![]()
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1.2 № 1 есептік-графикалық жұмысқа арналған әдістемелік нұсқаулықтар1 есепте мұ нара типіндегі кү нэлектр стансасында гелиостаттарды қ олдану сұ рақ тары қ арастырылғ ан, ол қ абылдағ ышқ а кү н сә улелерін жіберген, онда соң ғ ы есептесу турбинасындағ ы қ ыздырылғ ан су буы алынады. Гелиостат арқ ылы кү ннен қ абылдағ ыш арқ ылы алынғ ан энергия (Вт) тең сіздік бойынша анқ ыталуы мү мкін [2]:
мұ нда Нг – в Вт/м2 гелиостат айнасының сә улеленуі (типтік шарттары ү шін Hг= 600 Вт/м2); Fг – гелиостат бетінің ауданы, м2; п – гелиостаттар саны; Rг – концетратор айнасының байқ алу коэффициенті, Rг =0, 7÷ 0, 8; Aпр –қ абылдағ ыштың жұ тылу коэффициенті, Апр < 1.
Қ абылдағ ыш бетінің ауданы егер ондағ ы энергетикалық жарық тылық белгілі болса анық талуы мү мкін Нпр Вт/ мг,
Жалпы жағ дайда қ абылдағ ыш бетінің температурасыtпов= 1160 К жетуі мү мкін, ол жылу ұ стағ ышты 700 оС дейін қ ыздыруғ а мү мкіндік береді. Жылу қ абылдағ ыштағ ы сә улелену есебінде жылудың жоғ алтуын Стефан-Больцман заң ы бойынша есептеуге болады:
мұ нда T – жылу ұ стағ ыштың абсолютті температурасы, К; ε пр – қ абылдағ ыштың сұ р денесінің қ аралық дең гейі; Co –абсолютті қ ара дененің сә улелену коэффициенті, Вт/(м2·K4). 2 есепте ЭТЭС-те электр энергиясын алу ү шін, Ренкин циклі бойынша жұ мыс істейтін мұ хиттың беттік жә не терең дік сулардың температуралық тү суінің сұ рақ тары қ арастырылды. Жұ мыс денесі ретінде жең іл қ айнайтын заттар (аммиак, фреон) қ олдану болжанды. Температураның аздағ ан тү суінің салдарынан (∆ T=15÷ 26 oC) термиялық КПД қ ұ рылғ ы, Карноциклі бойынша жұ мыс істеп, барлығ ы 5-9 % қ ұ рады. Ренкин циклі бойынша жұ мыс істейтін қ ұ рылғ ының нақ ты КПД екі есе аз болады [6]. ОТЭС-те аздағ ан қ уаттылық қ а қ атысты ү лесті алу нә тижесінде «жылы» жә не «суық » судың ү лкен кө лемі, ө ткізілетін жә не жү ргізілетін қ ұ быр ө ткізгіштердің орасан зор диаметрлері талап етіледі. Егер жылу алмастырғ ыштарды (булағ ыш жә не конденсатор) мінсіз деп санасақ, онда Q0, Вт жылы судан алынғ ан жылу қ уаттылығ ын былай кө рсетуге болады.
мұ нда r – тең із суының тығ ыздығ ы, кг/м3; Ср – тең із суының массалық жылу сыйымдылығ ы, Дж/(кг · К); V – судың кө лемді шығ ыны, м3/с; ∆ T = T1-T2 – беттік жә не терең сулар температурасының ә ркелкілігі (циклдің температуралық тү суі) °С немесе К-мен.
Карноның мінсіз теориялық циклінде механикалық қ уаттылық N0 (Вт) былай анық талуы мү мкін:
Немесе есепке алып (1. 2) жә не η tkКарно циклінің термиялық КПД ү шін:
2 есеп геотермалды энергияның жылу потенциалына арналғ ан, ол жер бетінен z (км) терең де табиғ и су сақ тағ ыш горизонтына жинақ талғ ан. Ә детте су сақ тағ ыш қ абаттың қ алың дығ ы h (км) оның мекенінен аз терең дікте болады. Қ абаттың кеуекті қ ұ рылымы-таулы жыныстың кезі болады, ол сумен толтырылғ ан (кеуектілік коэффициентпенα бағ аланады). Жер қ ыртысының қ атты жынысының орташа тығ ыздығ ы rгр =2700 кг/м3, ал жылу ө ткізгіш коэффициенті λ гр =2 Вт/(м·К). Топырақ температурасының жер бетіне қ арай бағ ыты бойынша ө згеруімен °С/км немесе К/км ө згертілетін температуралық градиентпен (dT/dz) сипатталады. Жер шарындағ ы қ алыпты температуралық градиентпен (менее 40 °С/км) ең кө п таралғ ан, жылу ағ ындары ≈ 0, 06 Вт/м2 (мысалы, Алматы облысы) бетінің бағ ытында тығ ыздық пен шығ арылғ ан. Жер қ ойнауынан жылуды мақ сатты экономикалық шығ ару осында аз ық тималды болады. Жартылай термалды аудандарда температуралық градиент 40-80 °С/км-ге тең (мысалы, Солтү стік Кавказ). Осында жер қ ойнауы жылуына жылыту, жылыжайлар мен бальнеологияда мақ сатты тү рде қ олданады. Гипертермалды аудандарда (жер қ ыртысы платформасының шекарасына жақ ын) градиент 80 °С/км-ден астам. Осында мақ сатты тү рде ГеоТЭС [2] салуғ а болады. Белгілі температуралық градиентте су сақ тағ ыш қ абатының температурасын оны пайдалану алдында анық тауғ а болады:
мұ нда Тo –Жер бетінің температурасы, К (°С). Геотермалды энергетика сипаттамасын есептік практикада ә детте 1 км 2 F бетіне жатқ ызады. Қ абаттың жылу сыйымдылығ ын Спл (Дж/К) тең сіздік бойынша анық тауғ а болады
мұ нда ρ в и Св – сә йкес тығ ыздық жә не изобаралық судың меншікті жылу сыйымдылығ ы; ρ гр жә не Сгр –топырақ тың тығ ыздығ ы жә не меншікті жылу сыйымдылығ ы (қ абат жынысы); ә детте ρ гр = 820-850 Дж/(кг·К).
Егер минималды жіберілген температурада болса, онда қ абаттың жылу энергиясын пайдалануғ а болады Т1 (К), онда оның жылу потенциалын пайдаланудың басталуына бағ алауғ а болады (Дж):
Қ абаттың тұ рақ ты уақ ыты τ 0 (оны пайдаланудың мү мкін болатын уақ ыты, жыл) жылу энергиясын оғ ан кө лемді су шығ ынымен бұ рып жіберу жағ дайында V (м3/с) тең сіздік бойынша анық тауғ а болады:
Қ абаттың жылу потенциалы оны ө ң деу кезінде экспоненциалды заң бойынша ө згертіледі деп есептейді:
мұ нда τ –пайдаланудан бастап жыл саны; е –табиғ и логарифмдер негізі. Геотермалды қ абаттың жылу қ уаттылығ ы уақ ыт кезең і кезінде (ө ң деу басталуына бастап 1 жыл) Вт (МВт)-пен:
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|