выделение кислорода

Библиотека НЕФТЬ-ГАЗ: Предложения в тексте с термином "Кпд" НЕФТЬ-ГАЗ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА На главную >> Теперь на нашем сайте можно за 5 минут создать свежий реферат или доклад Скачать книгу целиком можно на сайте: www.nglib.ru. << Дэвинс Д.N. Энергия << Глоссарий, буква "К" Предложения в тексте с термином "Кпд" К последним обычно относятся АЭС выделение кислорода ТЭС, работающие на угле, имеющие высокий КПД выделение кислорода большее число часов использования установленной мощности. В полупиковом режиме чаще всего работают старые тепловые ТЭС, имеющие по сравнению с базисными электростанциями меньший КПД, или ТЭС, работающие на природном газе. КПД такой воздухоаккумулирующей электростанции составляет примерно 70%, что в большинстве случаев вполне приемлемо. КПД? Это относительно небольшой КПД. ^ Внутренний относительный КПД. К их числу относятся: высокий КПД (80—90 %), бесшумность, отсутствие загрязнений, возможность получения приемлемой мощностной характеристики; быстрота зарядки выделение кислорода возможность близкого расположения к потребителю. Можно просто еще раз отметить, что эта форма аккумулирования энергии не может удовлетворить современным требованиям ни при централизованном производстве электроэнергии, ни при использовании в транспортных средствах, если не будут созданы батареи ~ с более высоким КПД. Принять КПД равным 95 % выделение кислорода коэффициент запаса прочности для внутренних напряжений равным 3. Для того чтобы учесть в конечном результате эти расходы, в издержки за срок службы следует включить параметр, связывающий потребности в теплоте Н, КПД отопительной установки т), удельную стоимость единицы энергии в расчете на единицу площади р выделение кислорода коэффициент /, учитывающий увеличение стоимости энергии за время срока службы дома. Для каждой из них легко можно подсчитать КПД в соответствии с первым законом термодинамики. Однако для расчета КПД по второму закону термодинамики необходимо знать минимальный объем проделанной работы, требующийся для отопления. Каков КПД теплового насоса, работающего в диапазоне температур от —1 до 4-45 "С выделение кислорода имеющего производительность 2-Ю7 Дж/ч при электрической нагрузке 5 кВт? КПД относительно невысок, но по сравнению с некоторыми другими типами установок, которые будут рассмотрены ниже, он не так уж мал: Значение КПД так мало потому, что температура холодной среды слишком низка для того, чтобы обеспечить эффективную работу. При температурах, близких к 4°С, КПД у хорошо работающего теплового насоса должен быть близким к 3,0. КПД дизельного двигателя достаточно велик, к тому же КПД всей установки может быть повышен за счет использования сбросной теплоты двигателя. Выше было показано, что КПД воздушного кондиционера (холодильника) •n = Q2/W, (11. Повышение КПД отдельных бытовых приборов может дать определенную экономию энергии. 0,19 жения КПД электроотопительных приборов Таким образом, согласно второму закону термодинамики выделение кислорода из воздуха при низких температурах имеет весьма низкий КПД — только 1,67-103/1,5х ХЮ6«0,0011. Учитывая, что известные методы сепарации обладают столь низкими КПД, необходимо вести поиски других способов. Расчетный КПД двигателя внутреннего сгорания, как показано в гл. Там же было показано, что КПД реальных двигателей никогда не достигнет этого теоретического значения (в лучшем случае половину этого значения). Можно выразить располагаемую действующую мощность Рд как разницу между мощностью, развиваемой двигателем, индикаторной мощностью двигателя Ра выделение кислорода мощностью трения /V Тогда механический КПД может быть выражен как Максимальное значение механического КПД достигается при определенном промежуточном значении частоты вращения. Механический КПД прямо пропорционален крутящему моменту на приводном валу, развиваемому двигателем. Сохранение высокого механического КПД при снижении частоты вращения двигателя достигается с помощью соответствующих понижающих передаточных чисел зубчатой коробки передач. Вспомним, что крутящий момент двигателя выделение кислорода механический КПД связаны непосредственно. Точка В располагается в области пониженного механического КПД, при котором расход бензина автомобилем увеличивается. КПД автомобиля можно получить при скоростях 56—72 км/ч (рис. Выработка электроэнергии зависит от потенциальной энергии воды, запасенной в водоеме, выделение кислорода КПД ее преобразования в электроэнергию. КПД электрохимического преобразования энергии. КПД такой ТЭС около 40 %. Очищенный газ — ем размеров выделение кислорода массы частиц КПД циклонного сепаратора снижается. Если диаметр частиц менее 5 мкм, КПД циклона не достигает ц 50 %_. Электрофильтры обладают высоким КПД при улавливании частиц любого размера, кроме самых мелких. КПД ГеоТЭС из-за низкой температуры пара меньше, чем ТЭС на органическом топливе. Электростанция мощностью 1000 МВт с КПД 40% работает на угле с содержанием серы 4,5%. Каким должно быть максимально допустимое содержание серы в угле для того, чтобы новая ТЭС мощностью 100 МВт с КПД 40 % отвечала требованиям по защите окружающей среды? Как изменит я этот показатель, если КПД понизится до 35 %? Допустим, что из этого количества энергии 1 % может быть преобразован в электроэнергию при КПД=25%. По большинству скважин поступает не пар, выделение кислорода горячая вода; в этом случае КПД процесса выработки электроэнергии меньше. Однако, как выделение кислорода при применении органического топлива, КПД преобразования ограничивается диапазоном температуры рабочего тела, в данном случае—•• пара. Как следствие, КПД преобразования солнечной энергии в электроэнергию в таких установках может составлять около 10%. Схема преобразования солнечной энергии в электрическую с аккумулированием энергии имость выделение кислорода низкий КПД. Теоретически КПД таких систем может быть очень высоким. • Здесь следует отметить, что в результате воздействия ряда факторов КПД фотоэлектрического преобразования получается довольно низким —от 0,05 до 15%. О практической реализации этого направления в ближайшие годы еще рано говорить, поскольку созданные к настоящему времени преобразовательные устройства обладают очень малым КПД, выделение кислорода их масса выделение кислорода стоимость слишком велики. Считается, что результаты будут экономически приемлемыми, если будут созданы установки с КПД преобразования примерно 30 % при удельной стоимости производства панелей с фотоэлементами не более 60 долл/м2. В результате термический КПД АЭС только 30%, в то время как для электростанций на угле, нефти или газа он достигает 40 %. Ниже перечислены среднесуточные выбросы загрязняющих веществ АЭС с реактором BWR мощностью 1000 МВт при работе на полную мощность выделение кислорода КПД 32 %. С другой стороны, поскольку в качестве теплоносителя вода не •используется, реактор может работать при более высоких температурах, увеличивая тем самым термический КПД электростанции до 40 % выделение кислорода более, что даже лучше КПД на электростанциях, использующих органическое топливо. Тепловая электростанция мощностью 1000 МВт с КПД 40 % работает на нефтяном топливе. Уголь, имеющий содержание углерода 80 % выделение кислорода теплоту сгорания 7,4-10е Дж/кг, используется в качестве топлива на электростанции мощностью 1000 МВт с КПД 40 %. Если КПД горения 85 % (т. Если солнечные фотоэлементы имеют КПД 13 %, какова должна быть общая площадь солнечного коллектора для электростанции мощностью 1000 МВт? Принимая среднюю освещенность равной 250 Вт/м2 выделение кислорода КПД преобразования 13%, определите, какую часть из приведенных выше данных о количестве всех производимых в США энергоресурсов выделение кислорода отдельно электроэнергии можно получить с этой площади с помощью солнечных электростанций. Допустим, что КПД теплообменника 100 %. Если в среднем на человека приходится 1 кВт (что характерно для большинства населения США), какой объем воды необходимо закачивать ежедневно в верхнее водохранилище при напоре 240 м (при КПД преобразования 100 %)? Предположите, что в водохранилище нет притока воды выделение кислорода что КПД преобразования составляет 90 %. КПД преобразования энергии приливной волны в электрическую 90%. Напряжение с шин генератора повышается трансформатором со 100 В до 500 кВ с КПД 95 %. Понижающий трансформатор, имеющий КПД также 95 %, снижает напряжение на нагрузке до 100 В. Суммарная мощность этих электростанций около 400 МВт при КПД 25 %. Тур-боагрегат имеет мощность 200 МВт при КПД 30 %. ТЭС на органическом топливе имеет мощность 1000 МВт выделение кислорода КПД 42%. АЭС той же мощности имеет КПД 31 %. Простейшим критерием такого сравнения является КПД: (3-1) где W — совершаемая работа;? В предыдущей главе было сказано, что КПД ТЭС, работающих на органическом топливе, составляет около 40%, выделение кислорода КПД АЭС — около 30 %. Это, однако, еще не позволяет рассчитать КПД, поскольку мы не знаем соотношения между ве Однако мы по-прежнему не можем рассчитать ее КПД. Остается решить вопрос, который был поставлен в самом начале,— как рассчитать КПД энергетической установки? Однако этого недостаточно, -чтобы выяснить, является ли полученный КПД наибольшим для установки данного типа выделение кислорода есть ли другие установки, способные выполнять ту же работу с большей экономичностью. КПД энергетической установки всегда меньше единицы. При КПД = 1 вся подводимая к системе энергия превращается в работу. Возможно ли практически получить такой КПД? КПД цикла г] = Ql~Q2. Значение КПД максимально при Q2=0, однако это неосуществимо. Пользуясь им, можно определить максимальный КПД цикла энергетической установки. Вопрос о максимально достижимом КПД преобразования теплоты в работу был впервые исследован в начале XIX в. Можно рассчитать термический КПД цикла Карно выделение кислорода показать, что никакая другая машина не может иметь больший КПД при тех же условиях. Зная максимальное значение КПД для заданных условий, можно судить о целесообразности или нецелесообразности исследований, направленных на улучшение КПД реальной машины, работающей в этих условиях. Термический КПД цикла Карно, как выделение кислорода любого другого, определяется по (3. упражнение 10), что термический КПД цикла Карно Любая реальная тепловая машина всегда имеет КПД ниже КПД цикла Карно для тех же граничных температур. Эффективный КПД автопогрузчика, работающего на пропане, составляет около 20 %. ним это значение с КПД цикла Карно для того же интервала температур. Таким образом, КПД автопогрузчика значительно ниже, чем КПД цикла Карно. Покажем, что т)С является максимальным значением КПД для данного интервала темпер \ КПД этого цикла гц = W/Q[. 1 Так как при приведенных выше рассуждениях не требовалось обратимости тепловой машины /, то можно сделать более общий вывод, называемый теоремой Карно, о том что КПД любой тепловой машины, работающей в заданном интервале температур, не может быть больше КПД машины Карно, работающей в этом же температурном интервале. Важный вывод о том, что КПД цикла Карно зависит только от температур горячего выделение кислорода холодного источника теплоты н не зависит от свойств рабочего тела, легко получить, считая, что. Внутренний относительный КПД Кроме того, чем выше температура, при которой тепловая машина получает энергию, тем выше КПД преобразования. Поэтому теплоту, передаваемую при высокой температуре, принято называть высокопотенциальной; она может быть использована для совершения работы с большим термическим КПД '. Термический КПД характеризует экономичность тепловой машины, реализующей конкретный цикл. 1 Термический КПД — это КПД обратимого цикла. Ответ можно получить, пользуясь критерием экономичности, который следует из второго закона термодинамики выделение кислорода называется внутренним относительным КПД. Пользуясь понятием максимальной полезной работы, выражение для внутреннего относительного КПД можно записать в виде: Эта формула может быть непосредственно использована для оценки внутреннего относительного КПД конкретных процессов. Понятия максимальной полезной работы выделение кислорода внутреннего относительного КПД более подробно раскрываются в последующих главах при рассмотрении конкретных систем выделение кислорода процессов преобразования энергии1. 1 В отечественной литературе для анализа эффективности циклов используются кроме термического выделение кислорода внутреннего относительного КПД понятия внутреннего (внутреннего абсолютного) КПД выделение кислорода эффективного КПД. Внутренний абсолютный КПД определяется. как КПД реального необратимого цикла выделение кислорода равен произведению термического КПД на внутренний относительный. Эффективный КПД характеризует эффективность теплосиловой установки в целом выделение кислорода равен работе, отданной установкой внешнему потребителю, отнесенной к количеству теплоты, подведенной к установке. 6 расход составляет 10 т/ч, выделение кислорода КПД преобразования мощности на валу турбины в мощность на шинах генератора 0. КПД котельных на природном газе, используемых для отопления домов, обычно принимают равным 65 %. Какое максимальное значение КПД использования этого газа для отопления можно обеспечить, если сжигать его на ТЭС при температуре 2100 °С. Определите следующие величины: работу, совершаемую газом1 в процессе изотермического расширения; количество теплоты, отбираемое от газа в процессе изотермического сжатия; работу, совершаемую над газом в процессе изотермического сжатия; КПД цикла. Какой из двух альтернативных путей — умень^ шение нижней температуры цикла Карно на Д71 или увеличение верхней температуры на ДГ— является более эффективным для увеличения КПД цикла Карно? Точные расчеты работы, совершаемой в цикле, тепловых параметров выделение кислорода КПД являются весьма сложной задачей. Для расчета КПД рассматриваемого цикла необходимо выяснить, каким образом подведенное количество теплоты Qi выделение кислорода отданное QJ зависят от параметров системы. КПД определяется выражением Таким образом, КПД цикла Отто зависит лишь от степени сжатия выделение кислорода теплоемко-, стей рабочего вещества выделение кислорода не зависит от других параметров системы: 4 для горячего воздуха, получаем значение КПД п. КПД реального ДВС составляет примерно половину этого значения. Весьма малый КПД паровой машины —в те времена около 7 %— выделение кислорода потребности развивающейся промышленности послужили стимулом создания новых типов двигателей. Можно легко рассчитать КПД такого идеализированного цикла: Аналогично циклу Отто КПД дизельного цикла выражается через степень сжатия выделение кислорода степень предварительного расширения. Теоретически при /V^15, rp^5 выделение кислорода у~1,5 можно получить КПД = = 64 %. Высокий КПД, более дешевое топливо выделение кислорода исключительная механическая надежность дизельных двигателей дают им в этих случаях очевидные преимущества. Против использования автомобильных двигателей выдвигают два аргумента: загрязнение окружающей среды выделение кислорода малый КПД преобразования как химической, так выделение кислорода механической энергии. Турбина обеспечива-•ет очень высокий КПД преобразования внутренней энергии нагретого рабочего тела в энергию вращения вала турбины. Для турбин характерны малые удельные капитальные вложения на единицу мощности, снимаемой с вала, экономичность обслуживания, высокий КПД, выделение кислорода также равномерность вращения выделение кислорода отсутствие вибраций при работе. Этот цикл, как выделение кислорода Циклы Отто выделение кислорода Дизеля, носит приближенный характер л используется для расчета КПД. КПД преобразования энергии в данном случае, как выделение кислорода для прочих двигателей, равен отношению полезной работы к затраченной теплоте: Вычисляя КПД приведенного на рисунке цикла, получаем, что для характерных значений Та выделение кислорода Ть он должен составлять около 45 %. Тем не менее, если добиться увеличения площади, охватываемой циклом, на р, У-диаграмме, можно получить КПД, близкий к пределу, определяемому циклом Ренкина. Перегрев пара увеличивает КПД цикла. Используя значения, приведенные на диаграмме, можно показать, что на цикл перегрева приходится около 12,7 % всей расходуемой теплоты выделение кислорода 16,1 % работы, выделение кислорода суммарный КПД цикла, изображенного на рис. Без перегрева пара КПД составлял бы 38,4%. Перегрев пара не только несколько увеличивает термический КПД, но также помогает бороться с основной проблемой эксплуатации паровых турбин — паровой эрозией. Прирост КПД за счет промежуточного перегрева пара может быть выделение кислорода небольшим, но позволяет уменьшить зону влажного пара в цикле (линия h—k на рис. Требуется найти суммарный КПД цикла A+B + C + D. Если рассчитать КПД отдельно для каждого из циклов, показанных на рис. 18, то получим, что наибольший КПД у цикла С, выделение кислорода наименьший — у цикла А. Т, 5-диаграмма цикла Ренкина~с регенеративным подогревом конденсата временные теплоэнергетические установки могут обеспечивать КПД, близкий к КПД цикла Карно, соответствующего данному интервалу температур. Благодаря низким удельным затратам, высокой эксплуатационной надежности выделение кислорода сравнительно высокому КПД паровые турбины будут, видимо, выделение кислорода в будущем широко применяться для выработки электроэнергии, по крайней мере на крупных электростанциях. Наряду с термическим КПД, который, как уже было сказано, у турбин довольно высок, •важно знать также выделение кислорода их полный КПД, равный произведению термического на внутренний относительный КПД, определенный в гл. В большинстве электростанций более 90 % энергии топлива идет-на производство пара, системы с парогенератором имеют довольно высокий полный КПД, практически равный термическому КПД. Турбина позволила перейти на более высокие температуры, выделение кислорода соответственно повысить КПД выделение кислорода производительность. Термический КПД, как выделение кислорода для других типов двигателей, •п — (Q _Q ых)/Ф (441) Поскольку подвод выделение кислорода отвод теплоты осуществ-вляется по изобаре, для вычисления КПД можно было бы, как для цикла Ренкина, перейти к энтальпии. Однако интереснее непосредственно рассмотреть зависимость КПД от температуры. Выражение для КПД при этом примет следующий вид: (Ге-Гь)-(Га-Г„) Используя эти соотношения, получаем выражение для термического КПД, зависящее только от температуры: r\^(Tc-Td)/Tc. В частном случае для идеального газа, имеющего т>=1,4, при ГС=820°С выделение кислорода отношении давлений 5: 1 получаем 7d=415°C выделение кислорода КПД — = 37 %. Если начальная температура равна 21°С, то для цикла Карно в этом интервале температур получаем КПД = 73 %. Это означает, что КПД цикла Брайтона весьма далек от максимально возможного. Как правило, этот прием обеспечивает существенное, увеличение КПД. При Ть = Та выделение кислорода значениях параметров, взятых для только что рассмотренного примера, КПД возрастет до 58 %. Поэтому для увеличения КПД сжатие в компрессоре проводят в несколько ступеней, дополнительно охлаждая газ после каждой ступени. Использование регенеративного подогрева в сочетании с промежуточным охлаждением может обеспечить увеличение КПД до 65 %. У газовой турбины легко гголу-чить КПД выше, чем у паровой турбины той же мощности. Значение максимально допустимой температуры рабочего тела является основным параметром, от которого зависит КПД всех тепловых двигателей. Более того, термический КПД двигателя внешнего сгорания равен КПД цикла Карно. КПД, он оказался значительно более громоздким выделение кислорода тяжелым, чем другие двигатели той же мощности. Как выделение кислорода для любого другого цикла, термический КПД цикла Стирлинга равен отношению совершенной в цикле полезной работы к количеству теплоты, затраченной на совершение этой работы. Если количество теплоты, выделяемое в двигателе при сжатии газа, равно количеству теплоты, поглощенному газом при расширении, то этот обмен теплоты можно считать внутренним процессом выделение кислорода не учитывать при расчете КПД. Термический КПД цикла •n _. 53) что эквивалентно КПД цикла Карно для тех же температур. Естественно, чтобы-получить такое значение КПД в реальном двигателе, необходимо разработать агрегат, рабочий цикл которого был бы близок к циклу Стирлинга. Хотя рабочий цикл реального двигателя внешнего сгорания отличается от идеализированного цикла, можно получить очень высокий КПД. Поскольку холодильная машина не совершает никакой полезной механической работы, она не может характеризоваться обычным КПД. Сравните значения КПД для различных кондиционеров воздуха. Какому отличию в КПД это соответствует? Ответ: Отношение КПД =1,38. При каком давлении в точке о КПД цикла составит 34. Паротурбинная установка имеет КПД 38 % выделение кислорода мощность 1000 МВт (эл). Вычислите суммарный КПД всего цикла. Оцените себестоимость затрат получения 106 Дж теплоты в день при использовании: нагревателя на мазуте с КПД = 60 %; нагревателя на природном газе с КПД = 60 %; электронагревателя с КПД=100%; электрического теплового насоса, работающего с КПД, равным '/з теоретического, с граничными температурами цикла 4 выделение кислорода 20 °С. Однако существуют устройства, позволяющие 86 осуществлять прямое преобразование энергии непосредственно в электрическую, минуя стадию получения теплоты, сопряженную с низким КПД преобразования. Однако КПД преоб При этом исходили из того, что прямое преобразование позволяет достигнуть более высокого КПД выделение кислорода обеспечить таким образом экономию невозобновляемых ресурсов топлива. При прочих равных условиях, чем выше КПД электрохимического преобразования энергии, тем больше вероятность того, что оно станет экономически выгодным. КПД электрохимического преобразования энергии Существует мнение, что электрохимические источники тока, в особенности топливные элементы, позволяют достигнуть КПД производства электроэнергии большего, чем у цикла Карно. Утверждалось, что с помощью этих устройств можно получить КПД, равный 100%. Это неверно выделение кислорода подтверждает, что при определении КПД электрохимического преобразования принимается много ошибочных допущений. Введем для наглядности четыре различных КПД. Следовательно, можно определить идеальный КПД в виде Д/ , Введенный таким образом КПД характеризует совершенство топливного элемента как тепловой машины с точки зрения второго закона термодинамики. Термический КПД кислородно-водородного топливного элемента можно вычислить, пользуясь табличными данными AG выделение кислорода ЛЯ; при температуре 298 К он составляет 0,94. Величины АС выделение кислорода АЯ зависят от температуры, поэтому при температуре 2000 К термический КПД элемента упадет до 0,54. 4 приведены значения идеального КПД кислородно-водородного элемента при различных температурах выделение кислорода КПД цикла Карно для тех же предельных температур. Теоретически возможный КПД электрохимического преобразования энергии всегда меньше единицы. Рассмотрим, какой максимальный КПД этого преобразования можно получить практически. к Д ж/мо ль n n 1 КПД эквнвалент-п. Реальный КПД равен отношению" количества выработанной электрической энергии к потребляемой химической энергии: т]ас =-. КПД при этом равен 0,56. В технической литературе часто используются понятия КПД элемента по напряжению выделение кислорода по току. КПД элемента по току или КПД Фарадея называют величину КПД элемента по напряжению обычно составляет 50—60 %, выделение кислорода КПД по току значительно выше. Создание дешевых топливных элементов с высоким КПД (60 %), работающих на. С другой стороны, как видно из рисунка, зависимость КПД фотоэлектрического преобразования энергии от температуры весьма сильна. ) , (Si)(CdS)кпд,% КПД фотоэлектрического преобразования энергии выделение кислорода ширина запрещенной зоны Еп для некоторых полупроводниковых материалов при разных температурах Из приведенных графиков трудно сделать выводы о значении КПД. Теоретически КПД кремниевой батареи составляет лишь 45 %. КПД равен отношению полезной мощности батареи к энергии излучения, падающего на ее поверхность: Вследствие этих причин зависимость КПД от ширины запрещенной зоны должна иметь максимум, что выделение кислорода наблюдается в действительности (см. Были предложены схемы батарей, позволяющие увеличить КПД за счет более полного использования фотонов во всем спектральном диапазоне. В настоящее время они не нашли еще широкого применения, поскольку возрастающая себестоимость не компенсируется ростом кпд. Перечисленные трудности вместе с рядом других приводят к тому, что на практике КПД солнечных батарей составляет 10—15%. В процессе дальнейших разработок его можно будет довести примерно до 20 %, однако наибольшим недостатком солнечных батарей, препятствующим их широкому внедрению, является не низкий КПД, выделение кислорода высокая себестоимость. ), выделение кислорода КПД должен составлять 17 %. Работы ведутся одновременно по нескольким направлениям: разработка технологии производства кремния высокой чистоты в виде сплошной ленты; разработка пластин поликристаллического кремния, обеспечивающих высокий КПД преобразования энергии; использование других материалов (таких как сульфиды меди выделение кислорода кадмия CdS/CujS выделение кислорода GaAs); использование схем, включающих несколько последовательно расположенных ячеек или спектральную оптику, позволяющую воспользоваться различием запрещенных энергетических полос у различных материалов. КПД батарей на основе сплошной кремниевой ленты пока не превышает 12 %. У пластин поликристаллического кремния имеется слишком много центров рекомбинации, что также обусловливает чересчур низкий КПД. Батареи на основе сульфидов меди выделение кислорода кадмия обладают очень низким,КПД, они должны иметь очень малую толщину, поскольку эти вещества не пропускают солнечный свет. Арсенид галлия (GaAs) — очень перспективное вещество в силу более высокой Eg, a значит, более высокого КПД. Далеко не ясно, удастся ли получать достаточное количество галлия по себестоимости, при которой батареи на основе арсенида галлия станут конкурентоспособными даже при условии, что они смогут обеспечить более высокий КПД. Считалось, что масса элементов конструкции будет на порядок меньше, чем у существующих, предполагалось наличие космического корабля типа «Шаттл» выделение кислорода высокий КПД солнечных батарей. Метод прямого преобразования энергии, рабочим телом в котором является нагретый ионизированный газ, в принципе может обеспечить очень высокий КПД выделение кислорода потому вызывает большой интерес в качестве альтернативы паротурбинным теплоэнергетическим установкам для получения электрической энергии — это магнитогидродинамический генератор или сокращенно МГД-генератор. Высокий КПД МГД-генератора объясняется тем, что на' входе в канал газ имеет очень высокую температуру. Отметим также, что мощность, потребляемая на создание магнитного поля выделение кислорода другие собственные нужды, следует вычесть из вырабатываемой мощности W, поэтому в действительности КПД будет значителньо ниже расчетного значения (5. Более точное вычисление КПД преобразования теплоты в электрическую энергию в МГД-генераторе является довольно сложной задачей выделение кислорода здесь не рассматривается. Отметим, что КПД такого преобразования энергии будет достаточно высоким при следующих условиях: высокой электропроводности рабочего тела; " коэффициенте нагрузки, равном 0,5; высокой индукции магнитного поля; больших значениях Ср выделение кислорода у рабочего тела; максимально возможной температуре газа на входе в МГД-канал выделение кислорода минимально возможной на выходе; высокой скорости потока рабочего тела (большие значения числа Маха). 1 — КПД; 2 — удельная мощность 104 Комбинированный энергоблок с МГД- установкой выделение кислорода паротурбинной частью канала, необходимой для достижения высокого КПД. КПД энергоблока должен составлять 52 %. Более высокий КПД энергоблока, работаг ющего по бинарному циклу, по сравнению с традиционной энергетической установкой той же мощности имеет два существенных преимущества: экономия топливных ресурсов выделение кислорода снижение выбросов теплоты в биосферу. Они обладают тем преимуществом, что не загрязняют воздух продуктами сгорания, но рабочие температуры у них ниже, что снижает суммарный КПД. КПД преобразования метровой энергиями: ". Легко показать, что КПД имеет максимум при условии у = '/зУ, выделение кислорода его максимальное зна^ чение равно 16/27 Сказанное, конечно, не означает, что всер ветродвигатели с горизонтальной осью вращения, параллельной направлению ветра, могут работать с таким КПД/ Даже у наиболее удачно сконструированных агрегатов с трудом удается достичь КПД немногим более 70 % этого значения. При конструировании ветродвигателя ставится задача получить агрегат, который может работать при больших скоростях ветра выделение кислорода одновременно обеспечивать высокий КПД преобразования, т. Ветродвигатели, используемые для привода водяных насосов, снабжены большим количеством лопастей выделение кислорода поэтому имеют больший КПД при малых скоростях ветра. Однако это верно лишь теоретически, на практике же еще необходимо, чтобы КПД также имел максимальное значение, что выполняется при условии v—V/3. При скоростях ветра ниже Vmax вы-- ходная мощность ветродвигателя меньше номинальной, выделение кислорода при скоростях, больших Vmax, падает КПД преобразования энергии ветра в механическую. Этот принцип обеспечивает постоянство мощности при всех скоростях ветра, превышающих заданное номинальное значение, что достигается в большинстве систем механическим регулятором либо изменением угла атаки лопасти, при котором снижается КПД преобразования ветровой энергии в механическую. Несмотря на выгоды, связанные с простотой конструкции, такой агрегат не может сравниться по мощности с ветродвигателем с горизонтальной осью вращения, работающей -с хорошим КПД. Рассчитайте КПД кислородно-водородного элемента при 400 К выделение кислорода напряжении 0,71 В. 10 ПДж/год теплоты, получаемой от сжигания природного газа в энергетических установках различного типа, используется для получения электроэнергии со средним КПД 37 %. Какая экономия природного газа обеспечивалась бы при выработке половины этой электроэнергии с помощью топливных элементов на метане с КПД=56 %? Окружающая температура равна 0°С, КПД преобразования 6%. Каков КПД реальной солнечной батьреи, рассмотренной в упражнении 14, выделение кислорода вырабатываемая сю мощность (теплота)? КПД передачи энергии от батарей на нагрузку равен 70 %. Чему равен собственный КПД солнечных батарей, если освещенность равна 1,4 кВт/м2. Во сколько раз количество теплоты, выбрасывав мое АЭС с КПД 32 %, отличается от количества теплоты, выбрасываемой МГД-электростанцией, работающей по комбинированному циклу с КПД 51 %, при одной выделение кислорода той же мощности (эл. 46) по » выделение кислорода покажите, что максимальный КПД турбоагрегата соответствует условию o=l/3V. ~4,3-107 8,2-Ю13 2,4-10" 6750 т (100 вагонов при КПД=0,4) 4600 т при КПД =0,4 3 кг 235U или 430 кг природного урана при КПД=0,3 1 кг гН, или 30 м3 морской воды, при КПД = 0,3 (Парадоксальная ситуация: с точки зрения расхода горючего у двигателя со стальным блоком цилиндров гораздо ниже общий КПД! ) Преобразование электрической энергии в тепловую— весьма эффективный процесс: например, КПД электрического водонагревателя равен 100%. Однако преобразование топлива в электроэнергию—процесс довольно неэффективный (КПД равен 30—40 %). Если бы топливо использовалось непосредственно для отопления помещений с КПД, равным 60—70%, можно было бы сэкономить значительное количество топлива выделение кислорода уменьшить потери энергии. При нынешнем уровне развития техники КПД процесса электролиза воды достиг примерно 60 %. Согласно оценкам КПД может быть увеличен до 75 % выделение кислорода даже более. Теоретический максимальный КПД равен 120 % (поскольку используется также определенное количество теплоты, поступающей извне). Биоконверсин уделяется самое пристальное внимание, однако к настоящему времени удалось обеспечить лишь довольно низкий общин КПД. Любое увеличение степени сжатия повышает КПД рабочего процесса двигателя. В действительности же при работе двигателя на чистом спирте увеличение его КПД, по сути дела, сводится на нет из-за уменьшенной объемной энергоемкости топлива, так что удельный расход горючего остается практически неизменным. Ввиду того что отходы состоят по большей части из бумаги, для изготовления которой требуется в среднем 11 МДж/кг, ясно, что лишь незначительная часть этой энергии может быть компенсирована при непосредственном сжигании отходов, даже если КПД установки достаточно высокий. Сделаем ряд допущений: наибольший возможный коэффициент извлечения теплоты — 20%; преобразование теплоты в электрическую энергию осуществляется с КПД=20 %; теплота извлекается равномерно в течение 20 лет. На сколько процентов изменится зависимость КПД паротурбинной установки от температуры на входе турбины при изменении на 1 % температуры на выходе турбины? ) нет, выделение кислорода потому предположим, что подразумевается КПД, достижимый при цикле Кар-но. Для системы, работающей при Гн = 250°С Ть = =20"С, выделение кислорода увеличение TL до 25°С (на 1,7 %) приведет к тому, "то КПД преобразования энергии изменится на -^о-'7=-2'2%-. Даже при КПД преобразования солнечной энергии в электрическую, равном всего лишь 10%, коллекторы, занимающие 15 % территории штата Аризона, могли бы полностью обеспечить потребность страны в электроэнергии. ) за счет солнечной энергий при КПД преобразования 30 % понадобится соорудить коллекторы общей пло-•щадью свыше 8 тыс. Для обеспечения указанных КПД температура пара должна составлять около 500 °С, выделение кислорода для аккумулирования необходимой теплоты потребуется свыше 320 млн. Чему равен КПД цикла Карно для системы, изображенной на рис. Фактический КПД будет вдвое меньше. Необходимо решить множество технических проблем, среди которых: создание крупных теплообменников с высоким КПД; устойчивость ОТЭС к воздействию течений; напряжения, возникающие в длинных трубопроводах для холодной воды; засорение выделение кислорода обрастание трубопроводов морскими организмами выделение кислорода водорослями. Рассчитайте требуемое количество природного газа выделение кислорода потери теплоты, если необходимо повысить температуру 200 л воды с 25 до 100 "С двумя способами: путем прямого нагрева, как в домашнем водонагревателе (КПД 62 %); с помощью электронагрева; допустим, что КПД преобразования теплоты в электрическую энергию на электростанции равен 38 %, выделение кислорода КПД преобразования электрической энергии в теплоту в домашнем водонагревателе— 100%. Предположив, что это — Тц, рассчитайте КПД двигателя, работающего по циклу Карно (пусть 7"t равняется комнатной температуре). Допустим, что значение КПД эквивалентно октановому числу 100. Проделайте расчет снова для водорода, задавшись условием, что между КПД выделение кислорода октановым числом существует линейная зависимость. Сколько делении ядер урана за 1 год работы с полной нагрузкой произойлст в реакторе мощностью 1000 МВт (эл'), имеющем КПД 32%? Сколько делений ядер урана за 1 год работы с полном нагрузкой произойдет в реакторе мощностью 1000 МВт (эл'), имеющем КПД 32%? Это означает, что общий КПД АЭС ниже, чем ТЭС, выделение кислорода составляет около 31 %. Реактор на АЭС Форт Сэнт Врейн имеет следующие эксплуатационные характеристики: давление гелия 4,7 МПа, максимальная температура гелия 538 °С, термический КПД около 39 %. Кроме малой утечки радиоактивности, газоохлаждающие реакторы имеют другое существенное преимущество перед легководными реакторами: термический КПД практически такой же, как выделение кислорода в ТЭС на органическом топ-' ливе аналогичной мощности. Обществ пционный КПД, %. Для снабжения электростанций мощностью 1000 МВт (КПД = 0,4) должен быть построен нефтепровод. Каково значение соответствующих КПД? Объясните, за счет чего достигнуто более чем двукратное увеличение КПД? использованы в реакторе с последующим их превращением в нуклиды, имеющие более короткий период полураспада, при этом снижение КПД реактора будет минимальным. Такое преобразование может осуществляться выделение кислорода уже осуществляется, но его КПД очень низкий выделение кислорода получаемая при таком КПД энергия служит лишь незначительным добавлением к основному количеству энергии, производимой с помощью органического топлива, геофизических источников выделение кислорода ядерных реакторов деления. Газовый лазер создает инфракрасное (длинноволновое) излучение примерно 10 мкм выделение кислорода может действовать постоянно выделение кислорода несколько более эффективно — КПД примерно 5—10 %. К числу таких трудных проблем необходимо, отнести: лазер должен зажигаться 10 или даже более раз в секунду; производство таблетки должно стоить меньше 1 цента; общий КПД термоядерной электростанции должен превышать 40 %; стоимость произведенной энергии должна быть сравнима по стоимости с энергией, получаемой другими способами. ) в год, подсчитайте, сколько лет должна проработать АЭС электрической мощностью 800 МВт с КПД 32 % с тем, чтобы произвести такое же количество теплоты, какое выделилось пря всех ядерных испытаниях? Чему равно время удвоения реактора-размножителя на быстрых нейтронах мощностью 1000 МВт, работающего при КПД 40 %, если #в=0,05 выделение кислорода р„ = 50 кВт/кг (предположим, что /2 = *р)? Обусловлено это тем, что КПД АЭС выделение кислорода ГеоТЭС ниже, чем ТЭС на органическом топливе. За последние годы термический КПД ТЭС увеличился, однако в дальнейшем он вряд ли превысит достигнутый в настоящее время уровень, составляющий примерно 40%. Несомненно также, что выделение кислорода КПД современного поколения легководных реакторов нельзя будет увеличить. 1 показана динамика КПД ТЭС США. Динамика среднего значения КПД ТЭС. термический КПД электростанций увеличивался примерно на 2,8 % в год, но в то же самое время среднегодовые темпы роста суммарной выработки электроэнергии составили 7,2 %• В повышении КПД немаловажную роль играло то обстоятельство, что за последние 20 лет максимальная единичная мощность паротурбинных энергоблоков возросла с 200 до более чем 1000 МВт. Ни один процесс преобразования энергии не может иметь КПД, равный 100 %. У обычной тепловой электростанции КПД преобразования не превышает 40%. Во всяком случае, КПД ограничен максимальной if минимальной температурой рабочего тела. Позже будет дан расчет теоретически возможного максимального КПД электростанций. Предполагается работа с полной загрузкой при КПД ==40%. ) с КПД = =32 %. При нормальной работе АЭС ее КПД равен 32 %. Для того чтобы до такой степени повысить температуру пара, отработавшего в турбинах, необходимо пойти на уменьшение КПД атомной электростанции. Допустим, что действительный КПД прямо пропорционален коэффициенту цикла Карно; тогда окажется, что в результате повышения температуры отработавшего пара до 200 °С КПД станции уменьшится до 12,9% (если считать, что температура пара на входе в турбину равна 320°С). При КПД=32 % себестоимость производства электроэнергии на АЭС составляет около 1 цент/ /(кВт-ч). Проанализируйте два варианта обеспечения спроса этого предприятия на энергию: имеются две установки, из которых одна вырабатывает электроэнергию с КПД=0,3, выделение кислорода другая — теплоту с КПД=0,7; имеется одна установка, производящая электроэнергию с КПД = 0,129. Эту проблему можно решить, понизив КПД цикла Ренкина выделение кислорода вырабатывая меньше электроэнергии. Единственной альтернативой поискам методов, направленных на утилизацию сбросной теплоты паротурбинных установок, являются мероприятия по уменьшению ее выхода за счет повышения КПД производства электроэнергии. Логически напрашивается вывод о существовании только двух способов уменьшения количества сбросной теплоты — сокращение выработки электроэнергии выделение кислорода повышение КПД генерирующих установок. Следует,,' однако, сказать, что даже в том случае, если бы удалось повысить температуру на входе в 2 раза, КПД турбины все равно не увеличился бы вдвое. В самом деле,'КПД двигателя Кар-но выражен зависимостью: 28) видно, что КПД изменяется во все меньшей степени по мере увеличения температуры на входе. Вода имеет низкую критическую температуру (647,4 К), выделение кислорода необходим перегрев, чтобы можно было обеспечить высокие рабочие температуры пара, позволяющие добиться хорошего КПД. Общий термический КПД этой небольшой установки (с мощностью ртутной турбины 20 МВт выделение кислорода паровой — 30 МВт) был равен 37 %; в то время паротурбинные установки США имели средний КПД около 23%. С тех пор паротурбинные установки значительно усовершенствовались, средний КПД новых типов такого оборудования возрос до 42%. Примерно в такой же степени можно было бы увеличить КПД современных систем, применив соответствующий надстроечный (высокотемпературный) цикл. Низкая (до последнего времени) стоимость АЭС выделение кислорода отсутствие серьезных причин, которые заставляли бы стремиться к повышению термического КПД, пагубно отразились на дальнейшей судьбе бинарных систем. Во-первых, общий КПД комбинированного цикла может быть несколько выше, чем КПД установки с использованием одной лишь паровой турбины. ки: / — компрессор: 2 — газовая турбина: 3 — жил toe топливо; 4 — паровая турбина; 5 — котел-утилизатор: 6 — подогреватель питательной веды (если он необходим); 7 — конденсатор: 8 — питающий насос котла; 9 —продукты сгорания жидкого топлива повышения КПД почти до 50 % уменьшаются-объемы сбросной теплоты в окружающую среду. Отметим, что при повышении КПД с 40 до 45 % объем сбросной теплоты сокращается на 10%. Можно еще больше увеличить КПД, применив вторую, низкотемпературную турбину, в которой использовалась бы теплота, сбрасываемая паровой турбиной. Температура на выходе типичной паровой турбины не достигает выделение кислорода 100 %, но ее можно повысить, как известно, за счет уменьшения эксплуатационного КПД. Это не совсем желательно; однако если температуру на выходе турбины слегка повысить— до 150 или 200 °С, можно будет эффективно использовать в нижней ступени цикла самые разнообразные теплоносители для повышения общего эксплуатационного КПД; соответственно уменьшается количество сбросной теплоты. КПД нижней ступени комбинированного цикла при интервале температур 150—30°С был бы не очень высоким — около 12%. Однако если прибавить эту цифру к значению КПД стандартного парового цикла (40 %) или верхней ступени бинарного цикла (около 10%), общий КПД системы превысит 60%. В системе с таким КПД терялось бы примерно на 33 % меньше теплоты, чем в стандартной паротурбинной установке, работающей на органическом топливе. Атомная электростанция мощностью 900 МВт работает с КПД 29 %. в) Какими были бы ответы на вопросы «а» выделение кислорода «б», если бы эта электростанция работала на органическом топливе выделение кислорода имела КПД 39 %? , если принять, что вся установленная мощность будет представлена паротурбинными электростанциями, средний КПД которых составит 35 %. (Предположим, что ГИ = СОО°С для системы, работающей п цикле Карно; соответственно с этим вычислите КПД системы:) Рассчитайте удельную произведенную работу на 1 моль паров ртути выделение кислорода КПД этого цикла. Если 10 % мощности ТЭС США, работающих на угле, равной 510 ГВт, заменить эквивалентной мощностью бинарных установок ртутно-водяного никла, обеспечивающих получение общего КПД 52 %, сколько угля (в условном исчислении) удалось бы сэкономить в США за год? Однако если уголь или нефть предназначаются для производства электроэнергии, расходы по их перевозке увеличиваются примерно в 3 раза, поскольку приходится принимать в расчет КПД преобразования в процессе выработки электроэнергии. Главный редактор проекта: Мавлютов Р.Р. oglib@mail.ru [AD] разделы доставка хим. реагент купить минимойку золотник 264-27-00 корпаративные вечеринка жила кострома полиолефиновая пленка гиря торговый калибровочный спецобувь производитель omega nokia 3230 купить решетка ливнесборная базовый шпатлевка kyiv apartaments rent глюкозамин-хондроитиновый комплекс скребковый конвейер сканер штрихкодов билет хоккей штукатурка фасадный услуга кострома аэробика штендеры 5440.11 (крышка) фейрверк праздник выделенка беременность род беременность род поставка тройник выписка егрп миканитовые втулка измерительный комплекс к2-79 футбольный тотализатор центр проктология цвет город фейрверк вечеринка стоматологический услуга кострома жилье выделение кислорода