Некоммерческое акционерное общество АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ Кафедра электроснабжения промышленных предприятий

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

Алматы 2013

СОСТАВИТЕЛИ: Умбетов Е.С., Живаева О.П. 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.  – Алматы: АУЭС, 2013.- 13 с.

Данная разработка включает в себя задания на расчетно-графические работы, методические указания по их выполнению и перечень рекомендуемой литературы.

Табл. 7, библиогр. - 9 назв.

 Рецензент: Курпенов Б.К.

Печатается по плану издания некоммерческого акционерного общества «Алматинский университет энергети­ки и связи» на 2013 г.

© НАО «Алматинский университет энергетики и связи», 2013 г.

1 Расчетно-графическая работа № 1

1.1 Задание

Задача 1.

На солнечной электростанции башенного типа установлено п гелиостатов, каждый из которых имеет поверхность F_г, м². Гелиостаты отражают солнечные лучи на приемник, на поверхности которого зарегистрирована максимальная энергетическая освещенность Н_пр = 2,5 МВт/м^г. Коэффициент отражения гелиостата R_г = 0,8. коэффициент поглощения приемника А_пр =0,95. Максимальная облученность зеркала гелиостата H_г=600 Вт/м^г. Исходные данные выбираются по таблице 1.1.

Определить площадь поверхности приемника F_пр и тепловые потери в нем, вызванные излучением и конвекцией, если рабочая температура теплоносителя составляет t °С. Степень черноты приемника ε_пр = 0,95. Конвективные потери вдвое меньше потерь от излучения.

 

 Таблица 1.1

Величины и единицы их измерения	Численные значения величин, выбираемые по начальной букве фамилии студента
	А, К Ф	Б, Л, Х	В, М, Ц	Г, Н, Ч	Д, О, Ш	Е, П, Щ	Ё, Р, Э	Ж, С, Ю	З, Т Я	И, У
n	243	253	263	273	283	293	303	313	323	333
	Численные значения величин, выбираемые по предпоследней цифре номера зачетной книжки
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Fг ,м2	64	61	58	55	52	49	46	43	40	37
	Численные значения величин, выбираемые по последней цифре номера зачетной книжки
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
t ,o C	700	680	660	640	620	580	560	540	520	600

 

Задача 2.

          Считается, что действительный КПД η океанической ТЭС, использующей температурный перепад поверхностных и глубинных вод (T₁-T₂)= ∆T  и работающей по циклу Ренкина, вдвое меньше термического КПД установки, работающей по циклу Карно, η_t^k. Оценить возможную величину действительного КПД ОТЭС, рабочим телом которой является аммиак, если температура воды на поверхности океана t, °С, а температура воды на глубине океана t₂, °С. Исходные данные выбираются по таблице 1.2.

Какой расход теплой воды V, m/ч потребуется для ОТЭС мощностью N МВт? Считать, что плотность воды = 1·10³ кг/м³ , а удельная массовая теплоемкость С_p  = 4,2·10³ Дж/(кг·К).

         

          Таблица 1.2

Величины и единицы их измерения	Численные значения величин, выбираемые по начальной букве фамилии студента
	А, К Ф	Б, Л, Х	В, М, Ц	Г, Н, Ч	Д, О, Ш	Е, П, Щ	Ё, Р, Э	Ж, С, Ю	З, Т Я	И, У
N ,МВт	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1
	Численные значения величин, выбираемые по предпоследней цифре номера зачетной книжки
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
t1 , o C	30	30	28	28	26	26	24	23	21	20
	Численные значения величин, выбираемые по последней цифре номера зачетной книжки
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
t2 ,° C	4	5	4	5	4	5	4	5	4	5

 

Задача 3.

          Определить начальную температуру t₀ и количество геотермальной энергии Е_o, Дж водоносного пласта толщиной h км при глубине залегания z км, если заданы характеристики породы пласта: плотность r_гр = 2700 кг/м³; пористость а = 5 %; удельная теплоемкость С_гр =840 Дж/(кг·К). Температурный градиент (dT/dz) в °С/км выбрать по таблице вариантов задания. Среднюю температуру поверхности t_ср принять равной 10°С. Удельная теплоемкость воды С_в = 4200 Дж/(кг·К); плотность воды ρ= 1·10³   кг/м³. Расчет произвести по отношению к площади поверхности F = 1 км². Минимально допустимую температуру пласта принять равной t₁ =40° С.

          Исходные данные выбираются по таблице 1.3.

Определить также постоянную времени извлечения тепловой энергии τ_o(лет) при закачивании воды в пласт и расходе ее V =0,1 м³/(с·км²). Какова будет тепло­вая мощность, извлекаемая первоначально (dE/dz)_τ=0  и через 10 лет (dE/dz)_τ=10 ?

 

          Таблица 1.3

Величины и единицы их измерения	Численные значения величин, выбираемые по начальной букве фамилии студента
	А, К Ф	Б, Л, Х	В, М, Ц	Г, Н, Ч	Д, О, Ш	Е, П, Щ	Ё, Р, Э	Ж, С, Ю	З, Т Я	И, У
h, км	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	0,9	0,8	0,7	0,6	0,5
	Численные значения величин, выбираемые по предпоследней цифре номера зачетной книжки
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
z, км	2,5	3,0	3,5	4,0	3,5	3,0	2,5	4	3,5	3
	Численные значения величин, выбираемые по последней цифре номера зачетной книжки
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
(dT/dz), °C/км	75	70	65	60	55	50	45	40	35	30