Раздел 2.2. Необратимое преобразование химической энергии

топлива в работу……………………………………………. 48

2.2.1. Современное производство энергетической продукции

и химическая термодинамика…………………………………... 48

2. Тепловые эффекты химических реакций. Закон Гесса……….. 48

3. Тепловые эффекты образования веществ………………………... 52

2.2.4. Изменение тепловых эффектов химических реакций с

температурой. Уравнения Кирхгофа…………………………... 54

2.2.5. Основы теории горения………………………………………… 55

2.2.6. Преобразование энергии, выделяющейся при горении

топлива, в работу………………………………………………… 60

2.2.7. Основные направления совершенствования

энергетических установок………………………………………. 61

Раздел 2.3. Энергосбережение в энергосиловых установках…………..63

2.3.1. Регенерация тепла…………………………………………………… 63

2.3.2. Изотермический подвод и отвод теплоты…………………………. 67

2.3.2. Бинарные циклы…………………………………………………….. 68

2.3.3. Парогазовые установки……………………………………………... 70

Раздел 2.4. Преобразование химической в работу при

обратимом окислении топлив………………………….. 73

2.4.1 Константы равновесия химических реакций…………………… 73

2.4.2. Максимальная работа при обратимых процессах…………….. 75

2.4.3. Коэффициент использования топлива при обратимой

реакции окисления. …………………………………………….. 78

2.4.4. Идеальная машина для обратимого окисления топлив.

Ящик Вант-Гоффа………………………………………………. 79

2.4.5. Топливные элементы…………………………………………….. 81

Раздел 2.5. Энергосбережение в системах производства

низкопотенциального тепла………………………………... 82

2.5.1. Обратимое преобразование работы в теплоту. Цикл

Клаузиуса……………………………………………………………82

2.5.2. Обратимое преобразование теплоты. Термотрансформатор…... 84

2.5.3. Тепловые насосы…………………………………………………. 86

4. Энергосбережение при теплофикации…………………………… 87

5. Сравнительный анализ теплофикации и тепловых насосов

в автономной системе энергоснабжения…………………………. 89

2.5.6. Основные направления энергосбережения при

производстве низкопотенциального тепла………………….. 93

Приложение 1. Зависимости средних теплоемкостей газов от

температуры…………………………………………... 94

Приложение 2. Таблица термодинамических свойств веществ……….. 94

Литература…………………………………………………………………. 95

Введение

Постоянно растущая цена на энергоносители имеет в своей основе ряд объективных обстоятельств, некоторые из которых представляют серьезную проблему, стоящую на пути развития цивилизации. Прежде всего, как отметил в своем докладе академик С. Капица, между уровнем экономического развития общества и потреблением энергии на душу населения существует жесткая связь. В первом приближении можно считать, что эти показатели просто пропорциональны. Непрерывное улучшение жизни людей оказывается связанным с наращивание производства энергии, которое наталкивается на проблему истощения месторождений первичных энергоресурсов и на экологические ограничения, связанные с доминирующим положением энергетики в загрязнении окружающей среды отходами своего производства. В результате растущих выбросов углекислого и других парниковых газов в атмосферу Земли при современных темпах роста сжигания минерального топлива стала реальной глобальная катастрофа, связанная с резким изменением климата. Перед лицом надвигающейся опасности 164 страны единогласно договорились в 1997 году в г. Киото (Япония) сократить объем вредных выбросов до 2012 года. США отказались ратифицировать Киотский протокол, мотивируя свой отказ, что он является препятствием для развития их экономики. Россия в конце 2004 года этот протокол ратифицировала.

Ограничение в количестве потребляемой энергии ставит перед обществом задачу уменьшения энергоемкости выпускаемой промышленной продукции при одновременном росте ее производства. Снижение затрат энергии на единицу продукции является одной из приоритетных задач научно-технического прогресса на современном этапе развития человечества. Решение подобной задачи невозможно без широкого внедрения энергосбережения во все отрасли промышленности , в том числе и текстильной, и выделения этой области научных исследований в отдельное направление. Соответственно должны готовится и специалисты, знакомые с методами и приемами энергосбережения уже освоенными и применяемыми в энергетике и теплотехнологиях.

Настоящее издание представляет собой краткий конспект лекций, которые автор читает в МГТУ с 1994 года для студентов, специализирующихся в области теплоэнергетики (специальность 100700). В лекциях изложены проблемы развития современной теплоэнергетики и термодинамические основы энергосбережения, лежащие в основе современного производства энергии. Отмечены также перспективные направления развития тепловой энергетики так и проявляющиеся черты ее будущего облика

.