Меню

Как определить мощность реки



Теоретические основы нетрадиционной и возобновляемой энергетики (гидроэнергетика): Контрольные задания и методические указания к их выполнению , страница 2

Выражая величину потенциальной мощности участка реки в киловаттах

(1 квт= 102 кг*м/сек), получим:

Это уравнение выведено, исходя из сделанного раньше предположения, что количество воды, протекающее в обоих створах – верхнем и нижнем, — одинаково. В действительности же расход воды в реке по мере приближения к устью увеличивается. Приближенный учет увеличения расхода воды на участке реки между рассматриваемыми створами может быть сделан, если в уравнение (1-9) мы подставим среднее значение расхода воды в створах 1 и 2:

При такой замене мы получим уравнение для определения потенциальной мощности участка реки

Кадастровая характеристика энергетических ресурсов рек может быть представлена в табличной форме. В кадастровые таблицы помещаются сведения о длине участков реки, о положении пограничных створов, о величине падения реки на каждом из участков и о величине расходов воды, принятых по каждому пограничному створу и, наконец, о мощности реки, вычисленной по каждому из участков, и суммарной мощности, определенной для всей реки. Кроме мощности, по участкам обычно вычисляется также величина удельной мощности, т.е. мощности, приходящейся на единицу длины реки. Для определения величины удельной мощности вся мощность данного участка делится на его длину

Наглядное представление об энергетической характеристике реки дает кадастровый график (рис.2). На этом чертеже построен график мощности реки от истока до устья и график удельной мощности реки по участкам. На этом же чертеже дополнительно нанесены исходные данные – продольный профиль реки и график изменения величины расходов воды.

Кроме потенциальной мощности реки, обычно определяется также величина средней за многолетний период годовой энергии реки в киловатт- часах. Для этого служит уравнение

Здесь и — среднемноголетний объем годового стока реки в начальном и конечном створах данного участка.

«Напорные характеристики русловой и деривационной ГЭС»

Цель:

1. Построить напорные характеристики русловой или деривационной станции.

2. Нанести линии ограничения по мощности генератора и пропускной способности турбины.

3. Построить мощностные характеристики.

Исходные данные:

Источник

Юный техник 1957-05, страница 14

Юный техник 1957-05, страница 14

РАСЧЕТ МОЩНОСТИ РЕКИ

Если вы хотите узнать, сколько энергии можно получить от реки, надо прежде всего определить расход воды. Для этого надо измерить площадь поперечного сечения реки и скорость течения. Прежде всего составляют «разрез» реки (см. рис.), а затем по нему узнают площадь поперечного сечения. Она равна сумме площадей всех треугольников и трапеций.

Читайте также:  Самодельный регулятор оборотов для двигателя от стиральной машины без потери мощности

Скорость течения реки определяют, засекая время, за которое поплавок пройдет определенное, отмеренное по берегу, расстояние.

Умножив скорость течения па площадь поперечного сечения, узнаем расход воды в реке. А теперь нетрудно определить мощность реки.

Мощность в- = расход в — X высоту падения в м.

Мощность электромоторов и

динамомашин выражают ; 1 квт = 1,36 л. с.

в квт или л. с. 1 л. с. = 75 —

Пример. Расход воды 0,9 мЗ/сек, или 900 кг/сек. Высота падения — 2 м. Тогда мощность равиа 900 кг/сек X 2 м =

= 1 800 кгм/сек; или—— = 24 л. е.: или ‘ 80 — = 17,66 квт.

Разрез реки бязь

-ВЕРЕВКА £дс ОТМЕТКАМИ . ГЛУБИН

СТВОРА N1 [/ ВСХИ

Батометром берут пробу воды.

но внутри ставим топчаны — в землю вбиваем колья, а сверху к ним прибиваем доски. Общая схема палатой хорошо видна на рисунках.

ВЕЩЕВОЙ СКЛАД (4). Здесь сделаны стеллажи, на ноторых хранятся вещи всех членов лагеря.

МАСТЕРСКАЯ. Она очень нужна. Мы устроили мастерскую под навесом Сбили из досон стол, установили на него тиски.

поставили верстак. Все инструменты аккуратно сложили в самодельный шкаф. В любое время приходи и делай что нужно. Сломалось весло — несешь его в мастерскую, понадобились крышки для котлов — делаешь их в мастерской, нужно что-то выточить для метеостанции — опять мастерсная. Да мало ли забот в лагере?

Наши ребята любят не только работать, но любят и умеют от-

Источник

1.3.2 Мощность речного потока.

Вода, двигаясь в реках под действием сил тяжести, свершает работу. Для двух сечений 1-1 и 2-2 реки на участке длиной L, согласно уравнению Д. Бернулли, удельная энергия потока равна:

Е1 = z1 + +

Е2 = z2 + +

потенциальная часть или энергия положения и давления состоит:

z – геометрическая высота (м),

— пьезометрическая высота (м);

кинетическая часть или скоростной напор — (м).

где: γ = ρ*g — объемный вес (кг/м 3 )

при этом плотность воды ρ = 1000 (кг*с 2 /м 4 ), g = 9,81 (м/с 2 )

α – коэффициент кинетической энергии потока (коэффициент Кориолиса), учитывающий неравномерность распределения скоростей по сечению. Для равномерного турбулентного потока по экспериментальным данным α = 1,03 – 1,1

Разность удельных энергий потока в сечениях 1—1 и 22 пред­ставляет собой работу (срабатываемый напор Н), которую совер­шает 1 кг воды при его перемеще­нии из первого сечения во второе:

Рисунок 1. Схема к определению работы речного потока.

Н = (z1 + + ) – (z2 + + ), м.

Читайте также:  Какая мощность у штатных магнитол ниссан

Предполагая, что давления и кинетические энергии потока в рассматриваемых сечениях равны, поэтому работу, совершаемую весовым расходом ρgQ в единицу времени, определяют по формуле:

N = ρgQ(z1 z2) = ρgQH, Вт.

Величина расхода равна произведению скорости потока и площади сечения: Q = v*s, м 3 /с.

Подставляя γ = ρ*g = 1000*9,81 (кг/м 3 ) и выражая мощность в кВт, получим:

Nпотока = = 9,81QH, кВт.

Эта мощность речного потока в естественном состоянии расходуется на преодоление сил трения о ложе реки, взаимное гашение энергии потока и т.д. Для использования энергии данного участка реки в целях получения электроэнергии, необходимо искусственно сконцентрировать падение этого участка в одном каком-либо месте, т.е. создать разность уровней воды, которую называют статическим напором.

Путем строительства на реках гидроэлектростанций и установ­кой в здании ГЭС гидроагрегатов гидравлическая энергия потока, рассредоточенная на определенном участке реки, концентрируется в одном месте и преобразуется в электрическую.

1.3.3 Схемы и компоновка гидроузлов.

Рисунок. 2. Схемы создания напора в приплотинных и деривационных ГЭС.

В практике гидроэнергетического строительства применяют раз­личные технические схемы использования водной энергии. В зависимости от местных условий, концентрация напора на ГЭС достигается при помощи гидротехнических сооружений, образую­щих следующие технические схемы: плотинную, деривационную и плотинно-деривационную.

Плотинная схема (рис. 2а). Эта схема характеризуется наличием плотины, которая создает разность отметок уровней перед плотиной (верхний бьеф) и за плотиной (нижний бьеф). По­верхность воды в верхнем бьефе перед плотиной в разрезе вдоль потока образует так называемую кривую подпора. Вследствие этого используемый статический напор Нст получается несколько меньше разности отметок подпертого участка реки Нак между пунк­тами А и К на величину hподп.

В плотинных схемах гидроузлов здание машинного зала располагается рядом с плотиной или в плотине, при этом в зависимости от величины напора и размеров гидротурбин гидро­станции могут быть двух типов — русловые и приплотинные.

Русловые — здание ГЭС входит в состав сооружений, соз­дающих напор (рис.3), и полностью воспринимает сдвигающие и опрокидывающие усилия, действующие на него со стороны воды. ГЭС такого типа строят при напорах 3 — 40 м и устанавливают на них, главным образом, осевые гидротурбины.

Рисунок 3. Плотинная схема. Русловая ГЭС.

а – план сооружений, б – поперечный разрез по зданию. 1 – здание ГЭС. 2 – водосливная плотина. 3 – земляная плотина. 4 – шлюз.

Приплотинные — здание ГЭС находится непосредст­венно за плотиной (рис. 4а). Такие ГЭС строят при средних и высо­ких напорах (Н = 40 – 300 м). Подвод воды к турбинам осуще­ствляется при помощи водоприемников и турбинных водоводов. Устанавливаемые типы турбин: осевые или диагональные поворотно-лопастные и радиально-осевые, в зависимости от величины напора, графика нагрузки и требований, предъявляемых к установке тур­бин на ГЭС.

Читайте также:  Монтаж проводки по мощности

Рисунок 4. Плотинная схема. Приплотинная ГЭС.

а – план сооружений; б — поперечный разрез по плотине и зданию.

1 — плотина глухая; 2 – водоводы; 3 — здание ГЭС; 4 — гидроагрегат; 5 — плотина водосливная; 6 — судоподъемник.

Пример русловой станции – Майнская ГЭС, приплотинной – Саяно-Шушенская ГЭС.

Напор, создаваемый плотиной, обычно небольшой, но он может доходить до 230 м; например, на Нурекской ГЭС на реке Вахш высота плотины около 300 м. (Саяно-Шушенская ГЭС: Нпл = 242 м, Нрасч=194 м) Высота плотины и создаваемый ею напор определяются топографическими условиями местности, расположенной выше плотины, и допусти­мыми пространствами затопления.

Деривационная схема (рис 2б, 2в). При больших уклонах рек с относительно малыми расходами воду отводят в так называемую деривацию (ка­нал или туннель). Гидравлический уклон деривации выбирают ми­нимальным, обеспечивающим необходимый расход. Таким образом, значительный перепад реки, в естественном состоянии рассредото­ченный на большом протяжении, при помощи деривации концентри­руют в одном месте, где строят здание ГЭС и устанавливают гидро­агрегаты. Трасса деривации должна быть по возможности кратчай­шей, чтобы избежать дополнительных потерь напора. Деривация может быть подводящей (рис 2б) или отводящей (рис. 2в). Одна из возможных схем указана на рис. 5.

Рис. 5. Деривационная схема:

а — план сооружений; б — вертикальный разрез: / — плотина; 2 — деривация; 3 — турбинные водоводы; 4 — здание ГЭС.

Напоры, создаваемые при помощи деривации, находятся в преде­лах Н = 200 – 2000 м и зависят от природных и других условий. На деривационных ГЭС применяют следующие типы турбин: радиально-осевые (Н 300 м).

Плотинно-деривационная схема (рис. 4г). Напор на станции соз­дается при помощи плотины и деривации одновременно. Если река на верхнем участке имеет малый уклон, там целесообразно постро­ить плотину и создать водохранилище, которое будет использовано для регулирования расхода на ГЭС. Основная часть напора создается, как правило, деривацией. Величина напо­ров и используемое турбинное оборудование такие же, как и в случае деривационной схемы.

Рис. 5. Плотинно-деривационная схема:

а — план сооружений; 6 — вертикальный разрез: 1 — плотина; 2 — деривация; 3 — урав­нительный резервуар; 4 — турбинные водоводы; 5 — здание ГЭС.

Источник