Energijos transformavimo mašinos

9 užduotis – variantas Nr.8 1. Norint apskaičiuoti grotelių išeigos koeficientą, bandymais nustatyta garo išeiga G, stabdymo prieš groteles parametrai: slėgis 0 ir temperatūra ir slėgis už grotelių p1. Koks bus išeigos koeficientas esant tokiam režimui, kai bendras tiriamų kanalų išėjimo plotas yra A1. Var. Nr. G, kg/s Po, Mpa t0, 0C P1, kPa A1, cm2 8 0,40 0,135 210 69,6 22,68 Rasti: μ1. Sprendimas 1. Nustatau slėgių santykį prieš ir po grotelių. ε=p1/=69,6*103/0,135*106=0,516 2. Turime perkaitintą garą, todėl iš 1.4 lentelės (33 psl.) paimu tokius duomenis: Izoentropinis rodiklis K=1,3; Kritinių slėgių santykis εkr=0,5457. 3. Tuomet žinodamas, kad prieš stabdymo groteles =0,135 MPa; temperatūra =2100C. Iš vandens garo diagramos nustatau, koks bus garo tūris v0=2 kg/m3. 4. Apskaičiuoju vandens garo kritinį greitį Ckr. Ckr=1,064m/s 5. Sužinau garo išeigos koeficientą μ1. Apskaičiuoju kritinį tiriamų kanalų plotą: cm2 m3/kg Ats.: μ1=0,808. 2. Nustatykite reaktyvinės pakopos (ρ=0,5) su nebandažuotomis tūtos ir darbinėmis mentimis santykinius nutekėjimo nuostolius ir santykinį vidinį naudingumo koeficientą, kai radialinis tarpelis yra δτ. Žinoma, matmenys l1 ir d (žr. 1.13 pav.), greičių santykis u/cf, santykinis mentinis naudingumo koeficientas η. Var. Nr. δτ, mm l1, mm D, m u/cf η 8 0,8 44 0,96 0,650 0,845 Sprendimas 1. Apskaičiuoju F1. F1=πd*l1=3,14*0,96*44*10-3=0,13263m2. 2. Iš knygos nustatau pagrindinius reikiamus koeficientus: μ3=0,5 ; ηS.M.=0,85. 3. Apskaičiuoju santykinius nutekėjimo nuostolius. 4. Priimam, kad greičių koeficientai φ=ψ=0,9 ir išėjimo iš grotelių kampai α1=130 ir β2=200. 5. Apskaičiuoju vidinį santykinį naudingumo koeficientą. ηop=[φcosα1= Ats.: ξy=0,039; ηop=0,517. 3. Atlikite šiluminį šaldymo mašinos skaičiavimą, kai joje naudojamas šaldymo agentas R22 ir ji veikia pagal faktinį ciklą su regeneratyviniu šilumokaičiu. Mašinos šaldymo našumas Q0, oro temperatūra šaldymo kameroje tL, vandens, nutekančio į kondensatorių ir per šaldytuvą iš artezinio šulinio , temperatūra tw1, garo perkaitinimas regeneratyviniame šilumokaityje ΔtRS. Var. Nr. Q0, kW tL, 0C tw1, 0C ΔtRS 8 130 -10 2 23 Sprendimas 1. Nustatau temperatūras: šaldymo agento temperatūra t0 = tL – (6…8) = -10 – 8 = -18 0C kondensacijos temperatūra tk = tw1 + 10 0C= 2+10=120C temperatūra prieš reguliuojamą ventilį tRV = t’3 = tw1 + 2 = 2+2 = 40C temperatūra prieš kompresorių tRS = t0 + ΔtRS = -18 + 23 = 50C Ir braižau lg p-h diagramos teorinį ciklą: Grafiniu būdu randu šaldymo agento parametrų reikšmes būdinguose cikluose: h1 = 597 kJ/kg h’1 = 613 kJ/kg h2 = 639 kJ/kg h’3 = h4 = 402 kJ/kg p0 = 0,28 MPa pK = 0,78 MPa v’1 = 0,09 m3/kg 4. Pagal ciklo davinius nustatau šiuos rodiklius: santykinį masinį šaldymo našumą q0=h1-h4=597 – 402 = 195kJ/kg; šilumą, gaunama prieš kompresorių kJ/kg santykinį teorinį suspaudimo darbą kJ/kg šilumą, kurią 1kg šaldymo agento atiduoda kondensatoriuje ir peršaldytuve, kJ/kg šiluminį - šaldymo mašinos balansą teorinį šaldymo koeficientą Šaldymo mašinos, veikiančios pagal Karno ciklą esant toms pačioms virimo ir kondensacijos temperatūroms, šaldymo koeficientas 5. Pasinaudojęs žinomomis Q0, q0, v1 reikšmėmis ir tam tikrų formulių, skaičiuoju masinį našumą kg/s. Santykinis tūrinis šaldymo našumas kJ/kg Apskaičiuoju kompresoriumi įsiurbiamo garo tūrį m3/s 6. Apskaičiuoju teorinę kondensatoriaus ir per šaldytuvo apkrovą: kW 7. Apskaičiuoju temperatūros atidavimo kondensatoriui ir per šaldytuvo apkrovą: kW 4. Kondensatoriaus šilumą perduodantis plotas yra A, šaldymo agento virimo temperatūra – t0, o į kondensatorių įsiurbiamo garo temperatūra – ts, vandens tiekiamo iš riboto našumo šaltinio temperatūra – tw1. Šaldymo mašinoje naudojamas freonas R22. Mašina vienos pakopos. Koks šiuo atveju pasiekiamas šaldymo našumas Q0 ir aušinimo vandens išeiga? Kondensatorius horizontalus. Jį sudaro apgaubtas vamzdis. Var. Nr. A, m2 to, 0C ts, 0C tw1, 0C 8 50 -23 -14 8 Rasti: Q0, Gw, Vw. Sprendimas 1. Sakykime, kad vandens temperatūra kondensatoriuje pakeliama 8oC, tada: tw2=tw1+8=8+8=16oC. 2. Šaldymo agento garų temperatūrą laikome 10oC aukštesne nei vandens išeinančio iš kondensatoriaus: tk = tw2 + 10 = 16 + 10 = 260C. 3. Pagal žinomas t0, ts ir tk reikšmes brėžiau vienos pakopos šaldymo mašinos, naudojančios freoną R22, ciklą lg p-h koordinatėse. Iš grafiko nustatau: garų, kuriuos įsiurbia kompresorius, entalpiją h‘1 = 602 kJ/kg; garų suspaudimo pabaigoje entalpija h2 = 644 kJ/kg; kondensuoto skystojo šaldymo agento ir garų bei skysčio mišinio, atlikus reguliavimą, ventilio entalpijas h3 = h4 = 431 kJ/kg. 4. Iš lentelės parenku temperatūros perdavimo koeficientą k = 800 W/m2K 5. Skaičiuoju vidutinį logaritminį temperatūrinį spaudimą. 0C 6. Apskaičiuoju kondensatoriaus šiluminę apkrovą. kW 7. Skaičiuoju cirkuliuojančio šaldymo agento išeigą. kg/s 8. Apskaičiuojam šaldymo našumą: kW 9.Vandens, tekančio į kondensatorių, išeiga, išreikšta masės vienetais: Gw = = kg/s; 10. Vandens, tekančio į kondensatorių, išeiga, išreikšta masės vienetais: Vw = m3/s. Ats.: Q0 = 436 kW; Gw = 16,3 kg/s; Vw = 0,0163 m3/s. 5. Vandens energija Potvynių ir atoslūgių energijos naudojimas Mūsų industrinėje visuomenėje nuo energijos priklauso viskas: jos pagalba juda automobiliai, skrenda į kosmosą raketos. Jos pagalba galima paskrudinti duoną, apšildyti būstą ir priversti dirbti kondicionierių, apšviesti gatves, išplukdyti į jūrą laivus. Mūsų amžiaus viduryje mokslininkai vis labiau pradėjo domėtis energetiniais resursais, atsižvelgiant į atsinaujinančius energijos šaltinius. Vandenynas – gigantiškas saulės energijos akumuliatorius ir transformatorius, paverčiamas į tėkmės energiją , šilumą ir vėjus. Potvynių energija – tai rezultatas veikiamas saulės ir mėnulio jėgų. Energetiniai vandenyno resursai yra tuo labi vertingi, nes tai atsinaujinantis ir nesibaigiantis energijos šaltinis. Eksploatacijos patirtis jau veikiančių energetinių vandens sistemų rodo, kad jos nepadaro jokios žalos vandenynui. Prieš projektuojant vandenynų energetines sistemas, labai atidžiai atsižvelgiama į galimus padarinius ekologijai. Kaip jau žinome, kad gamtos galybė yra – jūros vandens ritmingas judėjimas, kuris yra iššaukiamas traukos jėgų, saulės ir mėnulio. Kadangi saulė randasi nuo žemės 400 kartų toliau negu mėnulis, daug mažesnė masė mėnulio veikia žemę dvigubai stipriau negu saulės masė. Todėl lemtingą vaidmenį vaidina potvyniai, iššaukiami mėnulio (mėnuliniai potvyniai). Jūros platybėse potvyniai kaitaliojasi su atoslūgiais, teoriškai kas 6 – 12 minučių. Jeigu mėnulis, saulė ir žemė randasi vienoje tiesėje (taip vadinama sirigija), saulė savo trauka sustiprina mėnulio poveikį ir tada užeina stiprus potvynis (siriginis potvynis arba didelis vanduo). Kada saulė stovi po tiesiu kampu, žemė – mėnulis (kvadratūra), užeina silpni potvyniai, (kvadratūriniai arba mažas vanduo). Stiprūs ir silpni potvyniai kaitaliojasi kas septynias dienas. Iš tikrųjų, potvynių ir atoslūgių eiga yra labai sudėtinga, nes juos nuolat veikia ypatumas, kranto linijos charakteris, gylis, jūrinės tėkmės ir vėjas. Pačios aukščiausios ir stipriausios bangos būna sekliose ir siaurose įlankose arba upių žiotyse, įtekančias į jūrą arba vandenyną. Potvynio banga Indijos vandenyne rieda prieš Gaugo tėkmę atstumu 250 km nuo jos žiočių. Potvynio banga Atlanto vandenyno plinta 900 km atstumu į viršų Amazonės upe. Uždarose jūrose, Juodojoje arba Viduržemio, bangos būna mažos, jų aukštis tesiekia 50 – 70 cm. Elektros stočių galingumas kaip kuriose vietose galėtų sudaryti 2 – 20 MW. Vandens lygis jūros pakrantėse, paros laikotarpyje pasikeičia tris kartus. Tokie svyravimai ypač pastebimi įlankos ir upės žiotyse, įtekančiose į jūrą. Senovės graikai aiškino, kad vandens svyravimai vyksta dėl jūrų valdovo Poseidono. XVIII amžiuje anglų fizikas I. Niutonas atskleidė potvynių ir atoslūgių vandens lygio svyravimų paslaptį: didžiulė vandens masė pasauliniame vandenyne pradeda judėti dėl mėnulio ir saulės traukos jėgų. Kad pastatyti pačią elementariausią elektros stotį (PES) reikalingas baseinas – atitvertas užtvanka įlankoje arba upės žiotyse. Užtvankoje yra padarytos kiaurymės, kuriose įstatytos turbinos. Esant potvyniui vanduo patenka į baseiną. Kada vandens lygis jūroje ir baseine susilygina, užraktai vandenį praleidžiančiose kiaurymėse užsidaro. Užeinant potvyniui vandens lygis jūroje krenta ir tada spaudimas tampa pakankamas, turbinos ir prie jų prijungti elektros generatoriai pradeda dirbti, o vanduo iš baseino nuolat išteka. Projektinis galingumas PES priklauso nuo potvynio charakterio, nuo baseino dydžio, nuo turbinų skaičiaus įstatytu užtvankoje. Taip pat yra potvyninės elektros stotys su turbinom dvipusio veikimo. Vanduo praeina pro turbinas tekėdamos iš jūros į baseiną ir atgal. PES dvipusio veikimo gali nepertraukiamai gaminti elektros energiją 4 – 5 valandų laikotarpyje su 1 – 2 valandų pertraukomis, keturis kartus per parą. Norėdami prailginti turbinų darbo laiką, daromos žymiai sudėtingesnės schemos – dviejų, trijų ar didesnių kiekių baseinų, bet kaina tokių projektų yra labai didelė. Potvyninės elektros stotys (PES) Pirma potvyninė elektros stotis galingumu 240 MW buvo pastatyta 1966 metais Prancūzijoje, Rano upės žiotyse, įtekančioje į La – Mančą, kur vidutinė potvynių amplitudė sudaro 8,4 metro. 24 hidroagregatai PES vidutiniškai pagamina per 502 mln.kW. per valandą elektros energijos. Šiai elektros stočiai buvo specialiai pagaminta potvyninis kapsulinis agregatas, kuris leido tris pirminius ir tris grįžtamus darbo režimus: kaip generatorius, kaip siurblys, kaip vandenį praleidžianti kiaurymė, tai ir leidžia efektyviai eksploatuoti PES. Pagal specialistų įvertinimus, PES ant Ramo upės ekonomiškai pasiteisino. Metinės eksploatacijos išlaidos mažesnės negu hidroelektros stočių ir sudaro kapitalinį judėjimą. Elektros stotys įeina į Prancūzijos energetinę sistemą ir efektyviai išnaudojama. 1968 metais Barenco jūroje, netoli nuo Murmansko, pastatė PES, kurios galingumas 800 kW. Pastatymo vieta yra – Rūgštusis sąsiauris, kuris yra labai siauras. Jo plotis 150metrų, o ilgis 450 metrų. Nors galingumas Rūgščiajame sąsiauryje ir nedidelis, bet jis turėjo didelę reikšmę tolimesniems tyrimams ir projektiniams darbams potvynių elektros stočių srityje. Egzistuoja projektai ir stambių PES, tokių kaip (kalininė), kurios galingumas 320 MW ir (Mareninė), jos galia 4000 MW , kuri pastatyta Baltojoje jūroje, kur potvynių amplitudė sudaro 7 – 10 metrų. Taip planuojam išnaudoti Ochotsko jūrą, nes turi aukštą potencialą, kur vietomis potvynių aukštis sudaro 12,9 metro. Darbai šioje srityje vedami visame pasaulyje. 1985 metais pradėta eksploatuoti PES, kuri pastatyta Fandžio įlankoje, jos galingumas siekia 20 MW (potvynių amplitudė čia yra apie 19,6 metro). Kinijoje pastatytos trys potvyninės elektros stotys, kurių galingumas yra nedidelis. Didžiojoje Britanijoje ruošiamas projektas PES, kurios galingumas 1000MW, pastatyti Severo upės žiotyse, kur vidinė potvynių amplitudė sudaro 16,3 metro. Jeigu atsižvelgtume į ekologijos sąlygas, PES turi nenuginčijamą pranašumą prieš šilumines elektros stotis, kurios degina naftą ir anglį. Šiuo metu pradedamos kurti ir naujos potvyninės elektros stotys, kuriose vietoje užtvankų, kurių pastatymas labai brangiai kainuoja, naudojamos Garlovo vamzdys. Pirmoji PES be užtvankos yra pradėta statyti Šiaurės Korėjoje. Lietuvos hidroenergijos išteklius ir jų panaudojimo galimybes tyrė J.Merčingas (1909 m.), S.Kolupaila (1922, 1939 m.), J.Smilgevičius (1930 m.), Maskvos Hidroenergoprojekto skyrius (1947-1959 m.), J.Jablonskis, M.Lasinskas (1962 m.) ir kt. 1998 m. yra naujai apskaičiuota visų Lietuvos upių teorinę potencinę galią ir hidroenergiją , kadangi po žemių sausinimo, atlikto maždaug pusėje šalies teritorijos, pakito upių morfometriniai rodikliai, reikėjo patikslinti nuotėkio charakteristikas. Be to, reikėjo naujai pažvelgti į turimus atsinaujinančius energijos gamybos šaltinius, iš kurių vienas raiškiausių yra upių, taip pat vėjo ir saulės energija. Dabar tai suprasta ir šalys raginamos iki 2010 m. apie 12 proc. reikiamos energijos gaminti iš vietinių atsinaujinančių šaltinių. Nagrinėjamos visos upės, ne trumpesnės kaip 20 km, arba tos upės, kurių baseino plotas ne mažesnis kaip 50 km2. Paprastai 50 km2 baseino plotą turi 14-17 km ilgio upeliai. Pasitaikė ir palyginti trumpų upių, turinčių didesnį kaip 50 km2 baseino plotą. Tai dažniausiai ežeringų baseinų upeliai - protakos tarp ežerų. Lietuvoje nagrinėto dydžio upių, tekančių ištisai, dalimi arba valstybės siena, rasta 472. Buvo apskaičiuota hidrogalia upės ar jos dalies, tekančios per Lietuvos teritoriją arba Lietuvos valstybės siena, tik pastarosios dalies pusė galios priskirta mūsų šaliai. Žinant tirtų upių ruožų galias, galima spręsti apie upės, baseino ar visos šalies teritorijos hidrogalią, o pagal lyginamosios galios rodiklius - apie upės ruožo hidroenergetinį efektyvumą. Į tuos upės ruožus, kurių didelė kilometrinė galia, turi būti pirmiausia atkreiptas dėmesys ketinant statyti hidroelektrinę. Prieš pateikiant labai apibendrintus upių potencinius hidroišteklius reikia atkreipti dėmesį į tai, kad nagrinėtieji ištekliai yra teoriniai, o realūs hidroištekliai yra gerokai mažesni dėl slėgio mažėjimo, debito nuostolių, jo netolygumo per metus, dėl kitų techninių priežasčių, ekologijos ribojimų ir t.t. Upių skaičius dar nieko nepasako apie upių hidroenergijos potencialo išsidėstymą ir jo vertę šalies teritorijoje. Tai galima sužinoti ne iš absoliučių hidroenergijos dydžių, bet iš hidrogalios dydžio, tenkančio 1 km ilgio upės ruožui (kW /km). Pagal šį rodiklį didžiausią reikšmę turi Nemuno ir Neries hidrogalia. Tai rodo, kad Nemunas ir Neris hidroenergetiniu atžvilgiu yra pačios efektyviausios šalies upės. Nemuno vidutinė kilometrinė galia yra 575 kW/km. Bendrai vertinant atskirų baseinų upes, tai Merkio, Žeimenos, Dubysos, Jūros, Minijos, Ventos baseinų upės turi 20-30 kW/km vidutinę galią, o Nevėžio, Mituvos, ypač Lielupės, Mūšos ir Dauguvos intakų baseinų upių vidutinė kilometrinė galia nesiekia nė 10 kW/km. To priežastis aiški - mažas upių vandeningumas ir maži upių vagų išilginiai nuolydžiai. Tačiau yra upių, kurios turi palyginti reikšmingą šį rodiklį - net per 50 kW/km. Tokiomis upėmis jau gali susidomėti hidroenergetikai. Tai Merkys, Vokė, Žeimena, Šventoji, Dubysa, Jūra, Akmena, Minija, Venta ir Virvyčia. Nuo jų nedaug atsilieka Baltoji Ančia, Vilnia, Anykšta, Šešupė ir Babrungas, kurių kW/km yra tarp 40 ir 50. Savo maža (

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!