エクセルギー
物質がエネルギー変換に関与する実用的なプロセスのほとんどは流動系であるため、以下では開いた系に限って説明する。また、単位量(質量、標準体積またはモル)あたりのエクセルギー(比エクセルギー)を対象とする。
e = E / G = h − h 0 − T 0 ( s − s 0 ) {\displaystyle e=E/G=h-h_{0}-T_{0}(s-s_{0})}
ただし、 h は比エンタルピー、s は比エントロピーである。
管路抵抗による圧力損失は等エンタルピー変化であり、エンタルピー収支では損失として出てこない。エクセルギーで評価してはじめて損失として算出することができる。ただし、この例の 1 MPa の圧力損失は大きめの値であるが、これでも 1 % 程度であり、予想に反して大きくはない。
流入エクセルギーは、蒸気の 11.5×[3471.6 - 83.9 - 293.15×(6.8186 - 0.2963)] = 16971 kJ/s である。流出エクセルギーは、電力の 6254 kJ/s、漏洩蒸気の 0.04×(3471.6 - 83.9 - 293.15×(6.8186 - 0.2963)]) = 59 kJ/s 、抽気の 1.02×(3115.1 - 83.9 - 293.15×(6.9684 - 0.2963)]) = 1097 kJ/s、背気の 10.44×(2895.4 - 83.9 - 293.15×(7.1337 - 0.2963)]) = 8427 kJ/s である。
放熱量のエクセルギーは、放熱温度を 530 °C と 219 °C の対数平均値
T m = 530 − 219 ln  [ ( 273.15 + 530 ) / ( 273.15 + 219 ) ] = 635 K = 362 deg.C {\displaystyle T_{m}={\frac {530-219}{\ln[(273.15+530)/(273.15+219)]}}=635{\mbox{K}}=362~{\mbox{deg.C}}}
を用いて、125×( 1 - 293.15/635 ) = 67 kJ/s となる。したがって、残りの 16971-6254-1097-8427-59-67 = 1067 kJ/s が LW となる。
エクセルギー収支の結果をエクセルギー欄に示す。