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: 6 из 6

Решение.

Подача сухого сбраживаемого материала от 20 животных идет со скоростью:

W₂₀ = W·n = 2 ·20=40 кг/сут.

Суточный объем жидкой массы поступающей в биогазогенерагор:

V_сут= W₂₀/ρ_сух = 40/50 = 0,8 м³/сут.

Объем биогазогенератора, необходимого для фермы:

V_б= τ ·V_сyт =14 ·0,8 = 11,2 м³.

Суточный выход биогаза:

V_г= W₂₀·v_r = 40 ·0,24 = 9,6 м³/сут.

Тепловая мощность устройства, использующего биогаз:


н г CH4
N= η · Q^р · V ·f = 0,7 ·28 ·9,6 ·0,70= 131.7 МДж/сут.
Ответ: объем биогазогенератора V_б = 11,2 м³, суточный выход биогаза V_r = 9,6 м³/сут, тепловая мощность устройства, использующего биогаз N= 131.7 МДж/сут.

Задача 5

Для отопления дома в течение суток потребуется Q = 0,58, ГДж, теплоты. При использовании для этой цели солнечной энергии тепловая энергия может быть запасена в водяном аккумуляторе. Допустим, что температура горячей воды t₁ = 50 °С. Какова должна быть емкость бака аккумулятора V, м³, если тепловая энергия используется в отопительных целях до тех пор, пока температура воды не понизится до t₂ = 30°C? Величины теплоемкости и плотности воды взять из справочной литературы.
Задача посвящена определению емкости водяного аккумулятора тепловой энергии, предназначенного для отопления, горячего водоснабжения и кондиционирования воздуха в жилом доме. Источником тепловой энергии может быть, например, солнечная энергия, улавливаемая солнечными панелями на крыше дома. Циркулирующая в панелях вода после нагрева направляется в бак- аккумулятор, а оттуда насосом в отопительные батареи и к водоразборным кранам горячего водоснабжения. Могут быть и более сложные, комплексные системы аккумулирования тепла с использованием засыпки из гравия и др.

Необходимый объем бака-аккумулятора V, м³, для воды можно определить по известному уравнению для изобарного процесса, если знать: суточную потребность в тепловой энергии для дома Q, ГДж; температуру горячей воды, получаемой в солнечных панелях t₁, °С; наименьшую температуру в баке t₂, °C, при которой еще возможно действие отопительной системы:

Q= ρ · V ·c_в ·(t₁–t₂)

где ρ - плотность воды, кг/м³;

с_в - удельная массовая теплоемкость воды при постоянном давлении (ρ = const) в Дж/(кг ·К).

Задача 5 Дано: Q= 0,58 ГДж;

t₁ = 50 °С;

t₂ = 30 °C;

ρ_в = 1000 кг/м³;

с_в = 4,2 ·10³ Дж/(кг ·К).

Найти: V- ?

Решение:

Q= ρ · V·c_в · (t₁– t₂) =>

V= Q/( ρ ·c_в ·(t₁–t₂)) = 0,58·10⁹/1000 ·4,2 ·10³ ·(50 – 30) = 6,9 м³.
Ответ: емкость бака аккумулятора V= 6,9 м³.

Задача 6

Используя формулу Л.Б. Бернштейна, оценить приливный потенциал бассейна Э_пот, кВт∙ч, если его площадь F = 700 км², а средняя величина прилива R_ср= 7,5 м.
Задача посвящена оценке энергетического потенциала Э_пот, кВт·ч, приливной энергии океанического бассейна, имеющего площадь F, км, если известна средняя величина приливной волны R_ср, м. В научной литературе существует несколько уравнений, позволяющих определить приливный по- тенциал бассейна. Одно из них предложено отечественным ученым Л.Б. Бернштейном

Э_пот =1,97 ·10⁶ ·R_ср² ·F. (6.1)
Дано: F= 700 км²;

R_ср = 7,5 м.

Найти: Э_пот - ?

Решение.

Приливный потенциал бассейна:

Э_пот =1,97 ·10⁶ ·R_ср² ·F.
=1,97 ·10⁶ ·7,5² ·6 ·10⁵ = 66,5 ТВт в час.

Ответ: приливный потенциал бассейна Э_пот = 66,5 ТВт в час

Задача 7

Как изменится мощность малой ГЭС, если напор водохранилища Нв засушливый период уменьшится в n = 2 раз, а расход воды V сократится на m = 40%? Потери в гидротехнических сооружениях, водоводах, турбинах и генераторах считать постоянными.

Задача посвящена оценке изменения мощности малой ГЭС при колебаниях расхода воды и напора. Известно, что мощность ГЭС, Вт, можно определить по уравнению

N=9,81 ∙ ρ ·V·H·η,

где ρ - плотность воды, ρ = 1000 кг/м³; V- объемный расход воды в м³/с; Н- напор ГЭС в м;

η- КПД ГЭС, учитывающий потери в гидравлических сооружениях, водоводах, турбинах, генераторах. Для малых ГЭС η ≈ 0,5. КПД гидротурбин изменяется в пределах 0,5 ÷ 0,9.
Дано: n= 2 раза;

m= 40 %.

Найти: N/ N_зас - ?

Решение.

Мощность ГЭС N=9,81 ∙ ρ ·V·H·η.

Пусть N- мощность малой ГЭС. Известно, что напор водохранилища H в засушливый период уменьшится в 2 раза, а расход воды Vсократится на 40 %

V_зас = 0,8 ·V, H_зас = H/2,

N/N_зас = (9,81 ∙ ρ ·V·H·η)/ (9,81 ∙ ρ ·V_зас ·H_зас ·η)=2/0,8 = 2,5 раза.
Ответ: мощность малой ГЭС в засушливый период уменьшится в 2,5 раза.
Задача 8.

Площадь солнечной батареи S= 0,4 м², плотность тока j =4∙10^-3 А/см², плотность излучения G = 500 Вт/м². Определить ЭДС в солнечной батарее при КПД η=0,25.

Дано: S = 0,4 м²;

j =4∙10^-3 А/см² ; G = 500 Вт/м², η=0,25.

Найти: ЭДС в солнечной батарее E-?

Решение:

Мощность солнечной батареи: P = E · I = S · G · η, Отсюда ЭДС: 𝐸 = ^{𝑆∙𝐺∙𝜂} ,

𝐼

где I- ток, определяется по формуле: I= j ·S.
Тогда ЭДС: 𝐸 = ^{𝑆∙𝐺∙𝜂} = ^500∙0,25 ∙ 10⁻⁴ = 3,1 В

𝑗 ∙ S

4∙10⁻³

Ответ: ЭДС в солнечной батарее E= 3,1 В.