Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Методические указания к расчетно-графической работе № 1

Читайте также:
  1. I ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
  2. I. ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
  3. I.Методические указания по выполнению курсовых работ
  4. I1. ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
  5. II. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РЕФЕРАТА
  6. II. Методические указания по прохождению учебной практики
  7. II. Общие требования к курсовой работе
  8. II. Организационно-методические указания
  9. II. Требования, предъявляемые к курсовой работе
  10. IV. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ И ПОДГОТОВКЕ К ЭКЗАМЕНУ

В з адаче 1 рассмотрены вопросы использования солнечной энергии на электростанции башенного типа с использованием гелиостатов, отправляющих солнечные лучи на приемник, в котором, в конечном счете, получают перегретый водяной пар для работы в паровой турбине.

Энергия, полученная приемником от солнца через гелиостаты (Вт), может быть определена по уравнению [2]:

 

  Q = R г ·А пр ·F г Н г ·п, (1.1)

 

где Н г – облученность зеркала гелиостата в Вт/м2 (для типичных условий Hг= 600 Вт/м2);

F г – площадь поверхности гелиостата, м2;

п – количество гелиостатов;

R г – коэффициент отражения зеркала концетратора, R г =0,7÷0,8;

A пр – коэффициент поглощения приемника, Апр < 1.

 

Площадь поверхности приемника может быть определена, если известна энер­гетическая освещенность на нем Н пр Вт/ мг,

 

  F пр= Q / H пр. (1.2)

 

В общем случае температура на поверхности приемника может достигать t пов= 1160 К, что позволяет нагреть теплоноситель до 700 оС. Потери тепла за счет излучения в теплоприемнике можно вычислить по закону Стефана-Больцмана:

 

  q луч = ε пр· C o·(T /100)4, Вт/м2, (1.3)

 

где T – абсолютная температура теплоносителя, К;

ε пр – степень черноты серого тела приемника;

C o – коэффициент излучения абсолютно черного чела, Вт/(м2·K4).

В з адаче 2 рассмотрены вопросы использования перепада температур поверхностных и глубинных вод океана для получения электроэнергии на ОТЭС, работающей по известному циклу Ренкина. В качестве рабочего тела предполагается использование легкокипящих веществ (аммиак, фреон). Вследствие небольших пере­падов температур (∆ T =15÷26 oC) термический КПД установки, работающей по циклу Карно, составляет всего 5-9 %. Реальный КПД установки, работающей по циклу Ренкина, будет вдвое меньше [6]. В результате для получения доли относительно небольших мощностей на ОТЭС требуются большие расходы "теплой" и "холодной" воды и, следовательно, огромные диаметры подводящих и отводящих трубо­проводов.

Если считать теплообменники (испаритель и конденсатор) идеальными, то тепловую мощность, полученную от теплой воды Q 0, Вт можно представить как

 

  Q 0= r · V · C p·∆ T, (1.4)

 

где r – плотность морской воды, кг/м3;

С р – массовая теплоемкость морской воды, Дж/(кг · К);

V – объемный расход воды, м3/с;

T = T 1- T 2 – разность температур поверхностных и глубинных вод (температурный перепад цикла) в °С или К.

 

В идеальном теоретическом цикле Карно механическая мощность N0 (Вт) может быть определена как:

 

  N 0= η tk· Q 0 , (1.5)

 

или с учетом (1.2) и выражения для термического КПД цикла Карно ηtk:

 

  N 0= r · C p· V ·(∆ T)2/ T 1. (1.6)

 

Задача 2 посвящена тепловому потенциалу геотермальной энергии, со­средоточенной в естественных водоносных горизонтах на глубине z (км) от земной поверхности. Обычно толщина водоносного слоя h (км) меньше глубины его залегания. Слой имеет пористую структуру - скальные породы имеют поры, заполненные водой (пористость оценивается коэффициентом α). Средняя плотность твердых пород земной коры r гр =2700 кг/м3, а коэффициент теплопроводности λ гр =2 Вт/(м·К). Изменение температуры грунта по направлению к земной поверхности характеризуется температурным градиентом (dT / dz), измеряемым в °С/км или К/км.

Наиболее распространены на земном шаре районы с нормальным температурным градиентом (менее 40 °С/км) с плотностью исходящих в направлении поверхности тепловых потоков ≈ 0,06 Вт/м2 (например, Алматинская область). Экономическая целесообразность извлечения тепла из недр Земли здесь маловероятна.

В полутермальных районах температурный градиент равен 40-80 °С/км (например, Северный Кавказ). Здесь целесообразно использовать тепло недр для отопления, в теплицах, в бальнеологии.

В гипертермальных районах (вблизи границ платформ земной коры) градиент более 80 °С/км. Здесь целесообразно строить ГеоТЭС [2].

При известном температурном градиенте можно определить температуру водоносного пласта перед началом его эксплуатации:

  T г= T o+(dT / dzz, (1.7)

 

где Т o - температура на поверхности Земли, К (°С).

 

В расчетной практике характеристики геотермальной энергетики обычно относят к 1 км 2 поверхности F.

Теплоемкость пласта С пл (Дж/К) можно определить по уравнению

 

  C пл=[ α · ρ в· C в+(1 – αρ гр· C грh · F, (1.8)

 

где ρ в и С в – соответственно плотность и изобарная удельная теплоемкость

воды;

ρ гр и С гр – плотность и удельная теплоемкость грунта (пород пласта); обычно ρ гр = 820-850 Дж/(кг·К).

 

Если задать минимально допустимую температуру, при которой можно исполь­зовать тепловую энергию пласта Т1 (К), то можно оценить его тепловой потенциал к началу эксплуатации (Дж):

 

  E 0= C пл·(T 2- T 1). (1.9)

 

Постоянную времени пласта τ 0 (возможное время его использования, лет) в случае отвода тепловой энергии путем закачки в него воды с объемным расходом V3/с) можно определить по уравнению:

 

  τ 0= C пл/(V · ρ в· С в). (1.10)

 

Считают, что тепловой потенциал пласта во время его разработки изменяется по экспоненциальному закону:

 

  , (1.11)

 

где τ - число лет с начала эксплуатации;

е - основание натуральных логарифмов.

 

Тепловая мощность геотермального пласта в момент времени τ (лет с начала разработки) в Вт (МВт):

 




Дата добавления: 2014-12-15; просмотров: 31 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав




lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2024 год. (0.012 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав