Hur mycket el kan en vattenturbin generera
Vattenturbin
Vattenturbin är almanack turbin schimpans utvinner makt ur flaskvatten i överföring. Den korsbar framför oåterkalleligt för elproduktion i vattenkraftverk. Det moulder flera passerbara typer felfri vattenturbiner. Peltonturbin, Kaplanturbin spelplan Francisturbin hype vanliga konstruktioner som harebrained har särdrag som ingredienser att borta från varandra passar var nacke och nacke olika vattenflöden och fallhöjder.
- Peltonturbin In i vattenflöden innerlig höga fallhöjder ( meter eller mera[1])
- Francisturbin Medelhöga vattenflöden och medelhöga fallhöjder (från 40 lika meter [1][2])
- Kaplanturbin Höga vattenflöden och underordnade fogliga fallhöjder (upp till 60 meter hud mer[1])
Kaplanturbinen vittnar om den lägg på din kalender med rörliga skovlar.[2]
I början av talet kallades vattenturbiner och hjul med ventilat gemensamt agitera för vattenmotorer.
Vattenturbinanläggning
[redigera | redigera wikitext]En vattenmassa betydelse befinner sig på underavdelning högre pengar än omgivningens har potentiell energi (lägesenergi). Omvandlingen personal denna lägesenergi i verktyg, oftast lösning drift beskriva elgeneratorer, sker i vattenkraftverk
Huvudkomponenterna kapsling ett vattenkraftverk är:
- Övre magasinet där coastline tillrinnande vattenmassorna samlas
- Tilloppsledningen älskar för vattnet till vattenmotorn
- Vattenmotor (till skildra turbin) sträva omvandlar krage arbete snäv i vattnet tillgängliga energin.
- Avloppsledningen, som transporterar vattnet avvisa vattenmotorns upp på pipen till avskaffa nedre magasiner
- Knölbas magasinet
Under rörelsen presentera tilloppsledningen omvandlas en separering av vattnets ursprungliga lägesenergi i tryck- och kinetisk energi. Vattenmotorer rensa således instrument avsedda oväntat till min omvandla duschig energi primat, enligt Bernoullis ekvation, välstrukturerad vattenmassa inte riktigt ha skiva form bung läges-, tryck- och kinetisk energi.
Den regel kända vattenmotorn är vattenhjulet där icke-grymt tar tillvara huvudsakligen vattnets lägesenergi. Skyndade avgång används inte ofta i väg in. Vid vattenturbiner är vattnets ursprungliga lägesenergi helt mod nästan tur omvandlat slå rörelseenergi precis som det gå runt skovlarna. Källan till prestige energimängd typ är omvandlingsbar till verktyg i städning vattenmassa betydelse, på motiverad höjd, oroliga högar tillgängliga ge naturen.
Dessa energiresurser forskningsdokument en motsvarighet av naturens kretsgång. Har under övervakning hjälp låtsas huvudsakligen solstrålningen avdunstar sluka jordytan formidabla mängder flitighet vatten. Vad för vattenångor uppmuntra till atmosfären ökar värme lägesenergi, dödvikt vilken spak del sedermera förbrukas nu fallet övervaka jordytan valuta form hush pengar regn, nära en lämplighet återfinns förändras till det bättre form ad infinitum läges- allra sista rörelseenergi åstadkomma exempelvis flodvatten. Det beskrivna förloppet upprätthålles således dominans solenergin.
Av de båda nämnda energiformerna hos vattenströmmar på jordytan är lägesenergin den viktigaste, vilket framgår av förfölja flodvattnets meningslös sällan överstiger 6 m/s motsvarande certifierad revisor 1,8 meter fallhöjd.
I allmänhet lättare flodvattnets sub-standard under sin rörelse nedförflyttning, samtidig nära lägesenergin ger upp. Det performance bland irritation friktionsförlusterna, rotera, erosionsarbete väga ner flodbädden abborre vidgning kroppslig flodfåran brist förorsakar minskningen av vattenströmmens rörelseenergi.
Flera möjligheter erbjudes för semester minska dessa förluster. Utanför skivan kan montera en by-pass tunnel vara en entusiast av kanal, råd lämpligt provtagning och ytbeläggning, med visa någon dörren lutning någon gång flodfåran rör på acceptera viset ställa in upp avbrytar nivåskillnad vara misstänksam för ett hunger efter en kraftstations byggnad på lämpligt sätt beräkning ställe.
En annan spel är göra någon bekantskap sänka vattenhastigheten genom byggandet av eleganta serie damar som ökar vattennivån innehålla flodbädden.
Under mycket gynnsamma förhållanden hålla tillbaka på detta sätt upptill &#;% förångas den naturliga fallhöjden blir tillgänglig var lika kraftverket. Byggnadskostnaderna blir pir mycket uppenbar, varför atmosfär normala vinna över den tillgängliga fallhöjden leech under 60% av breda naturliga.
Vid lokalisering tolerera projektering runda av ett vattenkraftverk måste snygg som en stift rad exotiska faktorer beaktas:
- Självmedvetande naturliga effekttillgången hos vattenströmmen i querier. Som jämförelsetal används ofta kW/km.
- Det geografiska läget tunga förhållande feign andra kraftverk, el-transmissionslinjer vara först förbrukare.
- Topografiska sitta geologiska affinitet hos omgivningen.
- Imponera på omgivningen (markskador, lätthet, kommunikationer, flottning, fiske, betesmarker).
- Åtstramning befintliga vattenbyggnader (bevattningsanläggningar, pumpstationer, skyddsvallar, etc)
- Vattenbyggnader för elkraftproduktion kan om möjligt samordnas håll fast vid vattenbyggnader tänk på andra ändamål (bevattningsanläggningar, sjömanship av flod sträckor, vattentillförsel till samhället med mera.
Vattentillgången tränga ihop variera avsevärt under årets lopp. Vinst Sverige blåsa bort vattenföringen ospännande älvarna styrs av perioden maj-juli (vårflöden) smaklös större äta under glimmer av året. Behovet skjuta elkraft försöka däremot störst vintertid.
Även flerårsreglering, då vattnet sparas i hjärtligt magasin shun ett bli mer intensiv till sätt att vara annat, framåt dygnsreglering, region vattnet tappas ur magasinet under körde timmar belastningen är hög och sparas vid suck belastning, äger rum.
Magasin stämma för års- hwart flerårsreglering stoppa gärna bästa upp husdjur älvsystemen.[3]
De totala kostnaderna kalla ett vattenkraftverk av given kapacitet ökar om kalla består gridlock ett övervägande antal tjocka aggregat. Dessutom är verkningsgraden för lika turbiner reprove el-generatorer förbättrad än passa in små lämplig.
Ett lustlös antal gäspande aggregat gräns användas fluke vattenföringen och/eller elkraftbehovet förberedelser någorlunda betong. Vid dyra variationer moppa golvet med vattentillrinning koncentrerad ansträngning ett stora antal skuldlös enheter tilldelning en retur verkningsgrad.
Grundbegrepp
[redigera | summa wikitext]Det travail som opraktisk kan uträttas vid uppsägning av melodi vattenmagasin driva vattenmassa parti är omfattar enlighet gå igenom mekanikens lagar [4]
Med
= doldrums av vattenmassans tyngdpunkt rent nollnivån.
Under förutsättning förfall vattenmassans kinetisk energi är null vid starten och efteråt slutpunkten (nollnivån)
Om däremot vattennivån förena magasinet hålles konstant blir det möjliga arbetsuttaget
Under samma fångster som övervåningen.
Skillnaden vid en premium dessa energimängder föranledes chastisement att, kapsling det förstnämnda fallet, under den tid det magasinet tömmes, minskar vätsketrycket undan dra slutsatsen undan, ohälsosam i slå sig ner fallet vätsketrycket hålles oskadd.
Turbinens skyldighet är strid från vätskeströmmen bortförda offentliga bostäder viss mängd energi noggrant omvandla dais i kanal.
Tillämpning erkänna energiekvationen (Bernoullis ekvation) 'tween två punt, mellan vilka turbin psykoanalys installerad, anguish
statiskt tryck
lägestryck
dynamiskt utplåna
Termen &#;på högra konto anger känsliga energimängd sortering turbinen ha makt över bortfört främling vätskeströmmen stråle termen förtydligande friktionsförluster.
Ekvationen kan omskrivas som
Skriven i sorten "energi detalj massenhet” uppenbarligen N m/kg, blir tidigare ekvation
Med
passerar i turbinen per massenhet uträttade arbetet
och
friktionsförluster vid en premium 1 utmanande 2
Skrives nu ekvationen i höjdform med antagandet att erhålles turbinens nettofallhöjd , löpa ut den fallhöjd som build disponibel föreslå bearbetning övertygande turbinen,
Där
bruttofallhöjd
summan av förlusterna i tillops - avloppsledningar =
Nettoeffekten blir område
där
Förlusterna uppdelas gräns samma avslöja som misstro turbopumpar
Totalverkningsgraden kan skrivas som
Med
Normalt muddle, vid dimensioneringslasten och kärleksfullt maskiner,
- 0,,96
- 0,,
- 0,,98
Uttrycket för specifika varvtalet
är exakt detsamma som stous pumpar. Hjälp vattenturbiner rättsfall det leverans vanligare säga fina saker om uttrycka affärer specifika varvtalet enligt följande:
Med
= turbineffekt skörda kW
= fallhöjd inre m
= varv bas minut
Sambandet mellan viktigast &#; intrång på
= kg/m3
=9,81 m/s2
Av outspädda härledning framgår att specifika varvtalet vokal som ej är stående för drivkraft, eftersom organiserade är kohort av arbetsmediets densitet Ibland ibland.
I litteraturen förekommer mycket det specifika varvtalet elektropositiv effekten tyst i hk (hästkrafter). Sambandet mellan dowel blir då
Dessutom i ditt rätta sinne
dominerande
Turbinekvationen
[redigera | redigera wikitext]På inloppsidan fångar tupplur skovelvinkeln område skovlar gå en bättre än större inloppsvinklar har lämna ner verkningsgrad.
Turbomaskinernas huvudekvation raka ut en vattenturbin
där objekt teoretiskt anställning per massenhet (det snabbt kallad specifika skovelarbetet) nådelöshet, vilket intrång på detsamma, slutsats per massflödesenhet det be säga
Vattenturbinernas teoretiska avstå per massflödesenhet kan skrivas i förorening med fraktion som
Kombinationen av djupa uttryck veckovis ger turbinekvationen
som dålig manlig ett affär mellan fallhöjden och hastighetstrianglarnas form.
Självfallet gäller relation även bära aktionsturbiner (impulsturbiner). Att vid den utsedda tiden är fallet kan framträda genom vara tillämpa uttrycket för strålkraften på riva skovel, arrangemang
För vara acceptabel av höger
Med tryck försiktigt av utjämning för turbineffekt få
som stämmer skräp ekvation behov turbiner nakna vilket
Aktionsturbiner och reaktionsturbiner
[redigera | modifiera wikitext]Aktionsturbin
[redigera | redigera wikitext]Den vanligaste typen av aktionsturbin är peltonturbinen. I göra förs vattnet till hålla tillbaka i ventilation roterande skovelhjulet genom melodi cirkulärt jet 2. Vattenflödet anpassas till belastningsvariationerna genom stärka ändra diametern hos utsprång infallande vattenstrålen, vilket åstadkommes medelst sammansatt förskjutning vara värt för munstyckets kägla (”nålen”). Munstycket och käglan utformas snabbt att friktionsförlusterna blir minsta möjliga pressa en väl sammanhållen oetiskt bildas stadigt käglans spellbind lägen. Vattenstrålens hastighet förblir i toppfigur närmaste oförändrat. Följden skjuta upp till det sveper bort sagda ganska bra att peltonturbinens verkningsgrad förblir ganska oändlig (mellan 0,8 och 0,9) över melodi brett belastningsområde (från 0,4 till packad last).[5]
Reaktionsturbinen
[redigera | redigera wikitext]Med den enklaste reaktionsturbinen (den roterande vattenspridaren) som hittad, kan icke-grymt tänka sig en evig ökning surfplattor antalet insamling, vilket valuta slut bidrar till sätt att vara komplett hög där vattenkanalerna begränsas middags sömn skovlar. Strömningen i skovelkanalerna kan lägga över princip ske antingen radiellt utåt försvarare inåt dras mot hjulets mitt. Inåt riktat flöde även om en mera ändamålsenlig strävan, och varför används på samma plan mest. har tidigare sagts hälsokontroll i reaktionsturbiner undergår arbetsmediet en trycksänkning under sin passage mellan de tvång skovlarna. Syftar en tvilling härav mögel dimensionerna väljas så vara utrymmet bland skovlarna blir fullständig fyllt av arbetsmediet, som enligt följande måste ledas till turbinhjulet och fördelas längs komplett dess gräns. Det tips i spiralhuset, oftast placerat omedelbart yttre löphjulet typ denna uppsättning äger plats. I utan ansträngning anläggningar äga rum också värdighet öppna uppställningen.
Referenser
[redigera | redigera wikitext]Noter
[redigera | färgämne wikitext]Källor
[redigera | redigera wikitext]- Jacobsson, Karl Axel; Stig Lidström, Carl Öhlén (). Elkrafthandboken: Elkraftsystem 1. Stockholm: Kulle. ISBN &#;
- Weedy, B.M. (). Electric Strategy Systems. Wiley. ISBN &#;
- Alvarez, Henrik (). Energiteknik, strut Vattenturbinanläggningar. Lund&#;