Upload
others
View
11
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Energetski stroji
UNIVERZA V LJUBLJANI, FAKULTETA ZA STROJNIŠTVOKatedra za energetsko strojništvo
A1v1
A2A0
v0
v0
v0
v2
VETRNICA
Energetski stroji
UNIVERZA V LJUBLJANI, FAKULTETA ZA STROJNIŠTVOKatedra za energetsko strojništvo
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
UNIVERZA V LJUBLJANI, FAKULTETA ZA STROJNIŠTVOKatedra za energetsko strojništvo
Teoretična moč vetrnice
Določitev moči na dva načina:
potisna sila( )
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−⋅=
=⋅−⋅=⋅=
22
22
20
1201P
vvm
vvvmvFP
&
&
sprememba energijskih tokov
v0v2
v1
Energetski stroji
UNIVERZA V LJUBLJANI, FAKULTETA ZA STROJNIŠTVOKatedra za energetsko strojništvo
Dejanska moč vetrnice in izkoristek
dejanska moč vetrnice( ) 2202e vvvmvFP ⋅−⋅=⋅= &
( )20
222
20
220ee
2
22vv
vvvm
vvvmPP
+⋅
=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−⋅
⋅−⋅==
&
&η
izkoristek vetrnice
Energetski stroji
UNIVERZA V LJUBLJANI, FAKULTETA ZA STROJNIŠTVOKatedra za energetsko strojništvo
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
UNIVERZA V LJUBLJANI, FAKULTETA ZA STROJNIŠTVOKatedra za energetsko strojništvo
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
UNIVERZA V LJUBLJANI, FAKULTETA ZA STROJNIŠTVOKatedra za energetsko strojništvo
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
UNIVERZA V LJUBLJANI, FAKULTETA ZA STROJNIŠTVOKatedra za energetsko strojništvo
16
37
52
73
90
104
116
P, MWD, m
5
4
3
2
1
0,5
0,1
Energetski stroji
UNIVERZA V LJUBLJANI, FAKULTETA ZA STROJNIŠTVOKatedra za energetsko strojništvo
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
UNIVERZA V LJUBLJANI, FAKULTETA ZA STROJNIŠTVOKatedra za energetsko strojništvo
Plinski postroj
Č C
B
AD
Energetski stroji
UNIVERZA V LJUBLJANI, FAKULTETA ZA STROJNIŠTVOKatedra za energetsko strojništvo
Plinski postroj
Qod
1
23
4
5
6
Qdo.
PiTPiK
.
QR.
Energetski stroji
UNIVERZA V LJUBLJANI, FAKULTETA ZA STROJNIŠTVOKatedra za energetsko strojništvo
Plinski postroj
1
2
5
4
63en
talp
ija
entropija
Qdo..m
QR..m
PiK.m
PiT.m
QR..m
Qod..m
Energetski stroji
UNIVERZA V LJUBLJANI, FAKULTETA ZA STROJNIŠTVOKatedra za energetsko strojništvo
Plinski postroj
Hlajenje lopatic prvih turbinskih stopenj
T4 = 1200-1500°C
Energetski stroji
UNIVERZA V LJUBLJANI, FAKULTETA ZA STROJNIŠTVOKatedra za energetsko strojništvo
Plinski postroj
Večstopenjska aksialna turbina (pri plinskem postroju)
Energetski stroji
UNIVERZA V LJUBLJANI, FAKULTETA ZA STROJNIŠTVOKatedra za energetsko strojništvo
POTISNIK
1 2 3 4 5mG.
mZ. mZ
. mG.
+ = m.
A B C Č
p1
v = v = vZ L 1p5 = p1
Energetski stroji
UNIVERZA V LJUBLJANI, FAKULTETA ZA STROJNIŠTVOKatedra za energetsko strojništvo
POTISNIK
1
2
5
3
enta
lpija
entropija
Qdo..m
PiK.m
PiT.m
Qod..m
PiŠ.m
4
Energetski stroji
UNIVERZA V LJUBLJANI, FAKULTETA ZA STROJNIŠTVOKatedra za energetsko strojništvo
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
UNIVERZA V LJUBLJANI, FAKULTETA ZA STROJNIŠTVOKatedra za energetsko strojništvo
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
UNIVERZA V LJUBLJANI, FAKULTETA ZA STROJNIŠTVOKatedra za energetsko strojništvo
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
UNIVERZA V LJUBLJANI, FAKULTETA ZA STROJNIŠTVOKatedra za energetsko strojništvo
PARNE TURBINE
Energetski stroji
UNIVERZA V LJUBLJANI, FAKULTETA ZA STROJNIŠTVOKatedra za energetsko strojništvo
PARNE TURBINE
A B CČ
D E F
G
Energetski stroji
UNIVERZA V LJUBLJANI, FAKULTETA ZA STROJNIŠTVOKatedra za energetsko strojništvo
PARNE TURBINE
Energetski stroji
UNIVERZA V LJUBLJANI, FAKULTETA ZA STROJNIŠTVOKatedra za energetsko strojništvo
Parno postrojenje
1
2
5
6
7
8
9
10
WG = Wod
Wdo
Qod
3
4
Qdo
ηKQGo =
Wdo
Energetski stroji
UNIVERZA V LJUBLJANI, FAKULTETA ZA STROJNIŠTVOKatedra za energetsko strojništvo
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