JIS Z 9204:1991 有効エネルギー評価方法通則

                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                             Z 9204-1991

有効エネルギー評価方法通則

General rules for energy evaluation method by available energy

1. 適用範囲 この規格は,エネルギーに関係する工業設備について有効エネルギー評価を行う場合の原
則について規定する。
    備考 この規格の引用規格を,次に示す。
    JIS Z 9202 熱勘定方式通則
2. 用語の定義 この規格で用いる主な用語の定義は,次のとおりとする。
(1) 状態 圧力,温度,密度,組成など熱力学的状態量で定まる状態。
(2) 系 物体又は物体の集合体が,その状態の変化に伴い,他の系に対し仕事Lだけを与え(熱の交換は
    しない。),周囲環境に対し仕事L及び熱Qを与えるもの(図1)。
                                            図1 系
    備考1. 図2(境界線Iの範囲内)に系の具体例を示す。
         2. 一般に,一つの系を幾つかの部分系に分けることができる(図1,図2)。この際,部分系と
            部分系の間に熱の交換(伝熱)のあるような分割が必要な場合は,これらの部分系をまとめ
            て一つの部分系(他の系と熱の交換をしない。)としたものに対して通常の系の法則が適用で
            きる。
         3. 仕事Lは,機械的仕事,電力,その他一切の力学的仕事をいう。

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                                                                                                                                               Z9
                                                                                                                                               2
                                              図2 系(境界線I内)及び部分系(境界線IIV内)の具体例
                                                                                                                                                  204-
                                                                                                                                                     1991

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                                                                                              3
                                                                                    Z 9204-1991
3) 有効エネルギー ある与えられた状態にある系(物体)のもつ有効エネルギーEとは,その系がその
    状態から周囲環境と平衡するまで変化するとき,他の系に与え得る最大の仕事Lmaxをいい,Lmaxは可
    逆変化の場合に得られる。
    参考    (1) 周囲環境状態を固定すれば,与えられた系の状態から出発して,どのような可逆変化の
                経路を経てもLmaxの値はみな同じになる。したがって,与えられた状態にある系(物体)
                の有効エネルギーEは,その与えられた状態だけによって定まる。
            (2) 周囲環境状態と平衡状態にある系の有効エネルギーEは,常に零である。
(4) 不可逆損失 状態1,2間の不可逆損失Irとは,現実の系が状態1,2の間で不可逆変化を行うときに
    生じる損失(利用の可能性のある力学的仕事の損失)をいい,次の,系の基本変化13,及び部分
    系の状況例4,5に示すようにして定められる。
  1 他の系に仕事Lを与える系(状態1→2の変化) 表1-1に示す不可逆変化過程上にある状態1,
        2の有効エネルギーE1,E2は,状態1,2を状態0とつなぐ任意の可逆変化を考えて定まり[2.(3)
        の参考(2)参照],状態1→2の不可逆変化で系が他の系に仕事Lを与えるとき,常にE1−E2>Lで
        あって,不可逆損失Irは
                        Ir= (E1−E2) −L  (1)
  2 他の系と仕事Lの授受のない系(状態1→2の変化) 表1-2の不可逆変化1→2において,他の
        系と仕事Lの授受のない場合は,常にE1−E2>0であって,不可逆損失Irは
                        Ir=E1−E2  (2)
  3 他の系から仕事Lを受ける系(状態2→1の変化) 表1-3の不可逆変化2→1においては,常に
        E1−E2                        Ir=L− (E1−E2)  (3)
  4 他の系と仕事Lの授受のない系内における部分系の状況例 表1-4は,部分系Hと部分系Cから
        成る一つの系を示す。ここで部分系Hの状態H1→H2の変化,及び部分系Cの状態C2→C1の変
        化に対し,両部分系の間で熱量Qが交換されるとき,不可逆損失Irは,式(2)によって
                        Ir=E1−E2  (4)
                      ここに,E1, E2は系全体(部分系H+部分系C)の状態1,2の有効エネルギーで
                        E1=EH1+EC2, E2=EH2+EC1  (5)
  5 他の系に仕事Lを与える系内における部分系の状況例 表1-5において,部分系Hの状態H1→
        H2の変化,部分系Cの状態C2→C1の変化の間で熱量Qを交換,さらに部分系Cの状態C1→C3
        の変化の間で他の系に仕事Lを与えるとき,この系全体の不可逆損失Irは,式(1)によって
                        Ir= (E1−E2) −L  (6)
                      ここに,E1, E2は系(部分系H+部分系C)の状態1,2の有効エネルギーで
                        E1=EH1+EC2, E2=EH2+EC3  (7)
    備考1. 表1には,上記の各系15について,系の具体例,熱収支と共に式(1)(7)などの結果を表
            示する。ここで,不可逆損失及び有効エネルギー収支[2.(6)参照]は,同じ内容とする。
         2. 表1には,上記の各系15について,有効率                           効率                   地
            める。系の基本変化13では,有効エネルギー入力E1−E2に対する出力仕事L,又は入力
            仕事Lに対する有効エネルギー出力E1−E2の比,また4では有効エネルギー入力EH1−EH2
            に対する有効エネルギー出力EC1−EC2の比,さらに5では,入力と出力の対応がいろいろ取
            り得るので,ボイラ伝熱面に対する 攀拿   タービンに対する 攀     動力サイクルに対する    椰

――――― [JIS Z 9204 pdf 3] ―――――

4
Z 9204-1991
            ある。

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                                                        表1 系の基本変化及び部分系の状況例
                                                             例                             熱収支                       不可逆損失
                                                                                        有効エネルギー収支                 有効率
     1                                      (タービン)                        H1=H2+L+Q                   Ir= (E1−E2) −L
     他
     の
     系                                                                         E1=E2+L+Ir                       L
     に                                                                                                           E1  E2
     仕
                                                                                                                       Ir
     事                                                                                                           1
                                                                                                                     E1  E2
     L
                                            (内燃機関)                        U1=U2+L+L+Q                Ir= (E1−E2) −L
     を
                                                                                L  =P0 (V2−V1)
     与
     え
     る
     系                                                                         E1=E2+L+Ir                       L
                                                                                                                  E1  E2
                                                                                                                       Ir
                                                                                                                  1
                                                                                                                     E1  E2
                                            (管路)                            H1=H2+Q                      Ir=E1−E2
     2
  授 他
  受 の
  の 系
  な                                                                            E1=E2+Ir                       0
  い と
  系 仕
     事
    L
     の
                                                                                                                                               Z9 204-
                                                                                                                                                     1991
                                                                                                                                                        5

――――― [JIS Z 9204 pdf 5] ―――――

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