که و به ترتیب نشان دهنده نرخ آنتالپی و آنتروپی میباشند. زیروند ۰ نیز نشان دهنده مقادیر این خصوصیتها در دمای و فشار محیط میباشد.
اگزرژی جنبشی و پتانسیل به ترتیب برابر همان انرژی جنبشی و پتانسیل هستند:
(۳-۵)
(۳-۶)
که در این روابط V و z به ترتیب نشان دهنده سرعت و ارتفاع نسبت به یک مختصات مرجع در محیط (V0=0 , z0=0) میباشند. روابط (۳-۵) و (۳-۶) میتوانند هم برای سیستمها و هم برای جریانهای مواد بکار روند.
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت nefo.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))
اگزرژی شیمیایی عبارت است از حداکثر کار مفید قابل دستیابی وقتی که یک سیستم که در دمای و فشار قرار داد به حالت تعادل شیمیایی با محیط برسد. بنابراین برای محاسبهی اگزرژی شیمیایی نه تنها باید دما و فشار مشخص باشد بلکه ترکیب شیمیایی محیط نیز باید مشخص گردد. از آنجایی که محیط طبیعی ما در حالت تعادل نمی باشد لازم است که یک محیط مرجع اگزرژی مدل گردد. استفاده از جدول مقادیر اگزرژی شیمیایی استاندارد برای موادی که در محیط و در شرایط استاندارد (pref = 1.013 bar ،Tref = 298.15 K ) قراردارند، محاسبهی مقادیر اگزرژی را تسهیل مینماید.
مقادیر اگزرژی شیمیایی استاندارد در جداول برای محیطهای متفاوت وجود دارد. تاثیر تغییرات جزئی در مقادیر و بر روی مقادیر اگزرژی شیمیایی مواد مرجع در کاربردهای عملی می تواند صرفنظر گردد.
اگزرژی شیمیایی یک مخلوط ایده آل از N گاز ایده آل بصورت زیر محاسبه میگردد:
(۳-۷)
در صورتیکه دمای محیط T0 باشد، اگزرژی شیمیایی استاندارد مولار ماده k ام خواهد بود، و xk کسر مولی ماده k ام در سیستم و در دمای T0 میباشد.
برای محلول مایعات، اگزرژی شیمیایی در صورتی که ضرایب فعالیت، γk، معلوم باشند بصورت زیر محاسبه خواهد شد:
(۳-۸)
اگزرژی شیمیایی استاندارد یک ماده که در شرایط محیط قرار ندارد، با در نظر گرفتن انجام یک واکنش برگشت پذیر بین آن ماده و سایر موادی که اگزرژی شیمیایی استاندارد آنها مشخص است، قابل محاسبه خواهد بود. در فرآیندهای تبدیل انرژی محاسبهی اگزرژی شیمیایی سوختهای فسیلی از اهمیت ویژه ای برخوردار میباشد.
شکل (۳-۱) یک دستگاه واکنشگر فرضی بازگشت پذیر، ایزوترم و ایزوبار را نشان میدهد که در آن یک سوخت در طی فرایندی پایدار بطور کامل با اکسیژن واکنش انجام داده و CO2 و H2O و SO2 و N2 تولید میگردد. چنین فرض می شود که تمامی مواد بصورت غیرمخلوط در دمای و فشار وارد شده و خارج میگردند.
شکل ۳-۱ : وسیلهای برای ارزیابی اگزرژی شیمیایی یک سوخت
اگزرژی شیمیایی یک سوخت فسیلی برحسب مول با بهره گرفتن از بالانس آنتروپی، انرژی و اگزرژی برای واکنش برگشت پذیر فوق الذکر می تواند محاسبه گردد:
(۳-۹)
که در رابطه فوق:
(۳-۱۰)