Термодинамическая оптимизация процессов разделения
Страница 16

Важным свойством производства энтропии в системе является ее аддитивность, что позволяет на первом этапе разбить сложную систему на отдельные подсистемы, оптимизировать каждую из подсистем при тех или иных параметрах поступающих и выходящих из нее потоков. На следующем этапе требуется так согласовать средние интенсивности потоков, чтобы удовлетворить системным связям и минимизировать суммарное производство энтропии.

Как правило, для реализации найденных законов изменения температур, давлений, химических потенциалов мы можем изменять объемы подсистем, коэффициенты тепло- и массообмена. Самым простым и самым распространенным способом изменения коэффициентов тепло- и массообмена является установление и разрыв контактов между подсистемами. В тех случаях, когда перечисленные способы управления не позволяют реализовать оптимального решения, величина , соответствующая этому решению, дает оценку снизу для производства энтропии. Таким образом, при заданной интенсивности процесса нельзя получить производство энтропии меньшее, чем . Подстановка  в выражение для термического КПД или другого показателя эффективности, монотонно зависящего от , позволяет получить верхнюю оценку, которую при заданной интенсивности нельзя превзойти. Естественно, что эта оценка ниже обратимой.

В работе [9] предлагается конструкция ректификационной колонны с промежуточным подводом и отводом тепла. При  этом предлагается использовать такой профиль подвода тепла по высоте колонны, который минимизирует производство энтропии при теплопереносе. Указанный профиль найден при помощи метода ETD (Equal Thermodynamic Distance) и численного метода. Полученные профили оказались схожими, и заметно отличаются от температурного профиля общепринятой колонны. 

Другие статьи из раздела

Атом

Согласно кинетической теории газов лишь очень небольшая (при обычных условиях примерно одна десятитысячная) доля всего объёма газа занята самими молекулами, которые находятся в состоянии непрерывного беспорядочного движения. Каждая молекула ежесекундно несколько миллиардов раз сталкивается с другими, поэтому средняя длина её свободного пробега измеряется лишь десятками миллиметров...


Водные ресурсы

Водная среда Водная среда включает поверхностные и подземные воды. Поверхностные воды в основном сосредоточены в океане, содержанием 1 млрд. 375 млн. км3 - около 98% всей воды на Земле. Поверхность океана (акватория) составляет 361 млн. км2. Она примерно в 2,4 раза больше площади суши территории, занимающей 149 млн. км2. Вода в океане соленая, прич...


Азот и его соединения

В обычных условиях N2- физиологически индифферентный газ. Почти все летучие соединения N2 ядовиты. Аммиак NH3 сильно раздражает верхние дыха­тельные пути и глаза, а в больших концентрациях также возбуждает централь­ною нервную систему. Сходно действуют на нервную систему гидразин N2H4 и его производные, обладающие одновременно сильным гепатотоксическим дей­ствием...