Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Глава 1. Конструктивные особенности и принципы работы гэсСтр 1 из 6Следующая ⇒
Введение. Энергетика - базовая отрасль промышленности любого государства. Состояние энергетической отрасли во многом определяет экономическое развитие страны, социально-бытовой уровень жизни населения. Потребление энергии увеличивает продолжительность жизни населения планеты, улучшает условия труда и социально-бытовую сферу жизни человека [1]. В то же время энергетика - главный источник неблагоприятного воздействия на окружающую среду и человека. Использование энергии, освобождающейся при сжигании органического ископаемого топлива (нефти, угля и газа), приводит к потреблению кислорода и выбросу в атмосферу токсичных газов, твёрдых веществ и накоплению диоксида углерода (CO2), который обладает способностью удерживать отраженное Землёй солнечное излучение и приводит к парниковому эффекту [1]. Электрическая энергия - вид энергии, чаще всего используемый человеком. Достоинства электроэнергии общеизвестны: это экологически- чистый вид энергии: её можно передавать на большие расстояния потоками с высокой концентрацией: легко делить и с высокой эффективностью преобразовывать в другие виды энергии: тепловую, механическую, световую, химическую [1]. Для получения электрической энергии необходимы энергетические ресурсы, которые могут быть возобновляемые и невозобновляемые. К возобновляемым ресурсам относят те, которые полностью восстанавливаются в пределах жизни одного поколения (вода, ветер, древесина и т. д.). К невозобновляемым ресурсам относят ранее накопленный в природе, но в новых геологических условиях практически не образующиеся – уголь, нефть, газ[1]. Получение электрической энергии подразумевает однократное или многократное преобразование различных видов энергии. При этом энергия, непосредственно извлекаемая в природе (энергия топлива, воды, ветра и т. п.), называется первичной. Энергия, получаемая человеком после преобразования первичной энергии на электростанциях, называется вторичной (электрическая энергия, Энергия пара, горячей воды и т. д.)[1]. Водные ресурсы земного шара огромны. Они дают 1/5 всей электроэнергии на Земле. Обеспечивают её подачу самые большие в мире машины. Современная гидроэнергетика - экономичный и экологически безопасный способ получения электроэнергии. Малая гидроэнергетика идёт в этом направлении ещё дальше. Небольшие электростанции позволяют сохранять природные ландшафты, окружающую среду не только на этапе эксплуатации, но и в процессе строительства. При последующей эксплуатации отсутствует отрицательное влияние на качество воды: она полностью сохраняет первоначальные природные свойства. В реках сохраняется рыба, вода может использоваться для водоснабжения населения. В отличии от других экологически безопасных возобновляемых источников электроэнергии, таких как солнце, ветер, малая гидроэнергетика почти не зависит от погодных условий и способна обеспечить устойчивую подачу дешёвой электроэнергии потребителю. Ещё одно преимущество малой энергетики - экономичность. Использование дешёвой, доступной, возобновляемой энергии рек, особенно малых, позволяет вырабатывать дешёвую электроэнергию. К тому же сооружение объектов малой энергетики имеет низкие затраты и быстро окупается[2].
Гидроэлектростанции и гидроаккумулирующие электростанции (ГЭС и ГАЭС) по-прежнему занимают особое важное место, выполняя главную роль по регулированию параметров в нестационарных режимах[4]. Гидроэлектростанция (ГЭС) – основной объект гидроэнергетики. Она представляет собой неразрывную систему гидротехнических сооружений и оборудования для получения электрической энергии из энергии воды[7]. В настоящее время возможности гидроэнергетики, особенно на малых реках, используются не в полной мере, поэтому исследование и создание малых ГЭС является актуальным. Цель: изучение принципов работы и показателей гидроэлектроустановок. Задачи: 1. Провести анализ развития и современного уровня технического состояния гидроэлектростанций. 2. Описание физических принципов работы гидроэлектростанций. 3. Рассмотреть основные конструктивные особенности ГЭС. 4. Провести экспериментальное исследование получения электрической энергии с помощью турбины. 5. Рассчитать основные параметры турбины, получить зависимости характеристик турбины от давления. Активные турбины.
В классе активных турбин наиболее распространенной системой являются ковшовые (турбины Пельтона, рис. 2) [7]. Рис. 2. Ковшовая турбина Пельтона В ковшовой турбине вода из верхнего бьефа (1) подводится трубопроводом (2) к рабочему колесу (4) через сходящийся насадок – сопло (3). На выходе из сопла струя воды приобретает высокую скорость v. Скорость истечения струи из отверстия (сопла) v: v = k , где k = 0,970-0,985 – коэффициент, характеризующий потери напора в проточной части турбины и на выходе из сопла [7]. Рабочее колесо ковшовой турбины расположено в воздушном пространстве. Оно снабжено ковшеобразными лопастями (ковшами) (7), каждая из которых последовательно принимает на себя высокоскоростную струю. Внутри сопла (3) имеется регулирующая игла. Игла перемещается вдоль оси потока и меняет диаметр выходящей из сопла струи, регулируя расход воды (мощность). Для быстрого отвода струи от рабочего колеса в ковшовой турбине имеется отклонитель (6). Рабочее колесо, сопло и отклонитель заключены в закрытый кожух (5). Вода, отдав свою энергию рабочему колесу, стекает в отводящий канал (нижний бьеф). В настоящее время выпускаются ковшовые турбины с несколькими соплами на одной турбине [7]. Реактивные турбины. Особенности реактивных турбин: расположение рабочего колеса полностью в воде и одновременный подвод воды ко всем лопастям турбины. Параметры турбин являются: напор (Н), расход (Q), мощность (N). Вода из верхнего бьефа через водозабор (водоприёмник) по напорному подводящему турбинному водоводу и спиральную камеру подводится к рабочему колесу турбины под давлением. На рабочем колесе поток теряет большую часть своей энергии и отводится через камеру рабочего колеса и отсасывающую трубу в нижний бьеф [7]. Мощность турбины N (кВт) при заданных (расчетных) значениях H и Q называют номинальной. Минимальная мощность соответствует Н мин. Частота вращения в установившемся режиме n (об/мин) и диаметр рабочего колеса DI (м) являются параметрами, определяемыми для выбора турбин. Получение трехфазного тока частотой 50 Гц - синхронная частота вращения, необходимая для работы турбин в России[7]. Рабочее колесо связано со всеми узлами турбины, с параметрами проектируемого агрегата и ГЭС в целом, в проточной части определяет КПД и надёжность агрегата [7]. Гидроэлектрические дамбы-эти машины блокируют движение реки и создают большой резервуар, в котором образуется давление. Оно приводит в движение турбины, которые производят электричество. Вместо дыма они обеспечивают давление воды- это главное для работы плотины. Плотина забирает воду из резервуара через впускные башни. Вода затягивается вниз под действием силы тяжести: , где 9,8 .Пока она опускается, давление воды увеличивается: - давление жидкости, где -плотность, h-высота(глубина), g 9,8 - ускорение свободного падения. Чем глубже, тем выше давление воды. На значительной глубине оно составляет 100000 . Вода под давлением поступает из впускных тоннелей в конусообразные трубы. Здесь образуется мощный поток воды, который врывается в турбины. Но для того, чтобы управлять производимой электроэнергией, надо контролировать этот мощный поток. Шлюзовые ворота открываются и закрываются для того, чтобы изменить количество воды, вращающейся в турбинах.
Вал соединяет каждую турбину с генератором. Он содержит комплект электромагнитов, которые вертятся в медной обмотке. Вращающееся магнитное поле выталкивает электроны из витков металла, и это создаёт электрический поток. У этого сооружения 17 турбинно-генераторных установок, которые отправляют полученное электричество на трансформаторы, откуда уже по проводам электроэнергию получают люди. Выводы. Энергетика - базовая отрасль промышленности любого государства. Потребление энергии увеличивает продолжительность жизни населения планеты, улучшает условия труда и социально-бытовую сферу жизни человека. В то же время энергетика - главный источник неблагоприятного воздействия на окружающую среду и человека. Электрическая энергия - вид энергии, чаще всего используемый человеком. Для получения электрической энергии необходимы энергетические ресурсы, которые могут быть возобновляемые и невозобновляемые. Получение электрической энергии подразумевает однократное или многократное преобразование различных видов энергии. Люди с самой древности задумывались об использовании водной энергии, поэтому начали её тщательно изучать и построили первые водяные колёса. Современная гидроэнергетика - экономичный и экологически безопасный способ получения электроэнергии. Малая гидроэнергетика идёт в этом направлении ещё дальше. Сегодня для работы ГЭС на реках созданы водохранилища, но пока людям служит небольшая часть гидроэнергетического потенциала Земли. Существует негативные последствия для природы, связанные с сооружением плотин и водохранилищ на реках. После заполнения водохранилища под водой оказываются ценные земли, без возможности восстановления. Исчезают также ценные животные и растения. Из-за них вода теряет свою скорость и способность к самоочищению. Создание крупных водохранилищ изменяет климат региона. Безопасность сооружения – это его характеристика не создавать опасности для жизни и здоровья людей, экономики и окружающей среды. Поэтому человечество пытается найти способы, обеспечивающие эту безопасность. 2. Выводы Основными энергетическими параметрами турбины являются мощность и КПД. В проекте был проведён эксперимент, в котором была сымитирована работа ГЭС. Были измерены сила тока и напряжение турбины на холостом ходу в зависимости от времени истечения воды. Построены графики зависимости мощности, силы тока и напряжения. Проведены расчёты мощности, работы, энергии и КПД турбины. Предельное давление, при котором турбина вырабатывает электрический ток, составило 7 кПа.
Заключение. Энергетика очень важна для человечества и использовалась с глубоких времён. Современная гидроэнергетика - экономичный и экологически безопасный способ получения электроэнергии. Малая гидроэнергетика идёт в этом направлении ещё дальше. Сегодня для работы ГЭС на реках созданы водохранилища, но пока людям служит небольшая часть гидроэнергетического потенциала Земли. Работа ГЭС основана на превращении кинетической энергии движения воды в электрическую с помощью гидротурбины. Основными показателями эффективности работы гидроэлектроустановки являются вырабатываемая ею мощность и КПД. В работе был проведён эксперимент, в котором была сымитирована работа ГЭС. Были измерены силы тока и напряжение турбины на холостом ходу в зависимости от времени истечения воды, проведён расчёт мощности и КПД турбины при изменении давления воды. По полученным данным построены графики зависимости силы тока, напряжения и мощности от времени, рассчитаны работа, энергия и КПД турбинной установки. Предельное давление выработки тока турбины составило 7 кПа. Для эффективного использования ГЭС на малых реках необходимо дальнейшее исследование этого вопроса. Таким образом, были проведены анализ развития и современного уровня технического состояния гидроэлектростанций, описаны физические принципы работы гидроэлектростанций, рассмотрены основные конструктивные особенности ГЭС, проведено экспериментальное исследование получения электрической энергии с помощью турбины, рассчитаны основные параметры турбины, получены зависимости характеристик турбины.
Библиографический список. 1. Обухов С.Г. Системы генерирования электрической энергии с использованием возобновляемых энергоресурсов: учебное пособие. Изд-во Томского политехнического университета, 2008. 2. Пономаренко А.С. Классификация и перспективы минигидроэлектростанций. Научный журнал КубГАУ, №89(05),2013. 3. Касымбеков Ж.К., Искакова А.С. Использование малой ГЭС как источника альтернативного электроснабжения. Казахский национальный технический университет имени К.И. Сатпаева. 4. Брызгалов В.И, Гордон Л.А. Гидроэлектростанции: учебное пособие. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2002. 5. Василий Горбунов. История энергетики [Электронный ресурс]: блог об энергетике//URL: https://energoworld.ru/blog/istoriya-energetiki/ (дата обращения: 28.03.2018) 6. Источники энергии – история и современность[Электронный ресурс]//URL: https://ecoteco.ru/library/magazine/zhurnal-211/tehnologii/istochniki-energiiistoriya-i-sovremennost (дата обращения: 28.03.2018) 7. Затеев В.Б. Введение в специальность гидроэлектроэнергетика: учебное пособие. Саяногорск: СШФ СФУ, 2007. 8. Михайлов Л.П., Фельдман Б.Н., Марканова Т.К. Малая гидроэнергетика. М.: Энергоатомиздат, 1989. 9. Нетрадиционные источники энергии и их влияние на окружающую среду[Электронный ресурс]// URL: http://www.newreferat.com/ref-25217-2.html (дата обращения: 28.03.2018)
10. Расход воды через трубу при нужном давлении[Электронный ресурс]//URL: https://hitropop.com/voda/normy/rashod-pri-davlenii.html (дата обращения: 28.03.2018) 11. Зависимость давления жидкости от скорости ее течения[Электронный ресурс]//URL: http://tepka.ru/fizika/5.13.html(дата обращения: 28.03.2018)
Приложение 1 Приложение 2 Введение. Энергетика - базовая отрасль промышленности любого государства. Состояние энергетической отрасли во многом определяет экономическое развитие страны, социально-бытовой уровень жизни населения. Потребление энергии увеличивает продолжительность жизни населения планеты, улучшает условия труда и социально-бытовую сферу жизни человека [1]. В то же время энергетика - главный источник неблагоприятного воздействия на окружающую среду и человека. Использование энергии, освобождающейся при сжигании органического ископаемого топлива (нефти, угля и газа), приводит к потреблению кислорода и выбросу в атмосферу токсичных газов, твёрдых веществ и накоплению диоксида углерода (CO2), который обладает способностью удерживать отраженное Землёй солнечное излучение и приводит к парниковому эффекту [1]. Электрическая энергия - вид энергии, чаще всего используемый человеком. Достоинства электроэнергии общеизвестны: это экологически- чистый вид энергии: её можно передавать на большие расстояния потоками с высокой концентрацией: легко делить и с высокой эффективностью преобразовывать в другие виды энергии: тепловую, механическую, световую, химическую [1]. Для получения электрической энергии необходимы энергетические ресурсы, которые могут быть возобновляемые и невозобновляемые. К возобновляемым ресурсам относят те, которые полностью восстанавливаются в пределах жизни одного поколения (вода, ветер, древесина и т. д.). К невозобновляемым ресурсам относят ранее накопленный в природе, но в новых геологических условиях практически не образующиеся – уголь, нефть, газ[1]. Получение электрической энергии подразумевает однократное или многократное преобразование различных видов энергии. При этом энергия, непосредственно извлекаемая в природе (энергия топлива, воды, ветра и т. п.), называется первичной. Энергия, получаемая человеком после преобразования первичной энергии на электростанциях, называется вторичной (электрическая энергия, Энергия пара, горячей воды и т. д.)[1]. Водные ресурсы земного шара огромны. Они дают 1/5 всей электроэнергии на Земле. Обеспечивают её подачу самые большие в мире машины. Современная гидроэнергетика - экономичный и экологически безопасный способ получения электроэнергии. Малая гидроэнергетика идёт в этом направлении ещё дальше. Небольшие электростанции позволяют сохранять природные ландшафты, окружающую среду не только на этапе эксплуатации, но и в процессе строительства. При последующей эксплуатации отсутствует отрицательное влияние на качество воды: она полностью сохраняет первоначальные природные свойства. В реках сохраняется рыба, вода может использоваться для водоснабжения населения. В отличии от других экологически безопасных возобновляемых источников электроэнергии, таких как солнце, ветер, малая гидроэнергетика почти не зависит от погодных условий и способна обеспечить устойчивую подачу дешёвой электроэнергии потребителю. Ещё одно преимущество малой энергетики - экономичность. Использование дешёвой, доступной, возобновляемой энергии рек, особенно малых, позволяет вырабатывать дешёвую электроэнергию. К тому же сооружение объектов малой энергетики имеет низкие затраты и быстро окупается[2]. Гидроэлектростанции и гидроаккумулирующие электростанции (ГЭС и ГАЭС) по-прежнему занимают особое важное место, выполняя главную роль по регулированию параметров в нестационарных режимах[4]. Гидроэлектростанция (ГЭС) – основной объект гидроэнергетики. Она представляет собой неразрывную систему гидротехнических сооружений и оборудования для получения электрической энергии из энергии воды[7]. В настоящее время возможности гидроэнергетики, особенно на малых реках, используются не в полной мере, поэтому исследование и создание малых ГЭС является актуальным. Цель: изучение принципов работы и показателей гидроэлектроустановок. Задачи: 1. Провести анализ развития и современного уровня технического состояния гидроэлектростанций. 2. Описание физических принципов работы гидроэлектростанций. 3. Рассмотреть основные конструктивные особенности ГЭС. 4. Провести экспериментальное исследование получения электрической энергии с помощью турбины. 5. Рассчитать основные параметры турбины, получить зависимости характеристик турбины от давления. Глава 1. Конструктивные особенности и принципы работы ГЭС
|
|||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2019-11-02; просмотров: 206; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.217.249.77 (0.033 с.) |