UNIVERZA V LJUBLJANI, FAKULTETA ZA STROJNIŠTVO Katedra...

Energetski stroji

UNIVERZA V LJUBLJANI, FAKULTETA ZA STROJNIŠTVOKatedra za energetsko strojništvo

A1v1

A2A0

v0

v0

v0

v2

VETRNICA

Energetski stroji


Energetski stroji


VETRNICAv v0 0

0 1 2

A Av v A0 112

2

Δv

v

pv

v

Δv1

0

01

2

2

Δp

v

p

Energetski stroji


Teoretična moč vetrnice

Določitev moči na dva načina:

potisna sila( )

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−⋅=

=⋅−⋅=⋅=

22

22

20

1201P

vvm

vvvmvFP

&

&

sprememba energijskih tokov

v0v2

v1

Energetski stroji


Dejanska moč vetrnice in izkoristek

dejanska moč vetrnice( ) 2202e vvvmvFP ⋅−⋅=⋅= &

( )20

222

20

220ee

2

22vv

vvvm

vvvmPP

+⋅

=

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−⋅

⋅−⋅==

&

&η

izkoristek vetrnice

Energetski stroji


Največja moč vetrnice

2 2 30 0 0

max 1 1 12 2 2v v vP m A v Aρ ρ= ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅&

1 0v v=

2 0v =

2 20 2

2

1 1V,max 2

max 0 00 0

1

24 1

2

v vmv vP

P v vv vmv

η

⎛ ⎞−⋅⎜ ⎟ ⎛ ⎞Δ Δ⎝ ⎠= = = ⋅ ⋅ −⎜ ⎟⎛ ⎞⎛ ⎞ ⎝ ⎠⋅ ⋅⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠

&

&

Energetski stroji


Primerjava med teoretično močjo in celotnim energijskim tokom vetra

0;310

0

1

0

1

0

⎩⎨⎧=

Δ⇒=

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛Δ∂

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛∂

vv

vv

PP

593,0max0

=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛PP

31

31

0

2

0

1 =⇒=Δ

vv

vv

Energetski stroji


Teoretična moč in izkoristek vetrnice

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

v2/v0

η_ V

,max

1/3

16/27 ≈ 0,593

Energetski stroji


16

37

52

73

90

104

116

P, MWD, m

5

4

3

2

1

0,5

0,1

Energetski stroji


PLINSKE TURBINE

• Pogonski stroji: toplota delovne snovi v mehansko delo• Uporaba: pogon vozil preko gredi, potisniki, proizvodnja električne en.• Delovna snov: zrak (dimni plini), idelani plin• Izvedba: aksialni nadtlačni turbinski stroji (najpogosteje)• Težave: kompresija stisljivega medija – izkoristek, temperaturna obstojnost

Energetski stroji


Plinski postroj

Č C

B

AD

Energetski stroji


Plinski postroj

Qod

1

23

4

5

6

Qdo.

PiTPiK

.

QR.

Energetski stroji


Plinski postroj

1

2

5

4

63en

talp

ija

entropija

Qdo..m

QR..m

PiK.m

PiT.m

QR..m

Qod..m

Energetski stroji


Plinski postroj

Hlajenje lopatic prvih turbinskih stopenj

T4 = 1200-1500°C

Energetski stroji


Plinski postroj

Večstopenjska aksialna turbina (pri plinskem postroju)

Energetski stroji


POTISNIK

1 2 3 4 5mG.

mZ. mZ

. mG.

+ = m.

A B C Č

p1

v = v = vZ L 1p5 = p1

Energetski stroji


POTISNIK

1

2

5

3

enta

lpija

entropija

Qdo..m

PiK.m

PiT.m

Qod..m

PiŠ.m

4

Energetski stroji


PARNE TURBINE

• Pogonski stroji: toplota delovne snovi v mehansko delo• Uporaba: proizvodnja električne en., pogon delovnih strojev• Delovna snov: vodna para, realni plin• Izvedba: aksialni turbinski stroji, enakotlačni ali nadtlačni, večstopenjski • Moč: do 1300 MW na eni gredi!

Energetski stroji


Enakotlačna stopnja parne turbine

entropija

enta

lpija

0p0

pp

p

12

3

= =

3

3s

n

c3

w3

ncc

12

=

w 2

vodilnik gonilnik

p

v

Energetski stroji


Nadtlačna stopnja parne turbine

3

3s

2

pp

12 =

1

p00

p3

entropija

enta

lpija

w2

n

w3

cc

12

=

vodilnik gonilnik

p

v

Energetski stroji


PARNE TURBINE

Energetski stroji


PARNE TURBINE

A B CČ

D E F

G

Energetski stroji


PARNE TURBINE

Energetski stroji


Parno postrojenje

1

2

5

6

7

8

9

10

WG = Wod

Wdo

Qod

3

4

Qdo

ηKQGo =

Wdo

Energetski stroji


Parno postrojenje

1

234

5

6

7 9

200 b

ar40

bar

8

0,05 bar33

270

365

560

0 2 4 6 8

T /

°C

s / (kJ/(kg K))˙

10

Energetski stroji


Parno postrojenje

ηK ηt ηi ηm ηG ηLR

kote

l

leža

ji, te

snila

turb

ina

krož

ni p

roce

s

gene

rato

r

last

na ra

ba

z go

rivom

dov

eden

ito

plot

ni to

k

moč

na

prag

uel

ektra

rne

izgube

UNIVERZA V LJUBLJANI, FAKULTETA ZA STROJNIŠTVO Katedra...

Documents

Transcript of UNIVERZA V LJUBLJANI, FAKULTETA ZA STROJNIŠTVO Katedra...