Читайте также:
|
|
Взадаче 1 рассмотрены вопросы использования биотоплива для преобразования его энергии в тепловую или электрическую в сельскохозяйственных предприятиях и на фермах. Одним из видов биотоплива являются отходы жизнедеятельности животных (навоз), при переработке которых (сбраживание) в биогазогенераторах можно получать биогаз, в состав которого (70 % по объему) входит метан; теплота сгорания метана при НФУ Q нp =28 МДж/м3. Время полного сбраживания субстрата, состоящего из воды, навоза и ферментов, в зависимости от температуры изменятся от 8 до 30 сут. Плотность сухого материала в субстрате составляет ρ сух ≈50 кг/m3. Выход биогаза от 1 кг сухого материала в сутки составляет примерно ν г =0,2 ÷ 0,4 м3/кг. Скорость подачи сухого сбраживаемого материала в биогазогенератор (метантенк) W зависит от вида животных и их количества на ферме [1].
Если обозначить через т 0 (кг/сут) подачу сухого сбраживаемого материала, то суточный объем жидкой массы, поступающей в биогазогенерагор (м3/сут), можно определить по формуле:
V сут= m 0/ ρ сух. | (2.1) |
Объем биогазогенератора, необходимого для фермы (м3):
V б= τ · V сут. | (2.2) |
Суточный выход биогаза:
V г= m 0· ν г . | (2.3) |
Тепловая мощность устройства, использующего биогаз (МДж/сут) или (Вт),
N = η · Q нр· V г· ƒ м | (2.4) |
где f м – объемная доля метана в биогазе;
η – КПД горелочного устройства (≈ 60%).
В задаче 2 рассмотрен расчет энергетического потенциала Э пот (кВт·ч) приливной энергии океанического бассейна, имеющего площадь F км2, если известна средняя величина приливной волны R ср м. В научной литературе существует несколько уравнений, позволяющих определить приливный потенциал бассейна. Для расчета используем уравнение, предложенное ученым Л.Б. Бернштейном [6]:
Э пот =1,97·106· R 2ср· F, | (2.6) |
В задаче 3 рассмотрен расчет емкости водяного аккумулятора тепловой энергии, предназначенного для отопления, горячего водоснабжения и кондиционирования воздуха в жилом доме. Источником тепловой энергии может быть, например, солнечная энергия, улавливаемая солнечными панелями па крыше дома. Циркулирующая в панелях вода после нагрева направляется в бак - аккумулятор, а оттуда насосом в отопительные батареи и к водоразборным кранам горячего водоснабжения. Могут быть и более сложные, комплексные системы аккумулирования тепла с использованием засыпки из гравия и др. [2].
Необходимый объем бака - аккумулятора V (м3) для воды – можно определить по известному уравнению для изобарного процесса, если знать: суточную потребность в тепловой энергии для дома Q (ГДж); температуру горячей воды, получаемой в солнечных панелях t 1 0С; наименьшую температуру в баке t2 °C, при которой еще возможно действие отопительной системы:
Q = ρ · V · C р·(t 1- t 2), | (2.5) |
где р - плотность морской воды, кг/м3;
Ср - удельная массовая теплоемкость воды при ρ = const, Дж/(кг · К).
В задаче 4 рассмотрены вопросы оценки изменения мощности малой ГЭС при колебаниях расхода воды и напора. Известно, что мощность ГЭС (Вт) можно определить по простому уравнению [13]:
Э пот =1,97·106· V 2ср· Н, | (2.7) |
где V – объемный расход воды в м3/с;
Н – напор ГЭС в м;
η – КПД ГЭС, учитывающий потери в гидравлических сооружениях,
водоводах, турбинах, генераторах. Для малых ГЭС η≈0,5;
КПД гидротурбин изменяется в пределах 0,5 ÷ 0,9.
Список литературы
1. Ресурсы и эффективность использования возобновляемых источников энергии в России / П.П. Безруких, Ю.Д. Арбузов, Г.А. Борисов и др. - СПб.: Наука, 2002.
2. Твайделл Д. Возобновляемые источники энергии/Д.Твайделл, А.Уэйр. - М.: Эиергоатомиздат, 1990.
3. Девинс Д. Энергия: Пер. с англ / Д.Девинс. - М.: Энергоатомиздат, 1985.
4. Виссарионов В.И. Экологические аспекты возобновляемых источников энергии / В.И.Виссарионов, Л.А.Золотов. - М.: МЭИ, 1996.
5. Шефтер Я.Н. Использование энергии ветра / Я.Н.Шефтер. – М.: Энергоатомиздат, 1983.
6. Коробков В.А. Преобразование энергии океана / В.А.Коробков. - Л.: Судостроение, 1986.
7. Геотермальное теплоснабжение / А.Г. Гаджиев, Ю.Н. Султанов, П.Н. Ригер и др. – М.: Энергоатомиздат, 1984.
8. Вымороков Б.М. Геотермальные электростанции / Б.М.Вымороков. – М.,Л.: Энергия, 1966.
9. Оборудование нетрадиционной и малой энергетики: справочник — каталог / Ю.Д. Арбузов, П.П. Безруких и др. - АО «Новые и возобновляемые источники энергии», 2002.
Содержание
1 Расчетно-графическая работа № 1 | |
1.1 Задание | |
1.2 Методические указания к расчетно-графической работе № 1 | |
2 Расчетно-графическая работа № 2 | |
2.1 Задание | |
2.2 Методические указания к расчетно-графической работе № 2 | |
Список литературы |
Сводный план 2013 г., поз. 10
Еркин Сериккалиевич Умбетов
Ольга Петровна Живаева
Основы использования возобновляемых источников энергии и энергосбережение
Методические указания и задания к выполнению расчетно-графических
работ № 1, 2 для студентов специальности
5В081200 - Энергобеспечение сельского хозяйства
Редактор Л.Т. Сластихина
Специалист по стандартизации Н.К. Молдабекова
Подписано в печать ________
Формат 60х84 1/16
Тираж 50 экз.
Бумага типографская №1
Объем 0,81 уч.-изд.л.
Заказ ______. Цена 81 тг.
Копировально-множительное бюро
Некоммерческое акционерное общество
«Алматинский университет энергетики и связи»
050013, Алматы, ул. Байтурсынова, 126
Дата добавления: 2014-12-15; просмотров: 38 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |