دانلود تحقیق در مورد سنجش عملکرد و مصرف کننده

4-2-1-2) راندمان اگزرژی
راندمان مفهومی است که همواره برای سنجش یک سیستم و مقایسه‌ی عملکرد آن با سایر سیستمها مورد توجه قرار گرفته و مبنای محاسبه‌ی آن عمدتاً قانون اول ترمودینامیک بوده که به آن راندمان انرژی نیز گفته می‌شود. استفاده از فاکتور راندمان انرژی برای سنجش عملکرد یک سیستم به تنهایی کافی نیست و در نظر گرفتن عامل دیگری به نام بازگشت ناپذیریهای داخلی نیز امری ضروری به نظر می‌رسد. در محاسبه‌ی راندمان انرژی تمرکز روی کم کردن اتلافات حرارتی به جهت افزایش راندمان است، درحالیکه راندمان اگزرژی تک تک جریانها را از دیدکاه اگزرژی مورد بررسی قرار می دهد و در واقع علاوه بر اتلافات خارجی به بازگشت‌ناپذیریهای داخلی نیز به عنوان عاملی تاثیرگذار بر عملکرد سیستم توجه دارد. به همین دلیل توضیح بهتری از میزان کارایی سیستم ارائه می‌دهد [23و24].
Widget not in any sidebars

در بسیاری از منابع از تعریف زیر برای راندمان اگزرژی سیستم استفاده شده است :
استفاده از این تعریف ممکن است در برخی موارد موجب اشتباه در فهم موضوع اگزرژی خروجی و ورودی گردد. برای جلوگیری از این مسئله دقت به این نکته امری ضروری به نظر می‌رسد که منظور از اگزرژی ورودی، جریان یا جریانهایی هستند که به عنوان منبع اگزرژی در سیستم عمل می‌کند و به همین ترتیب اگزرژی خروجی نیز جریان یا جریانهای مصرف کننده‌ی اگزرژی در سیستم می‌باشند. بدین منظور استفاده از تعریف زیر امری مفیدتر خواهد بود :
(4-7)
4-2-1-3) اگزرژی جریان
با توجه به قانون دوم ترمودینامیک می‌دانیم که میزان مشخصی از گرما نمی‌تواند بطور کامل به کار تبدیل شود، به همین دلیل پتانسیل کار انرژی داخلی سیستم حتماً کمتر از مقدار خود میزان انرژی داخلی آن است. برای بدست آوردن این مقدار کار که همان میزان اگزرژی سیستم است یک سیستم پایا و بسته‌ی ترمودینامیکی در فشار و دمای مشخص P وT که طی یک فرایند برگشت‌پذیر با محیط به فشار و دمای و به تعادل ترمودینامیکی می‌رسد را که مانند شکل( 4-1) شامل یک سیلندر-پیستون و موتور حرارتی بازگشت پذیر است در نظر می‌گیریم، مجموعه‌ی سیلندر-پیستون حاوی سیال به جرم m در دمای T و فشار P است. جرم داخل سیلندر حجم V را اشغال کرده است و دارای انرژی داخلی U و آنتروپی S می‌باشد. تغییر در حالت سیستم با تغییر حجم dV و انتقال حرارت همراه است. با نوشتن قانون اول ترمودینامیک خواهیم داشت :
(4-8)
و همچنین داریم :
(4-9)
که در آن قسمت مفید کار خروجی از مرز سیستم است که توسط پیستون انجام می‌شود.
P
T
P0
T0

پمپ حرارتی
شکل 4-1)
در موتور حرارتی بازگشت‌پذیر داریم :
(4-10)
پتانسیل انجام کار مفید یا همان اگزرژی سیستم برابر با رابطه‌ی زیر است :
(4-11)
از جمع روابط (4-9) و (4-10) و جایگذاری در معادله‌ی (4-8) رابطه‌ی (4-11) به صورت زیر بدست خواهد آمد :
(4-12) با انتگرالگیری از رابطه‌ی (4-12) بین حالت داده شده و حالت مرده ( محیط) خواهیم داشت :
(4-13)