240 likes | 378 Vues
DAMPTURBINER - Introduksjon -. TEP 4115 Termodynamiske systemer. Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin. Bruk av damp har en lang historie:. TEP 41 15 Termodynamiske systemer. Hero(n) fra Alexandria (2000 år siden) Leketøy!. Watt ’ s Dampmaskin (250 år siden)
E N D
DAMPTURBINER - Introduksjon - TEP 4115 Termodynamiske systemer Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin
Bruk av damp har en lang historie: TEP 4115 Termodynamiske systemer Hero(n) fra Alexandria (2000 år siden) Leketøy! • Watt’s Dampmaskin • (250 år siden) • Industrielle anvendelser! Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin
Damp er også viktig i dagens virkelighet • Ca 60% av verdens energiproduksjon kommer fra forbrenning av fossile brensler; ca 15% fra atomkraft. • Dampturbiner driver 80% av alle generatorer for produksjon av elektrisitet fra fossile kilder TEP 4115 Termodynamiske systemer Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin
Eksempel: Gasskraftverk TEP 4115 Termodynamiske systemer Virkningsgrader: Gassturbin alene: η=0.30 – 0.35 Dampturbin alene: η=0.30 – 0.40 Kombinert: η=0.45 – 0.60 Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin
Fornybare kilder: Geotermi(Hellisheiði kraftverk, Island) • Ca 200 MWe fra 4 parallelle turbiner og 1 lavtrykksturbin. TEP 4115 Termodynamiske systemer Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin
Fornybare kilder: SoltermiskSolar driven steam cycle Source:http://www.solugas.com/index/stp.html
Dampturbinprosessen TEP 4115 Termodynamiske systemer Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin
Wnet = W2-3 + W3-4 – W4-1 – W1-2 Den idealiserte Carnot-syklusen (kap. 5 i M&S) TEP 4115 Termodynamiske systemer Wnet> 0 når vi roterer med urviseren Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin
Tin Qin Wcycle System Qout Tout Tin> Tout Sykliske Prosesser (Kap. 2 i M&S) “Energi og Termodynamikkens 1. lov” • Energianalyse av Sykliske Prosesser (1. Lov) • ΔEcycle = Qcycle – Wcycle = 0 Wcycle = Qcycle Eksempel: Kraftproduksjon TEP 4115 Termodynamiske systemer Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin
Carnot type Dampkraftsyklus TEP 4115 Termodynamiske systemer Virkningsgrad: ηC = 1–TC / TH Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin
Ideell Rankine Syklus i Ts-diagram (dampturbinprosess) 1-2: Isentropisk kompresjon av matevann til kjeltrykket 2-3: Oppvarming av vann til fordampningstemperatur 3-4: Fordampning av vann 4-5: Overheting av damp 5-6: Isentropisk ekspansjon av damp i turbin 6-1: Kondensasjon av damp TEP 4115 Termodynamiske systemer Kjel omfatter 2-3-4-5 Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin
Reell ekspansjonsprosess (Isentropisk Virkningsgrad for Turbin) TEP 4115 Termodynamiske systemer Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin
Dampkraftverk: ”RankineCykler” TEP 4115 Termodynamiske systemer Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin
Rankineprosess • Prosess • Kjel • Turbin • Kjøletårn TEP 4115 Termodynamiske systemer Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin
Kjelen; T1, p1 TEP 4115 Termodynamiske systemer Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin
Mengde vann (l) Tid (s) TEP 4115 Termodynamiske systemer Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin
Turbin (inngang): T2, p2 TEP 4115 Termodynamiske systemer Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin
Turbin (utgang): T3, p3 TEP 4115 Termodynamiske systemer Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin
TEP 4115 Termodynamiske systemer Brensel, massestrøm Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin
TEP 4115 Termodynamiske systemer Volt, Ampere Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin
Semesteroppgaven: 1.a Bestem anleggets energi-virkningsgrad (definert som forholdet mellom realisert energi ut over tilført energi: Pel / Hbr) 1.b Virkningsgraden er temmelig (svært ?) lav; Hva er årsaken? Pel TEP 4115 Termodynamiske systemer Hbr Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin
Semesteroppgaven: TEP 4115 Termodynamiske systemer1 2. Kjelvirkningsgrad er definert som forholdet mellom energi (effekt) tilført vannet og energi (effekt) tilført kjelen. Anta at oppvarming av vannet i kjelen skjer fra kokende tilstand for det gitte trykket. Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin
Semesteroppgaven: Wt Wt,is TEP 4115 Termodynamiske systemer 3. Bestem isentropisk virkningsgrad for dampturbinen: ηt,is = Wt / Wt,is Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin
Semesteroppgaven - osv.: • Kapittel 8.1 og 8.2 i M&S forutsettes lest før det korte og hektiske laboratorieforsøket • Sikkert smart å lese litt om entropi og virkningsgrader også .... • Hva er teorien bak en Rankine prosess? • Hvilke parametere skal dere måle for å kunne besvare spørsmålene i oppgaven? • Lykke til med lab’en og termodynamikken videre fram mot eksamen!! TEP 4115 Termodynamiske systemer Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin