вт: 29220.3
flow=1.8; cp=4200; tin=95; tout=50; env=20; hours=8; recovery=0.63
Тепловая мощность охлаждения, Вт: 340200; Эксергия на входе, Вт: 62133.1; Эксергия на выходе, Вт: 10869.4; Снижение эксергии, Вт: 51263.6; Полезно извлекаемая эксергия, Вт: 32296.1
Как пользоваться онлайн-калькулятором
- Укажите «Массовый расход потока» в кг/с; допустимый диапазон от 0.0001 до 1e+06.
- Укажите «Удельная теплоёмкость» в Дж/(кг·К); допустимый диапазон от 1 до 100000.
- Укажите «Температура потока на входе» в °C; допустимый диапазон от -100 до 1000.
- Укажите «Температура потока на выходе» в °C; допустимый диапазон от -100 до 1000.
- Укажите «Температура окружающей среды» в °C; допустимый диапазон от -100 до 1000.
- Укажите «Время работы» в ч; допустимый диапазон от 0.01 до 100000.
- Укажите «Доля извлечения полезной эксергии» в безразмерных единицах; допустимый диапазон от 0 до 1.