контрольная работа. Абдурефиев КР (Общая Энергетика). Контрольная работа по дисциплине Общая энергетика

• Название: Контрольная работа по дисциплине Общая энергетика
• Анкор: контрольная работа
• Дата: 09.05.2023
• Размер: 55.47 Kb.
• Имя файла: Абдурефиев КР (Общая Энергетика).docx
• Тип: Контрольная работа; #1116612
• страница: 5 из 6

Решение.

Определим температуру водоносного пласта перед началом его эксплуатации

T₂=T_o+(dT/dz) ·z = 10 + 70·3 = 220°С = 493 К.

Теплоемкость пласта с_пл =[α ·ρ_в ·c_в + (1 –α ) ·ρ_гр · с_гр] · h ·F=

= [0,05 ·1 ·10³ ·4200+(1 –0,05) ·2,7 ·10³ ·840] ·800 ·1 ·10⁶ =

=189168 ·10¹⁰ Дж/К=1,9 ·10¹⁵ Дж/К.

Тепловая мощность, извлекаемая первоначально

E₀= c_пл ·(Т₂ – Т₁) =189168 ·10¹⁰ ·(220 –40) = 3,4 ·10¹⁷ Дж.

Возможное время использования пласта τ₀, лет, в случае отвода тепловой энергии путем закачки в него воды с объемным расходом V, м³/с,

τ₀ = c_пл /(V·ρ_в ·c_в) = 189168 ·10¹⁰ / 0,1 ·1000 ·4200 = 4,5 ·10⁹ с =143 года.

Тепловая мощность пласта в момент времени с начала разработки (dE/dτ)_τ=0 = E₀/τ₀ · exp (–τ /τ₀) = E₀/τ₀ ·1= 3,4·10¹⁷ / 4,5 ·10⁹ = 75 ·10⁸ Вт = 75 МВт.

(dE/dτ)_τ=10= E₀/τ₀ · exp(τ/τ₀) = E₀/τ₀ · е^-10/143=(dE/dτ)_τ=0 ·e ^-10/143 = 75 · е^-10/143 =70 МВт.
Ответ: начальная температура t₂=220°С, тепловой потенциал к началу эксплуатации Е₀ = 3,4 · 10¹⁷ Дж, возможное время использования пласта τ₀ = 143 года; тепловая мощность, извлекаемая первоначально (dE/dτ)_τ=0 = 75 МВт, и через 10 лет (dE/dτ)_τ=10 = 70 МВт.

Задача 4

н
Определить объем биогазогенератора V_б и суточный выход биогаза V_г в установке, утилизирующей навоз от n = 20 коров, а также ее тепловую мощность N, Вт. Время цикла сбраживания при температуре t = 25°С, τ = 14 сут; подача сухого сбраживаемого материала от одного животного идет со скоростью W = 2 кг/сут; выход биогаза из сухой массы ν_г = 0,24 м³/кг. Содержание метана в биогазе составляет 70 %. КПД горелочного устройства η = 0,7. Плотность сухого материала, распределенного в массе биогазогенератора, ρ_сух ≈ 50 кг/м³. Теплота сгорания метана при нормальных физических условиях Q^р= 28 МДж/м³.

н
Задача посвящена проблеме использования биотоплива для преобразования его энергии в тепловую или электрическую на сельскохозяйственных предприятиях и на фермах. Одним из видов биотоплива являются отходы жизнедеятельности животных (навоз), при переработке которых (сбраживание) в биогазогенераторах можно получать биогаз, в состав которого (70 % по объему) входит метан; теплота сгорания метана (СН₄) при нормальных физических условиях Q ^р = 28 МДж/м³. Время полного сбраживания субстрата, состоящего из воды, навоза и ферментов, в зависимости от температуры изменятся от 8 до 30 сут. Плотность сухого материала в субстрате составляет ρ_сух

≈ 50 кг/м³. Выход биогаза от 1 кг сухого материала в сутки составляет примерно ν_r = 0,2 ÷ 0,4 м³/кг. Скорость подачи сухого сбраживаемого материала в биогазогенератор (метантенк) W зависит от вида животных и их количества на ферме.

Если обозначить через W_n , кг/сут, подачу сухого сбраживаемого материала в сутки, то суточный объем жидкой массы, поступающей в биогазогенерагор (м³/сут), можно определить по формуле

V_сут= W_n/ρсух .

Объем биогазогенератора, необходимого для фермы, м³,

V_б= τ ·V_сут

Суточный выход биогаза

V_г = W_n ·ν _г.

Тепловая мощность устройства, использующего биогаз, (МДж/сут) или(Вт)

N= η ·Q_н^р ·V_г ·f_CH4 ,

где f_СН4 - объемная доля метана в биогазе;

η - КПД горелочного устройства (≈ 60 %).

Дано: n= 20;

τ = 14 сут;

t= 25 °С;

W= 2 кг/сут; v_r = 0,24 м³/кг; η= 0,7;

ρ_сух ≈ 50 кг/м³;


н
Q^р = 28 МДж/м³.

Найти: V_б, V_г, N- ?