1. Теоритическое обоснование основных показателей
Любая технология – это, прежде всего, открытая для потоков энергии система, которая обеспечивает с определенной эффективностью процесс преобразования потоков энергии на входе в потоки энергии (вещества и информации) на выходе системы, обладающие полезными потребительскими свойствами.
Потоки энергии на входе и выходе системы находятся под контролем фундаментального закона сохранения мощности, общего закона природы справедливого для открытых систем.
В соответствии с законом сохранения мощности (рис. 1.) полная мощность открытой системы (N) определяется как сумма полезной (активной) мощности (Р) и мощности потерь (G):
N = P + G,
где N – полная мощность;
P – полезная мощность;
G – мощность потерь.
Рис. 1. Показатели закона сохранения мощности
Выделяются четыре группы базовых индикаторов, необходимых для оценки технологического развития. В их числе:
• полная мощность или потребление мощность (N);
• полезная мощность или производство мощности (Р);
• потери мощности или мощность потерь (G);
• обобщенный коэффициент совершенства технологий (КСТ).
Взаимосвязь базовых индикаторов технологической системы, находящейся во взаимодействии с обществом и природой, описывается тремя уравнениями (рис. 2.).
Рис. 2. Базовые индикаторы технологических возможностей в системе «общество – природа»
Уравнения:
1. Уравнение мощности на «входе» или полной мощности (N), выражающей потенциальную возможность технологической системы совершать работу в единицу времени:
N(t+1) = g·x·N(t),
где N(t) – суммарное потребление системой энергоресурсов в единицах мощности за период t;
N(t+1) –суммарное потребление системой энергоресурсов в единицах мощности за период t+1;
g(t) – обобщенный коэффициент совершенства технологий или КСТ (g >1);
x(t) – обобщенный коэффициент ресурсоотдачи или кажущийся КПД (x>1).
2. Уравнение мощности на «выходе» или полезной мощности Р, выражающей возможность технологической системы совершать внешнюю работу в единицу времени:
P(t+1)=g·N(t), где Р(t+1) – совокупное производство в единицах мощности за период t+1;
N(t) - суммарное потребление энергоресурсов в единицах мощности за период t;
g(t) – обобщенный коэффициент совершенства технологий (КСТ);
3. Уравнение мощности потерь как разности между полной и полезной мощностями технологической системы:
G(t) = N(t-1) – P(t),
где G(t) – мощность потерь за период t;
N(t-1) – суммарное потребление энергоресурсов в единицах мощности за период t-1;
P(t) – совокупное производство в единицах мощности за период t;
Рассмотрим базовые индикаторы подробнее.
Полная мощность (N)
Суммарное потребление энергоресурсов в единицах мощности или полная мощность (N) – мощность на входе или суммарное потребление энергоресурсов за определённое время (год, месяц, сутки), выраженное в единицах мощности (ватт (Вт) = Дж/сек), включая:
• топливо для машин, механизмов и технологических процессов (нефть, газ, уголь, атомная энергия, солнечная энергия и др.);
• электроэнергию;
• продукты питания.
Полная мощность системы вычисляется по формуле:
, где - суммарное потребление j-го объекта управления;
Используемые переводные коэффициенты для расчета полной мощности (N)
Пересчет указанных единиц измерения статистических показателей в единицы мощности осуществляется с использованием переводных коэффициентов.
Полезная мощность (Р)
Годовой совокупный произведенный продукт (Р) вычисляется по формуле:
P(t)=Nтоплива(t)•ηтоплива(t)+Nэлектроэнергии(t)•ηэлектроэнергии(t)+Nпродуктов питания(t)•ηпродуктов питания(t) где Nтоплива(t) – годовое потребление топлива в единицах мощности;
Nэлектроэнергии(t) – годовое потребление электроэнергии в единицах мощности;
Nпродуктов питания(t) – годовое потребление продуктов питания в единицах мощности.
Измеряется в единицах мощности (ГВт).
Используемые для расчета полезной мощности (Р) коэффициенты
Для расчета на начальный период используется среднее значение коэффициента полезного использования энергоресурсов : топливо (для машин и технологических процессов) – 0,25; электроэнергия (для машин и технологических процессов) – 0,8; продукты питания (для человека, растений и животных) – 0,05:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.