能量有数量上的多少之分,更有质量上的高低差异。一人缸温水所含的热能虽然远大于一滴沸油所含的热能,但前者不能煮熟一个鸡蛋,后者却足以伤人肌肤。
利用能量做功是用能的基本手段和主要目的。各种能量在质量上的差异,可按其转换为功量的能力不同来加以区分。电能、化学能、机械能理论上可以全部转换为功量.称为“高质能”;温度与环境温度不同的热能之中,只有部分热能可以转换为功量,称为“低质能”;而环境条件下的热能,全都不能转换为功量,被称为“废能”。从能量形式转换的角度看,可以把某一能量分为(火用)和(火无)两个部分:(火用)是在给定的环境条件下,可以连续地完全转换成任何一种其他形式的那部分能量,因而,(火用)又被称为可用能或有效能;而(火无)则是在环境条件下不能转换成其他形式能的那部分能量,被称为无用能或无效能。一切形式的能量都等于其内含的(火用)和(火无)的和。能量在质量上的高低,还可按其内含的(火用)的多少来区分。
热力学第二定律指出:能量转换过程总是朝着能量在质量上的贬值方向进行的;高品质的(火用)可以自发地、全部地转换成低品质的(火无),而相反的过程是不可能自发完成的。能量传递过程也总是自发地朗着能量品质退化下降的方向进行的。
热力学第二定律揭示了能量在使用过程中质量上的变化规律:用自附程即能量转换和传递过程具有方向性,用能过程必然是能量品质下降的过程,用能的实质是利用能量的质量,而不是其数量。能量转换和传递RfA有方向性,其原因是自然界的一切自发过程都是不可逆的,各种过程都不可避免地存在能量损失。即便对高质量的(火用)来讲,其转换和传递的效率都不可能是10%的,可用能不可能全部用来做功。以上附情况都会造成可用能的品质退化:热能从高温端传向低温端,最终停止在接近环境温度处;流体从高压处流向低压处,最终平衡在环境压力附近;物质从高浓度处扩散转移到低浓度处,最终平衡在环境浓度附近;因机械摩擦、电阻发热、磁耗发热等形成的能量退化损失等。上述情况下,部分可用能未被利用,而是进入了环境。能量的总量虽末减少,但其品质已贬值退化,不可再资利用。因此,提高能量利用效率的实质在于防止和[减少能量在品质上的贬值。
上一篇:变频电源系统改造设计原则