ФЭНДОМ


ПреподавательПравить

Моргачева Анна Владимировна

ТерминологияПравить

  • H, [м] - напор гидроэлектростанции, находится как разность между уровнями верхнего и нижнего бьефов;
  • Q, [м³/c] - расход воды;
  • N=9{,}81 \cdot Q \cdot H \cdot \eta, [кВт] - мощность; здесь \eta - КПД гидроагрегата;

примечание: точная формула N=g \cdot Q \cdot H \cdot \eta \cdot \rho [Вт], но принимают g=9{,}81 м²/с, \rho=1000 кг/м³


  • W=N \cdot T, [кВт·ч] - выработка энергии;
  • V=Q \cdot t, [м³] - объем;

здесь использую T для обозначения времени в часах и t для времени в секундах


  • \omega [м²] - поперечное сечение; Q=\omega \cdot \upsilon.

Примеры задачПравить

Задача 1.Править

Турбинный водовод имеет внутренний диаметр 7,5 м, номинальная мощность гидроагрегата 640 МВт, рабочий напор 194 м, КПД агрегата 0,9. Определить скорость воды в турбинном водоводе.

Выразим скорость из формулы расхода воды:

\upsilon =\frac{Q}{\omega}.

Но расход воды также неизвестен, поэтому выразим его из формулы мощности:

Q=\frac{N}{9{,}81 \cdot H \cdot \eta}. (1)

А поперечное сечение находится как площадь круга:

\omega=\frac{\pi \cdot d^2}{4}.

Подставляя их в предыдущее получаем полное выражение:

\upsilon=\frac{4 \cdot N}{9{,}81 \cdot H \cdot \eta \cdot \pi \cdot d^2}.

Используя численные значения (и не забывая перевести МВт в кВт), находим:

\upsilon = \frac{4 \cdot 640\,000}{9{,}81 \cdot 194 \cdot 0{,}9 \cdot 3{,}14 \cdot 7{,}5^2} \approx 8{,}46 м/с.

Задача 2.Править

Проектируемая ГЭС имеет следующие характеристики: рабочий напор 100 м, средний многолетний расход 400 м³/c, КПД гидроагрегата 0,9. Можно ли планировать годовую выработку в объеме 3,2 млрд кВт·ч?

Подставляя в формулу для выработки энергии формулу мощности получаем:

W=9{,}81 \cdot Q \cdot H \cdot \eta \cdot T.

Все данные известны, учитывая что в году 8760 часов, вычисляем:

W=9{,}81 \cdot 400 \cdot 100 \cdot 0{,}9 \cdot 8760 \approx 3{,}094 млрд кВт·ч.

Что меньше требуемой величины.

Задача 3.Править

На ГЭС установленной мощностью 1000 МВт работают 4 агрегата из 5. Напор 100 метров, КПД 0,9, расход воды, поступающей в водохранилище 1000 м³/c. Определить наполняется или срабатывается водохранилище.

Воспользуемся формулой (1) из задачи 1. Учитывая множитель 0,8 для мощности (работают не все агрегаты) получаем:

Q = \frac{0{,}8 \cdot 1\,000\,000}{9{,}81 \cdot 100 \cdot 0{,}9} \approx 906 м³/c.

Это меньше скорости поступления, значит водохранилище наполняется.

Задача 4.Править

Для ГЭС задана плановая суточная выработка 3.390 тыс кВт·ч, необходимый санитарный попуск составляет 450 м³/c, напор на гидростанции 40 м, КПД гидроагрегата 0,9. Будет ли обеспечен необходимый санитарный попуск в нижний бьеф?

Выразим мощность через выработку энергии:

N=\frac{W}{T}. (2)

Подставим в формулу (1):

Q=\frac{W}{9{,}81 \cdot H \cdot \eta \cdot T}.

Вычисляем:

Q = \frac{3\,390\,000}{9{,}81 \cdot 40 \cdot 0{,}9 \cdot 24} \approx 400 м³/c.

Что недостаточно для обеспечения санитарного попуска.

Задача 5.Править

Река имеет средний годовой расход 400 м³/c. Необходимо спроектировать ГЭС, которая будет иметь годовую выработку 4,3 млрд кВт·ч. КПД гидроагрегата 0,9. Какой необходимо создать напор?

Выражаем напор из формулы мощности:

H=\frac {N}{9{,}81 \cdot Q \cdot \eta}.

Найдем мощность по формуле (2):

H=\frac{W}{9{,}81 \cdot Q \cdot \eta \cdot T}.

Считаем:

H = \frac{4\,300\,000\,000}{9{,}81 \cdot 400 \cdot 0,9 \cdot 8760} \approx 139 м.

Задача 6.Править

ГАЭС с установленной мощностью 800 МВт и напором 80 м работает с полной нагрузкой 5 часов в сутки в режиме выработки электроэнергии. Гидроагрегаты ГАЭС имеют КПД 0,8. Определить объем верхнего бассейна ГАЭС.

Формулу (1) подставляем в формулу объема, получаем:

V=\frac{N \cdot t}{9{,}81 \cdot H \cdot \eta}.

Заметим что здесь, в отличие от предыдущих задач, время выражено в секундах:

V = \frac{800\,000 \cdot 18\,000}{9{,}81 \cdot 80 \cdot 0{,}8} \approx 23 млн м³.

См. такжеПравить

Контрольная работа. Вариант 4

Вопросы по курсу

Обнаружено использование расширения AdBlock.


Викия — это свободный ресурс, который существует и развивается за счёт рекламы. Для блокирующих рекламу пользователей мы предоставляем модифицированную версию сайта.

Викия не будет доступна для последующих модификаций. Если вы желаете продолжать работать со страницей, то, пожалуйста, отключите расширение для блокировки рекламы.

Также на ФЭНДОМЕ

Случайная вики