- •1.Предмет общей энергетики, основные понятия и определения
- •2.Современное состояние и тенденции развития мировой энергетики
- •3.Основные положения гидростатики: полное гидростатическое давление в точке, выражение гидростатического напора, сила действующая на плоскую поверхность в жидкости
- •8.Потеря напора в потоке
- •9.Предмет и методы термодинамики. Понятия термодинамики: термодинамическая система, рабочее тело, реальный газ, идеальный газ
- •10. Теплота и работа
- •11.Параметры состояния, их систематизация
- •12.Основные параметры состояния, уравнения состояния газа
- •13.Теплоемкость
- •14. Понятие термодинамического процесса. Равновесный и неравновесный, обратимый и необратимый процессы
- •15. Основные термодинамические процессы
- •17. Первый закон термодинамики
- •18.Энтропия, её физический смысл и свойства
- •19. Расчетные зависимости изменения энтропии в различных процессах.Ts диаграмма
- •21. Цикл Карно - идеальный цикл теплового двигателя
- •22. Второй закон термодинамики
- •23. Эксергия, её понятия и основные расчетные зависимости
- •24. Водяной пар. Насыщенный, сухой насыщенный, перегретый пар. Степень сухости пара. Удельная теплота парообразования. Тройная точка воды. Критическое состояние воды
- •25. Диаграммы и таблицы водяного пара
- •26. Газотурбинная установка. Цикл Брайтона
- •27. Паротурбинная установка. Цикл Ренкина
- •28. Паротурбинная установка с промежуточным перегревом пара
- •29. Паротурбинная установка с регенеративным подогревом питательной воды
- •30. Теплофикационные паротурбинные установки
- •31. Показатели эффективности теплофикации
- •32. Парогазовые установки
- •33. Теплосиловая установка с магнитогидродинамическим генератором
- •34. Теплопроводность - один из видов теплопереноса. Температурное поле
- •35. Закон Фурье - основной закон теплопроводности. Коэффициент теплопроводности
- •36. Конвективный теплообмен. Теплоотдача. Закон Ньютона – Рихмана
- •37. Теплообмен излучением. Основные положения теории электромагнитного излучения
- •38. Основные законы теплового излучения: Планка, смещения Вина, Стефана- Больцмана, Ламберта, Кирхгофа
- •39. Теплообменные устройства, их классификация. Рекуперативные теплообменные аппараты
- •40. Регенеративные и смесительные теплообменные аппараты
- •41. Энергетическое топливо. Основные виды топлив, их сравнительная характеристика
- •43. Классификация углей
- •44. Марки мазутов
- •45. Газообразное топливо
- •46. Физико-химические основы процесса горения
- •47. Топочные устройства, их классификация, рабочие характеристики
- •49. Паровые котлы. Принципиальные схемы, основные рабочие характеристики паровых котлов
- •3 Принципиальных схемы паровых котлов:
- •50.Водогрейные котлы
- •51. Тепловой процесс в турбинной ступени. Степень реактивности турбинной ступени
- •52. Активные и реактивные паровые турбины. Конструкция полуреактивной турбины
- •53. Классификация, маркировка, структурные схемы паровых турбин
- •54. Особенности газовых турбин в сравнении с паровыми
- •55. Физические основы атомной энергетики
- •56. Активная зона ядерного реактора. Тепловыделяющий элемент
- •57. Уран - графитовый ядерный реактор канального типа
- •62. Современное состояние гидроэнергетики
- •63. Основные понятия гидрологии рек: расход, сток, норма расхода, норма стока, гидрограф
- •64. Работа водного потока. Схемы концентрации напора: плотинная, деривационная
- •65. Гидравлические турбины, их классификация, конструкции
- •66. Основные сооружения гэс: плотины, здания и др. Особенности Красноярской и сшгэс
- •67. Малая гидроэнергетика
- •68. Гидроаккумулирующие гидроэлектростанции
- •69. Приливные электростанции
- •70. Совместная работа тэс, аэс, гэс в энергетической системе
- •71. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии
- •72. Солнечная энергетика
- •73. Ветроэнергетика
- •74. Геотермальная энергия
- •75. Энергия биомассы. Энергия морских волн
1.Предмет общей энергетики, основные понятия и определения
О. Э. -природные энергетические ресурсы и производство на их основе полезной энергии, прежде всего электрической.
Энергия - единая мера различных форм движения материи.
Энергетические ресурсы - материальные объекты в которых сосредоточена энергия возможная для использования.
Основные энергетические ресурсы:
- органическое топливо
-энергия рек
-ядерное топливо
Энергоресурсы могут быть возобновляемые (непрерывно восстанавливаемые природой: энергия ветра, солнца, воды) и не возобновляемые (ранее накопленные на планете, а в современных геологических условиях не образуются: органическое топливо, полезные ископаемые).
Первичная энергия – энергия, непосредственно извлекаемая из природных источников.
В настоящее время широко используется химическая энергия топлив. Мировые запасы органических топлив в настоящее время:
|
Геологические запасы (млрд. т.у.т.) |
Извлекаемые (млрд. т.у.т.) |
Уголь |
11200 |
2900 |
Нефть |
740 |
370 |
Природный газ |
630 |
500 |
Прочее |
230 |
30 |
Всего |
12800 |
3800 |
Геологические запасы - общие запасы топлива.
Извлекаемые запасы - часть геологических, которую экономически оправдано добывать.
Условное топливо – топливо с теплотой сгорания .
2.Современное состояние и тенденции развития мировой энергетики
Расход энергии - важный критерий развития общества, критерий качества жизни. Электрическая энергия вырабатывается на ТЭС, ГЭС, АЭС.
Структура мировой энергетики на конец XX века:
Россия:
ТЭС-58% эл. энергии
ГЭС-25% эл. энергии
АЭС- 17% эл. энергии
США:
ТЭС ( на угле) - 55%
ТЭС (на газе) - 9,4%
ТЭС (на нефти) - 4,2%
АЭС-20,6%
ГЭС-10%
Прочие – 0,8%.
Норвегия:
ГЭС-99%.
Бразилия:
ГЭС-87%.
Франция:
АЭС-75%.
Бельгия:
АЭС-60%
Россия (2003 г.):
АЭС-16%
ТЭС-66%
ГЭС-18%.
3.Основные положения гидростатики: полное гидростатическое давление в точке, выражение гидростатического напора, сила действующая на плоскую поверхность в жидкости
Гидравлика - прикладная наука, изучающая поведение жидкостей и использующая поведение жидкости для решения прикладных задач.
Гидромеханика включает: гидростатику (изучает жидкость, находящуюся в покое) и гидродинамику (изучает жидкость, находящуюся в движении).Гидростатическое давление - напряжение, возникающее в жидкости под действием сжимаемых сил. - величина гидростатического давления в точке.
Гидростатический напор - это постоянная величина, для всего объема неподвижной жидкости.
P0
А·
h
P0
;
;
.
- выражение гидростатического напора в точке А.
-геометрический напор (геометрическая высота).
- пьезометрический напор (пьезометрическая высота).
P0
hA
A
F
4.Основные понятия гидродинамики: площадь живого сечения, смоченный периметр, гидравлический радиус, расход жидкости, средняя скорость потока, напорное и безнапорное течение, установившиеся и неустановившееся течение
Гидравлика - изучает законы движения жидкости.
Площадь живого сечения потока - площадь сечения потока, плоскостью перпендикулярной направлению движения. [F],.
Смоченный периметр – часть периметра живого сечения, соприкасающаяся со стенками канала. [χ], м.
Гидравлический радиус: R=, м.
Безнапорное течение- течение в открытом канале, когда поток имеет свободную поверхность, давление на поверхности равно давлению внешней среды.
Напорное течение- течение в закрытом канале, когда свободная поверхность потока отсутствует.
Расход жидкости - количество жидкости, проходящее через поперечное сечение в единицу времени.
массовый расход; объемный расход.
Средняя скорость потока: ω=, м/с.
Установившееся движение - неизменное во времени, при котором значение и скорость зависят только от координат: ω=f1(x, y, z), P= f2(x, y, z).
Неустановившееся движение - движение, все характеристики которого изменяются во времени, в точке рассматриваемого пространства: ω=f1(x, y, z, t), P= f2(x, y, z, t).
Уравнение неразрывности потока
ω11= ω22= … =V=const –первое основное уравнение гидродинамики.
Режимы течения жидкости. Критерий Рейнольдса
Существующие режимы течения:
-ламинарный;
-переходный;
-турбулентный.
Ламинарное – плавное течение, без завихрений. Траектории движения отдельных частиц эквидистанты. Ламинарное течение наблюдается при малых скоростях жидкости. В каналах малого сечения. При течении вязких жидкостей. С повышением скорости ламинарный режим переходит в турбулентный.
Турбулентное – сложное движение, бурный поток. Частицы совершают вращательное движение. Неустойчивый режим течения. Оценивается режим с помощью критерия Рейнольдца:.
где скорость потока.
характерный геометрический размер канала.
кинематический коэффициент вязкости (указан в справочнике).
Для течения жидкости в закрытом канале:
течение ламинарное
режим турбулентный
режим переходный
Уравнение Бернулли
Второе основное уравнение гидродинамики.
Для идеального потока:
,
где геометрические уровни первого и второго сечения потока.
пьезометрические напоры первого и второго сечений.
скоростные напоры первого и второго сечений.
гидравлический (гидростатический) напор.
давление, Па.
ускорение свободного падения.
Уравнение Бернулли для реального потока:
,
где коэффициент Кориолиса, он учитывает неоднородность поля скоростей в сечении.
потери напора на участке канала, обусловленного гидравлическим сопротивлением.
Выразим уравнение Бернулли через единицу удельной энергии, для этого умножим левую и правую части на g.