Systems. Methods. Technologies 3 (43) 2019

Системы Методы Технологии. В.С. Степанов и др. Использование эксергетического … 2019 № 3 (43) с. 74-80 79 Энергия солнечной радиации на 1 м 2 площади мо- жет быть рассчитана согласно закону Стефана – Больцмана по следующей формуле: 4 T i s   0 σ = 5,67·10 -11 · 6000 4 = 73485 кВт/м 2 ; s s ωs i i  2 sin   = 73485 · 2,16 · 10 -5 = 1,59 кВт/м 2 . Полагая, что величина поглощаемой растениями ра- диации составляет 10 % от найденных значений, опреде- лим суммарные значения приходной части балансов эк- сергии и энергии рассматриваемой нами системы: s E = 0,1 · 1,48 · 2850 · 3,6 · 10 4 = 15185 ГДж/га; s I = 0,1 · 1,59 · 2850 · 3,6 · 10 4 = 16313 ГДж/га. Полезная энергия и эксергия процесса вегетации определяются по величине химической энергии и эк- сергии массы древесины, приросшей на указанной площади за год: х iМ I r   , (20) х eМ E r   , (21) где M — годовое приращение массы древесины; х i и х e — соответственно ее удельная энергия и эксергия. Принятый в расчетах элементарный состав органи- ческой массы древесины разных пород деревьев приве- ден в табл. 1. Нами были проведены расчеты всех че- тырех показателей (высшей и низшей теплоты сгора- ния, химической энергии и эксергии древесины), опре- деляющих энергетический потенциал для этих же по- род древесины при разной их влажности (табл. 2). Таблица 1 Элементарный состав древесины различных пород дерева на органическую (горючую) массу и зольность сухой массы, % Порода дерева Химический состав, % С г H г O г N г S г A с Береза 49,3 6,1 44,05 0,5 0,05 1,0 Ольха 49,0 6,25 44,20 0,5 0,05 1,3 Осина 48,8 6,1 44,55 0,5 0,05 1,5 Лиственные (средний состав) 49,03 6,15 44,27 0,5 0,05 1,2 Сосна 50,2 6,0 43,25 0,5 0,05 1,0 Ель 50,1 5,8 43,50 0,5 0,10 1,5 Пихта 50,0 5,8 43,65 0,5 0,05 1,1 Хвойные (средний состав) 50,1 5,87 43,46 0,5 0,07 1,2 Таблица 2 Энергетические характеристики древесных пород Вид древесины Р W , % т S , кДж/кг Теплота сгорания, МДж/кг Химическая энергия и эксергия, МДж/кг р н Q р в Q х i х e Лиственные породы Береза 40 1,423 10,815 12,583 12,680 12,106 Береза 60 1,254 7,210 9,203 9,267 8,794 Ольха 40 1,421 10,805 12,590 12,686 12,109 Ольха 60 1,252 7,203 9,207 9,272 8,796 Осина 40 1,420 10,617 12,381 12,477 11,905 Осина 60 1,250 7,078 9,068 9,132 8,660 Хвойные породы Сосна 40 1,424 10,986 12,741 12,838 12,268 Сосна 60 1,256 7,324 9,308 9,373 8,901 Ель 40 1,415 10,769 12,494 12,687 12,096 Ель 60 1,247 7,179 9,143 9,272 8,787 Пихта 40 1,419 10,786 12,514 12,611 12,048 Пихта 60 1,251 7,191 9,157 9,162 8,859 В расчетном примере принято, что за рассматри- ваемый период прирост древесины составил V = 18,5 м 3 . энергетические характеристики древесины (хими- ческая энергия и эксергия) были рассчитаны нами и