Задача №4

Определить объем биогазогенератора V_б и суточный выход биогаза V_г в уста­новке, утилизирующей навоз от п=18 коров, а также обеспечиваемую ею тепловую мощность N (Вт). Время цикла сбраживания τ = 14 сут при температуре t = 25° С; подача сухого сбраживаемого материала от одного животного идет со скоростью W = 2 кг/сут; выход биогаза из сухой массы ν_г= 0,24 м³ /кг . Содержание метана в биогазе составляет 70 %. КПД горелочного устройства η=0,68. Плотность сухого мате­риала, распределенного в массе биогазогенератора, р _сух ≈50 кг/м^г . Теплота сгора­ния метана при нормальных физических условиях Q_н^р =28 МДж/м³.

Решение

Подача сухого сбраживаемого материала от 18 животных идет со скоростью m₀ ( кг/сут):

m₀=W·n=2·13=26 кг/сут;

Cуточный объем жидкой массы V_сут, поступающей в биогазогенерагор (м³/сут) мож­но определить по формуле:

V_сут=m₀/ρ_сух=26/50=0,52 м³/сут

Дано: п=13

τ = 14 сут

t = 25° С

W = 2 кг/сут

ν_г= 0,24 м³ /кг

η=0,69

р _сух ≈50 кг/м^г

Q_н^р =28 МДж/м³

Найти: V_б, V_г, N

Объем биогазогенератора, необходимого для фермы (м³):

V_б=τ·V_сут =14·0,52=0,728 м³

Суточный выход биогаза:

V_г=m₀·ν _г =26·0,24=6,24 м³/сут

Тепловая мощность устройства, использующего биогаз (МДж/сут):

N=η·Q_н^р·V_г·ƒ_{м =} 0,69·28·6.24·0,70= 84.389 Мдж/сут.

Ответ: объем биогазогенератора V_б=0.728 м³, суточный выход биогаза

V_г =6.24 м³/сут, тепловая мощность устройства, использующего биогаз

N =84.389Мдж/сут.

Задача №5

Для отопления дома в течение суток потребуется Q=0,60 ГДж теплоты. При ис­пользовании для этой цели солнечной энергии тепловая энергия может быть запасена в водяном аккумуляторе. Допустим, что температура горячей воды t₁=54 ° С. Какова должна быть емкость бака аккумулятора V (м³), если тепловая энергия может ис­пользоваться в отопительных целях до тех пор, пока температура воды не понизится до t₂=29 °C? Величины теплоемкости и плотности воды взять из справочной литературы.

Решение

Q=ρ·V·C_р·(t₁-t₂) =>

м³

Дано: Q=0,58 Гдж

t₁=50 ° С

t₂=38°C

ρ=1000 кг/м³

с_р=4,2·10³ Дж/(кг·К)

Найти: V-?

Ответ: емкость бака аккумулятора V=11.507 м³.

Задача № 6

Используя формулу Л. Б. Бернштейна, оценить годовой приливный потенциал бассейна Э _пот (кВт·ч), если его площадь F= 3300 км², а средняя величина приливной волны R_ср = 5.7 м.

Решение

1. Приливной потенциал бассейна (по формуле Л.Б. Бернштейна), вырабатываемый за год:

Эпот=1,97× R_ср²×F=1,97× 5,7²×3300=211217.49 млн. кВт·ч=211.2174 млн. МВт·ч.

Ответ: приливной потенциал бассейна, вырабатываемый за год

Эпот= 211217млн. кВт·ч=211.217млн. МВт·ч.

Задача 7

К

Решение

1.Мощность малой ГЭС в нормальных условиях

• N₁=9,81·V·H·η

2.Мощность малой ГЭС при колебаниях напора и воды

• N₂= 9,81·V₂ H₂·η = 9,81·[V(1-0,1)]·(H/3)·η

3. Отношение мощностей:

N₂/ N₁=0,9/1.5=0,6, отсюда

N_{2 =}=0,6 N₁=(1-0,4) N₁

ак изменится мощность малой ГЭС, если напор водохранилища Н в засуш­ливый период уменьшится в п раз, а расход воды V сократится на m % ? Потери в гидротехнических сооружениях, водоводах, турбинах и генераторах считать постоян­ными.

Дано: n= 15,

m = 30 %

η =10.

Найти: N₂?

Ответ: Мощность малой ГЭС уменьшится по сравнению с нормальными условиями

на 40 %.