Контрольная работа по «Нетрадиционным и возобновляемым источникам энергии»

ЗАДАНИЕ

На выполнение контрольной  работы по дисциплине

 «Нетрадиционные и  возобновляемые источники энергии»

Ф.И.О. Ахметьянов Александр Раильевич Группа 3 № зачетной книжки 8452

 

Определить конструктивные и технологические параметры  поперечно-струйной турбины, водоводов  и водоприемника, количество вырабатываемой электроэнергии за год и объем  платины для гидроэлектростанции по заданным параметрам:

1. Расход воды Q_н = 0,2м³/с;
2. Скоростной напор Н_с = 30-3·2 = 24 м;
3. Длинна безнапорного участка L_ɕ =52 м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

«____»  ________________________2012г   _________________________

(подпись преподавателя)

 

 

 

Подпись

Дата

Лист

2

              ЭА54.8452 000.000 ПЗ  

 

Оглавление

Введение _______________________________________________________3

Основная часть __________________________________________________4-7

Вывод _________________________________________________________7

Схематичное изображение  поперечно-струйной турбины______________8

Библиографический список_______________________________________9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подпись

Дата

Лист

3

              ЭА54.8452 000.000 ПЗ  

 

Введение

В области создания и строительства  малых и микро ГЭС в нашей  стране ведутся следующие роботы:

- организуются обследования  и предположения робот по уточнению  оценки гидроэнергетического потенциала  малых рек по экономическим  районам страны;

-проведение необходимых  научно-исследовательских и конструкторских  работ по созданию специального  высокоавтоматизированного гидромеханического  и гидросилового оборудования;

-организация изыскательных  работ, разработка проектной технической  документации для строительства  малых ГЭС в районах децентрализованного  энергоснабжения.

Разработаны стационарные транспортабельные  микро ГЭС. Они рассчитаны на работу без постоянного обслуживания. Примером может служить микро ГЭС с  поперечно-струйной турбиной.

Поперечно-струйная турбина  имеет сравнительно простую конструкцию. У данной турбины вода дважды попадает на лопатки рабочего колеса, отдавая  ему энергию. Скорость его составляет 100…1000 мин^-1. При необходимости её можно увеличивать, применяя редукторы.

Учитывая простоту конструкций  поперечно-струйной турбины, её производство может быть организованно даже силами частных и фермерских хозяйств и  других сельскохозяйственных предприятий.

В данной контрольной работе будут производиться расчеты  поперечно-струйной турбины.

 

 

 

 

 

 

 

 

Подпись

Дата

Лист

4

             ЭА54.8452 000.000 ПЗ  

 

Основная часть

Определим наружный диаметр колеса турбины, м.

 

Определим ширину рабочего колеса, м.

 

Определим ширину направляющего  аппарата, м.

 

Определяем высоту направляющего  аппарата, м.

 

Где φ - коэффициент скорости φ=0.98

 

Определим частоту вращения рабочего колеса, мин^-1.

 

Определяем нехватку воды на пятом месяце.

  м³/с.

 

Определить нехватку воды на шестом месяце.

 м³/с.

 

 

 

 

 

Подпись

Дата

Лист

5

             ЭА54.8452 000.000 ПЗ  

 

Определим полный запас воды, м³

 

При конструировании и  расчетах без напорного участка  деривации очень важен выбор  уклона i дна канала от которого зависит скорость потока воды в нем. При малых скоростях потока заилиться или зарости водовод, а в зимнее время образоваться шуга, ледяной покров и возникнуть заторы. Заиливание, шуга, лед, как правило не возникают при скоростях воды, м/с.

Ѵ>(t_H)^0.06=(5)^0.06=1.1013≈1.1 м/с.

где t_H – расчетная минимальная температура наружного воздуха, °C.

В тоже время при больших  скоростях воды наблюдаются значительные потери напора, а следовательно, и мощность ГЭС. Поэтому скорость водотока в деривации должна быть от 1,0 до1,5 м/с.

Необходимый уклон канала определяют по формуле Шези.

i =

где R- гидравлический радиус живого сечения канала, м.

С- коэффициент Шези.

Гидравлическим радиусом называется отношение площади живого сечения к смоченному периметру  в этом сечении. Принимается канал прямоугольным, живое сечение квадратным. 

 

 

 

 

Подпись

Дата

Лист

6

              ЭА54.8452 000.000 ПЗ  

 

где х- смоченный периметр представляющий собой длину линии, по которой жидкость в живом сечении соприкасается с твердыми поверхностями ограничивающими поток.

Коэффициент Шези можно найти по формуле Меннинга.

 

где n- коэффициент шероховатости, который для бетонных лотков можно применять 0,012…0,014

Определим потери напора на безнапорном участке водовода.

 

где L- длина водовода, м.

Определим потери напора на напорном участке водовода, а также в гибких напорных трубопроводах транспортабельных ГЭС.

 

Где λ- коэффициент трения воды о стенку трубы 0,02…0,03

Q- действительный расход, м³/с.

d- диаметр напорного трубопровода, м.

Определим длину напорного  трубопровода, м.

 

Диаметр напорного трубопровода, м.

 

 

 

Подпись

Дата

Лист

7

              ЭА54.8452 000.000 ПЗ  

 

V_H-берем 1,5…2,5 м/с.

Определим местные потери, поворот, задвижка, м.

 

Определим потери на напорном участке водовода, м.

 

Мощность турбины определяем по номограмме 30 кВт, в качестве генератора примем электродвигатель 5А200L6 мощностью 30 кВт, 1000 об/мин. ОАО «ВЭМЗ».

Вывод

В данной контрольной работе были выполнены следующие расчеты  параметров:

- наружный диаметр рабочего колеса турбины, D = 0.20 м.;

- ширина рабочего колеса турбины, В = 0,48 м.;

- высота направляющего аппарата, Н_НА = 0,024 м.;

- ширина направляющего аппарата, В_НА = 0,384 м.;

- длинна напорного водовода, L = 27,9 м.;

- длинна безнапорного водовода, L_ɕ = 52 м.;

- частота вращения турбины, n = 1035,6 мин^-1.;

- мощность турбины, Pm = 30 кВт.;

- объем полного запаса воды, V= 155520 м³.;

- потери напора на безнапорном участке водовода, ∆h = 170 м.;

- потери напора на напорном участке водовода, ∆h = 27,15 м.;

- потери напора на напорном участке водовода, а также в гибких напорных трубопроводах транспортабельных ГЭС, ∆h₁ = 23,157 м.;

- потери напора на поворот и задвижку, ∆h₂ = 4,05 м.

Изм.

 

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

8

           ЭА54.8452 000.000 ПЗ  

 Разраб.

Ахметьянов

 Провер.

Галимардановв

Т. контр.

 

 Н. контр.

 

 Утв.

 

 

 

Схематическое изображение поперечно-струйной турбины

Лит.

Листов

9

     БГАУ 2012, ЭО 513

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подпись

Дата

Лист

9

              ЭА54.8452 000.000 ПЗ  

 

Библиографический список

1. Гидроэнергетические станции / под ред. Карелина В.Я., Кравченко Г.Н. / - М.: Энергоиздат, 1989. – 248с.
2. Экономия энергоресурсов в сельском хозяйстве / под ред. Кораблев А. Д. / -М.: Агропромиздат, 1988.-268с.
3. СТО 0493582-004-2010 Стандарт организации / Самостоятельная работа студента. Оформление текста рукописи. – Уфа.: БГАУ, 2010. – 29с.
4. Энергоснабжение сельскохозяйственных потребителей с использованием  возобновляемых источников / Саблин Л. А., Шерьязов С. К., и др./ Челябинск: ЧГАУ, 2000. – 194с.
5. http://www.vemp.ru/