Конспект лекций по курсу «Источники энергии» для студентов специальности 000008 «Энергетический менеджмент» дневной и заочной форм обучения / Составители С. С. Антоненко, А. А. Руденко. Сумы: Изд-во СумГУ, 2006. 88 с. Кафедра «Прикладная гидроаэромеханика»




НазваниеКонспект лекций по курсу «Источники энергии» для студентов специальности 000008 «Энергетический менеджмент» дневной и заочной форм обучения / Составители С. С. Антоненко, А. А. Руденко. Сумы: Изд-во СумГУ, 2006. 88 с. Кафедра «Прикладная гидроаэромеханика»
страница1/10
Дата публикации25.03.2013
Размер0.98 Mb.
ТипКонспект
uchebilka.ru > Физика > Конспект
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ

СУМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

К печати и в свет

разрешаю на основании

“Единых правил”,

п. 2.6.14

Зам. первого проректора –

начальник организационно-методического

управления В.Б.Юскаев

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

по курсу “Источники энергии”

для студентов специальности

7.000008 “Энергетический менеджмент”

дневной и заочной форм обучения

Все цитаты, цифровой и

фактический материал,

библиографические сведения

проверены, написание единиц

отвечает стандартам
Составители: С.С.Антоненко
А.А.Руденко
Ответственный за выпуск А.А.Евтушенко
Декан инженерного факультета А.А.Евтушенко

Сумы

Изд-во СумГУ

2006

^ МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ

СУМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ
по курсу “Источники энергии”

для студентов специальности

7.000008 “Энергетический менеджмент”

дневной и заочной форм обучения
Утверждено на заседании

кафедры как конспект лекций по курсу «Источники энергии».

Протокол № 1 от 30.08.2006 р.
Сумы

Изд-во СумГУ

2006

^ МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ

СУМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ
по курсу “Источники энергии”

для студентов специальности

7.000008 “Энергетический менеджмент”

дневной и заочной форм обучения

Сумы

Изд-во СумГУ

2006

Конспект лекций по курсу «Источники энергии» для студентов специальности 7.000008 «Энергетический менеджмент» дневной и заочной форм обучения / Составители С.С.Антоненко, А.А.Руденко. – Сумы: Изд-во СумГУ, 2006. - 88 с.
Кафедра «Прикладная гидроаэромеханика»

Содержание С.

Введение ....5

1 Общая характеристика источников энергии ....6

1.1 Структура природных источников энергии ....6

1.2 Энергетические ресурсы мира ....6

1.3 Топливо. Виды топлива ....7

1.4 Общие характеристики топлива ....7

1.5 Горение ....9

2 Устройства для сжигания твердого топлива.

Системы приготовления твердого топлива ....11

2.1 Топки ....11

2.2 Устройства для сгорания твердого пылевидного топлива ....12

3 Жидкие и газообразные топлива ....14

3.1 Общая характеристика ....14

3.2 Подготовка к сжиганию мазута и природного газа ....17

3.3 Топочные камеры для жидкого и газового топлива ....19

4 Технологическое оборудование производства тепловой энергии ....21

4.1 Классификация паровых котлов ....21

4.2 Технологическая схема производства пара ....22

4.3 Котельные установки и их оборудование ....24

4.4 Потери тепла ....25

5 Типы и принципиальные схемы тепловых электростанций ....27

5.1 Тепловая электрическая станция (ТЭС) ....27

5.2 Электростанции конденсационного типа (КЭС) ....27

5.3 Общий принцип производства тепловой энергии пара ....31

5.4 Паровые турбины. Общие понятия и определения ....32

5.5 Схемы и рабочие процессы газотурбинных установок (ГТУ) ....33

6 Технико-экономическая оценка работы ТЭС ....37

6.1 Тепловая экономичность ....37

6.2 Коэффициент полезного действия ....38

6.3 Надежность работы электростанции и резерв

основного оборудования ....40

6.4 Нагрузочные режимы электростанции ....41

6.5 Себестоимость энергии, вырабатываемой на ТЭС ....43

6.6 Основные требования, предъявляемые к эксплуатации

и управлению ТЭС ....45

7 Вода как глобальный источник энергии ....46

7.1 Характеристика природных вод ....46

7.2 Основные показатели качества воды ....47

7.3 Качество природных вод ....48

7.4 Технологические методы обработки воды ....49

8 Гидроэнергетика ....51

8.1 Общие положения ....51

8.2 Гидроэлектрические станции ....52

8.3 Гидравлическое аккумулирование энергии ....53

8.4 Приливные электростанции ....56

9 Двигатели ....60

9.1 Общая характеристика работы двигателей ....60

9.2 Отличия ДВС от паровых двигателей ....63

9.3 Использование тепла и КПД двигателей ....66

9.4 Тепловой баланс и определение мощности двигателя ....68

9.5 Топливо, смесеобразование и топливная аппаратура ....69

9.6 Дизель-генераторные установки ....70

10 Атомные электрические станции ....72

10.1 Основные понятия о ядерной энергетике ....72

10.2 Тепловые схемы атомных электростанций и типы реакторов ....77

11 Вторичные источники энергии ....80

11.1 Принцип получения искусственного холода ....80

11.2 Характеристика оборудования получения

гидравлической энергии и энергии сжатого газа ....82

Список литературы ....87
Введение
Целью изложения дисциплины является теоретическая и практическая подготовка будущих специалистов в области получения, преобразования и использования различных источников энергии, а также их анализ с целью максимальной экономии топливно-энергетических ресурсов, выявления и использования вторичных энергоресурсов, интенсификации, оптимизации и осуществления экологически чистых современных энергосберегающих процессов.

В результате изучения дисциплины студенты обязаны: знать энергетическую и энерготехнологическую терминологию; знать источники разных видов энергии; знать назначение, принцип действия и конструкции различных видов энергетического оборудования; уметь осуществлять анализ и выбор эффективных методов получения и взаимного преобразования различных видов энергии; уметь определять и разрабатывать методы снижения затрат энергии на собственные нужды объектов энергетического обследования.

Данный конспект лекций представляет собой базовую информацию, в которой фрагментарно изложен только теоретический материал в виде основных понятий и положений. Детальное рассмотрение представленного материала осуществляется на лекционных занятиях, где непосредственно приводятся пояснительные иллюстрации, примеры, комментарии, методики расчета и т.д.

Изложение лекционного материала предполагает, что студенты имеют базовые знания по физике, теории гидравлики и газа, химии, термодинамике и по машиностроительным предметам, что облегчает задачу в полноценном восприятии, понимании и запоминании всего курса изучаемого предмета.

^ 1 Общая характеристика источников энергии
1.1 Структура природных источников энергии
Энергетическими ресурсами называются природные источники энергии, преобразуемые в дальнейшем в формы энергии, которые используются в производственных процессах, на транспорте, в быту.

Основное место в балансах запасов, добычи и потребления занимают каменные угли, нефть и природный газ.

Такие виды топлив, как торф, дрова, отходы сельского хозяйства в современных энергобалансах составляют небольшой процент.

В общих энергобалансах роль гидроэнергии незначительна, а в производстве электроэнергии – существенна. В некоторых странах вся энергетика базируется на гидроэнергии.

Ветроэнергетические ресурсы мира составляют примерно 70 триллионов кВт∙ч в год. Однако фактическое их использование невелико. Основным недостатком ветровой энергии является ее пространственная рассредоточенность и связанная с этим относительно малая мощность установок (до 100 кВт). Второй существенный недостаток - непостоянство времени скорости ветра. Интересным для исследователей представляется вопрос об использовании энергии недр земли. Эта энергия исчисляется огромными цифрами. Однако на современном техническом уровне использование в полной степени этой энергии не представляется возможным.

Энергия солнечной радиации в настоящее время используется не полностью, т.к. не существует более-менее приемлемого технического решения о преобразовании ее в электрическую.

Огромную роль в энергетике в настоящее время играет энергия ядерных реакций. Это самый дешевый из всех видов энергии. Однако такой вид энергии является потенциально самым опасным, поэтому его использование требует особых подходов.
^ 1.2 Энергетические ресурсы мира
Данные о мировых энергетических ресурсах мира не остаются постоянными и все время изменяются. Продолжающееся изучение недр Земли приводит к открытию новых месторождений угля, нефти, природного газа. Теоретически энергетические запасы Земли неисчерпаемы, однако запасы, добыча которых экономически оправдана, ограничены, поэтому говорить о неисчерпаемости является не совсем правильным.

Примерные данные о мировых запасах:

уголь -1,60000 млрд тонн, нефть – 520 млрд тонн, природный газ-160·1012 м3, торф – 261 млрд тонн, в то время как запасы, доступные для извлечения, составляют: уголь -4000 (25%), нефть-260 (50%), природный газ 140∙1012 м3 (78%), торф -90 (25%), т.е. более 25% всех разведанных запасов.

Для возможности количественного сопоставления разных видов топлив параллельно с данными других видов вводится понятие значения тонны условного топлива (т.у.т). Тепловой эквивалент т.у.т составляет 7106 ккал (1 т.у.т.=7106 кКал=29,33∙109 Дж=8,2103 кВт·ч).
^ 1.3 Топливо. Виды топлива
После рассмотрения основных понятий об энергетических ресурсах и источниках энергии необходимо рассмотреть один из главных видов энергии, используемой человеком,- тепловую энергию.

Основным источником получения тепла в промышленности, транспорте, в сельском хозяйстве, в быту являются горючие вещества органического происхождения. Большое значение в настоящее время имеет и ядерное горючее. В зависимости от назначения различают топливо энергетическое, технологическое и бытовое.

Все виды органического топлива могут быть разделены по агрегатному состоянию на твердые, жидкие и газообразные, а по способу получения на естественные и искусственные.

К естественному твердому топливу относятся: антрациты, каменные и бурые угли, торф, дрова, опилки. Искусственные виды топлива: брикеты (торфяные, буроугольные, каменноугольный), кокс, полукокс, древесный уголь. Естественное жидкое топливо - сырая нефть. Искусственное жидкое топливо- бензин, керосин, мазут, спирт и т.д. Естественное газообразное топливо - природный газ. Искусственные виды - газы (доменный, коксовый, генераторный).
^ 1.4 Общие характеристики топлива
Топливо в том виде, в каком оно поступает потребителю, называют рабочим топливом. Твердое и жидкое рабочее топливо состоит из углерода С, водорода Н2, кислорода О2, азота N2, серы S, негорючих примесей А и влаги W.

Твердые негорючие примеси характеризуют зольность топлива. Поэтому величина А обычно означает содержание золы в топливе.

Состав твердого и жидкого топлива принято выражать в весовых процентах:

.

Топливо, из которого в результате сушки полностью удалена влага, называется абсолютно сухим топливом:

,

где составляющие - процент в абсолютно сухом топливе.

Если предположить, что из абсолютно сухого топлива удалены негорючие примеси А, то остаются пять компонентов, которые называют горючей массой топлива:

.

Сера в топливе содержится в различных соединениях:

- сульфатная Sc – входит в состав СaSO4, NaSO4, K2SO4;

- колчеданная Sk – в соединении с металлами и FeS2;

- органическая – в составе органических соединений, Sop и Sk участвуют в горении топлива и их сумма составляет серу топлива Sл=Sop+Sk.

При исключении из горючей массы колчеданной серы останется топливо такого состава Сооо+No+So=100%. Такой состав топлива называется органической массой. В большинстве случаев содержание серы в топливе невелико (десятые доли процента). Поэтому состав органической массы иногда записывают упрощенно:

.

Основной горючий элемент топлива - углерод, составляющий большую часть рабочей массы (50-75% для твердых топлив и 83-85% для мазутов). Количество углерода в твердых топливах невелико. Сера же, несмотря на малое содержание ее в топливе (0,2-0,5%), при сгорании образует вредные соединения и вызывает коррозию оборудования.

Влажность топлива колеблется в широких пределах: для каменных углей Wp=5-14%, для бурых - до 40%. Влага в топливе нежелательна, потому что из-за нее уменьшается доля горючих компонентов в единице массы топлива, удорожается его транспорт, усложняется разгрузка, возникают трудности при сжигании, снижается тепловой эффект горения, т.к. часть теплоты затрачивается на испарение.

При проектировании и эксплуатации устройств для производства тепла часто приходится пересчитывать состав топлива. Состав рабочего топлива может изменяться, т.к. величины Ар и Wр могут колебаться в широких пределах. В то же время состав горючей массы топлива более стабилен. Это позволяет с приемлемой точностью находить состав рабочего топлива путем пересчета, не производя каждый раз полного элементарного анализа топлива. Если известны состав горючей массы (СГ, НГ и т.д.) зольность Ар, влажность Wр рабочего топлива, то можно найти состав рабочего топлива:

.

Пользуясь этим же коэффициентом, можно найти содержание в рабочем топливе остальных компонентов (Нр, Ор и т.д.).
1.5 Горение
Горением называют процесс интенсивного соединения горючего вещества с окислителем (кислородом), протекающий при высокой температуре (1000-20000С) и характеризующийся интенсивным тепловыделением.

Механизм горения достаточно сложен и для некоторых веществ мало изучен. Тем более он сложен для таких комплексных органических соединений, как органическое твердое топливо. Однако для выполнения первого, самого простого этапа тепловых расчетов тепловых агрегатов (котлов, печей) достаточно знать начальное и конечное состояние системы горючее - окислитель, не рассматривая механизма горения.

Формулы газовых расчетов получают из соотношений реагирующих веществ в молях, единицах массы, единицах объема:

С + О2=СО2 ; S + O2=SO2;

12кг+32кг=44 кг; 32,07кг+32кг=64,07кг;

2C + O2=2CO; 2H2+O2=2H20;

24кг+32кг=56 кг; 4,032кг+32кг=36,032 кг;

2СО + О2=СО2 ; СН4 + 2О2=СО2+2Н2О;

33 3 м3 ; 1м3 2 м3 1 м3 2 м3.

Минимальное количество воздуха, необходимое для полного сгорания топлива, называется теоретическим количеством воздуха.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Конспект лекций по курсу «Источники энергии» для студентов специальности 000008 «Энергетический менеджмент» дневной и заочной форм обучения / Составители С. С. Антоненко, А. А. Руденко. Сумы: Изд-во СумГУ, 2006. 88 с. Кафедра «Прикладная гидроаэромеханика» iconДля студентов специальности ) 090220 всех форм обучения
Общая химическая технология: конспект лекций / Составители: И. Г. Воробьева, Л. М. Миронович. – Сумы: Изд-во СумГУ, 2010. – Ч – 60...

Конспект лекций по курсу «Источники энергии» для студентов специальности 000008 «Энергетический менеджмент» дневной и заочной форм обучения / Составители С. С. Антоненко, А. А. Руденко. Сумы: Изд-во СумГУ, 2006. 88 с. Кафедра «Прикладная гидроаэромеханика» iconМетодические указания к выполнению контрольных заданий по курсу «Прикладная...
Методические указания к выполнению контрольных заданий по курсу «Прикладная механика». / Составитель С. И. Катаржнов. Сумы: Изд-во...

Конспект лекций по курсу «Источники энергии» для студентов специальности 000008 «Энергетический менеджмент» дневной и заочной форм обучения / Составители С. С. Антоненко, А. А. Руденко. Сумы: Изд-во СумГУ, 2006. 88 с. Кафедра «Прикладная гидроаэромеханика» iconМинистерство образования и науки украины харьковская национальная академия городского хозяйства
Конспект лекций по курсу «Использование ЭВМ для решения задач водоподготовки» (для студентов 5 курса дневной и заочной форм обучения...

Конспект лекций по курсу «Источники энергии» для студентов специальности 000008 «Энергетический менеджмент» дневной и заочной форм обучения / Составители С. С. Антоненко, А. А. Руденко. Сумы: Изд-во СумГУ, 2006. 88 с. Кафедра «Прикладная гидроаэромеханика» iconКонспект лекций по курсу “Общая химическая технология” / Составители:...
Конспект лекций по курсу «Общая химическая технология» предназначен для самостоятельного изучения курса студентами

Конспект лекций по курсу «Источники энергии» для студентов специальности 000008 «Энергетический менеджмент» дневной и заочной форм обучения / Составители С. С. Антоненко, А. А. Руденко. Сумы: Изд-во СумГУ, 2006. 88 с. Кафедра «Прикладная гидроаэромеханика» iconМетодические указания к выполнению индивидуального домашнего задания...
Для студентов дневной формы обучения специальности 000008 «Энергетический менеджмент»

Конспект лекций по курсу «Источники энергии» для студентов специальности 000008 «Энергетический менеджмент» дневной и заочной форм обучения / Составители С. С. Антоненко, А. А. Руденко. Сумы: Изд-во СумГУ, 2006. 88 с. Кафедра «Прикладная гидроаэромеханика» iconВодоснабжение раздел "водозаборные сооружения"
Конспект лекций для студентов 3-5 курсов дневной и заочной форм обучения, экстернов и иностранных студентов специальности 092600...

Конспект лекций по курсу «Источники энергии» для студентов специальности 000008 «Энергетический менеджмент» дневной и заочной форм обучения / Составители С. С. Антоненко, А. А. Руденко. Сумы: Изд-во СумГУ, 2006. 88 с. Кафедра «Прикладная гидроаэромеханика» iconМетодические указания по обеспечению практических занятий, самостоятельной...
«Локальные информационные сети» для студентов специальности 090803 «Электронные системы» дневной формы обучения / О. В. Бережная,...

Конспект лекций по курсу «Источники энергии» для студентов специальности 000008 «Энергетический менеджмент» дневной и заочной форм обучения / Составители С. С. Антоненко, А. А. Руденко. Сумы: Изд-во СумГУ, 2006. 88 с. Кафедра «Прикладная гидроаэромеханика» iconПрограмма, методические указания и контрольные задания по курсу «Техника...
Контрольные задания по курсу «Техника высоких напряжений» для студентов заочной формы обучения по специальности «Нетрадиционные источники...

Конспект лекций по курсу «Источники энергии» для студентов специальности 000008 «Энергетический менеджмент» дневной и заочной форм обучения / Составители С. С. Антоненко, А. А. Руденко. Сумы: Изд-во СумГУ, 2006. 88 с. Кафедра «Прикладная гидроаэромеханика» iconМетодические указания к выполнению лабораторной работы 1 по дисциплине...
«Анализ зонной структуры взрывчатого разложения пороха» для студентов дневной и заочной форм обучения специальности «Химическая технология...

Конспект лекций по курсу «Источники энергии» для студентов специальности 000008 «Энергетический менеджмент» дневной и заочной форм обучения / Составители С. С. Антоненко, А. А. Руденко. Сумы: Изд-во СумГУ, 2006. 88 с. Кафедра «Прикладная гидроаэромеханика» iconМетодические указания к выполнению выпускной квалификационной работы...
Методические указания к выполнению выпускной квалификационной работы образовательно-квалификационного уровня «Магистр» для студентов...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
uchebilka.ru
Главная страница


<