headerphoto

От водяного колеса до турбины

Нижняя половина колеса просто погружалась в поток. Кпд таких колес составлял только 30%. Наливные колеса, в которых поток воды натекает на верхнюю часть колеса, имеют кпд 70-90%, что близко к кпд современных турбин. Во второй половине 19 века водяные колеса сменились турбинами.

Турбины бывают: - активные - реактивные - осевые - для активных турбин требуется высокий набор воды.

Падающая вода направляется в сопло и истекает из него в виде высокоскоростной струи, с силой ударяющей в «ковши» на внешней стороне колеса.

Реактивная турбина работает по принципу сегнерова колеса, которое вращается за счет реакции вытекающей струи.

Осевая турбина имеет рабочее колесо с поворотными лопастями, расположенное внутри трубы большого диаметра.

Гидроэлектрические схемы и энергия приливов.

Большая часть гидротурбин приводится в действие энергией воды прикрытой плотинами рек, протекающей по гористой местности.

Турбины вращают генераторы электрического тока. В гористых странах гидроэлектростанции производят дешевую энергию, не загрязняя окружающую среду. В США четвертая часть электрической энергии производится гидроэлектростанциями, тогда как в Великобритании гидроэлектростанции производят существенное количество энергии только на севере Шотландии.

Значительные ресурсы гидроэнергии остаются неиспользованными: например, Фрейзер в Канаде может давать 8700 МВт, а Брахмапутра в Индии – 20000 МВт.

Система Енисей-Ангара в настоящее время вырабатывает 11000 МВт, а неиспользованные ресурсы этой системы составляют 53000 МВт.

Гидротурбины могут также работать при малом напоре воды, создаваемом приливом.

Единственная промышленная приливная станция работает в устье Ранс на севере Франции.

Перепад уровней, создаваемый приливом, колеблется очень широко: от 2 см на Таити до 15 м в заливе Фёнди на востоке Канады. Если перепад уровней приближается к верхнему пределу, то строительство приливной гидроэлектростанции целесообразно.

Необходимо как-то увязывать время приливов и пики нагрузки, иначе приливные электростанции будут достигать полной мощности в полночь, когда электрическая нагрузка минимальна. Чтобы избежать этого, можно разделить водохранилище станции на два: верхнее водохранилище, которое наполняется от среднего до высокого уровня прилива, и нижнее водохранилище, которое опорожняется от среднего до нижнего уровня прилива. Такая схема позволяет непрерывно поддерживать разность уровней.

Другой путь состоит в использовании верхнего водохранилища в качестве резервной питающей системы. В этом случае, когда потребление энергии уменьшается, электроэнергия, производимая обычными электростанциями, затрачивается на перекачивание воды из нижнего водохранилища, в верхнее. Когда же потребление электроэнергии возрастет, вода перепускается из верхнего водохранилища в нижнее и электроэнергия вырабатывается, как в обычной электростанции. В такой схеме, помимо генерирования электроэнергии производится ее накопление в больших количествах.

Использование энергии ветра Использование ветра для производства энергии пока малоэффективно.

Несмотря на огромные ресурсы такой энергии, проблема экономичного ее использования еще не решена.

Энергия, поступающая на ветряные мельницы, пропорциональна кубу скорости ветра и площади, ометаемой крыльями мельницы.

Предельный кпд составляет 59%, на практике же он достигает лишь 45%. Подсчитано, что производство электроэнергии с использованием энергии ветра может конкурировать с ядерной энергией только в том случае, если средняя скорость ветра будет выше 32км/ч. но на Земле не много мест с такими ветрами, поэтому, преобразуя энергию ветра, можно удовлетворить не более 1% потребности в электрической энергии. В этой связи предпочтительнее, как показывает практика, использовать энергию морских волн, образуемых ветром. Ветры, дующие на пространствах океана, вызывают волны, обладающие большим запасом энергии. Волны могут служить источником энергии.

Перспективная конструкция с поплавками разработана Солтером в Эдинбургском университете.

Поплавки, двигаясь вверх-вниз при прохождении волны, приводят в движение насосы, которые нагнетают воду, а та поступает в турбину, вырабатывающую электроэнергию. Виды турбин Турбина 16 века использовавшая энергию движущейся воды, применялась для привода ирригационных насосов.

Вращение турбины передавалось колесу с зубьями только на половине длины окружности.

Цевочные колеса, вращаясь поочередно в противоположных направлениях, приводили в возвратно-поступательное движение колесо насоса.

Автоматические клапаны позволяли всасывать воду в один цилиндр и выпускать ее из другого.

Турбины гидроаккумулирующих электростанций производят электроэнергию только в часы пиковых нагрузок, а остальное время служат гидроприводами насосов, перекачивающих воду в водохранилище перед плотиной.

Реактивная водяная турбина вращает электрогенератор. Когда центробежные насосы отключены, гидроагрегат работает как обычный генератор. Если ввести в действие соединительную зубчатую муфту, водяная турбина выведет насос на рабочие обороты.

Генератор подключится к сетевому питанию и начнет работать, как электродвигатель.


Подобные работы

Лазеры, их применение

echo "Советские ученые Н.Г. Басов и А.М. Прохоров и независимо от них американский физик Ч. Таунс использовали явление индуцированного излучения для создания микроволнового генератора радиоволн с длин

Акустические резонаторы

echo "Звуковыми волнами или просто звуком принято называть волны, воспринимаемые человеческим ухом. Диапазон звуковых частот лежит в пределах приблизительно от 20 Гц до 20 кГц. Волны с частотой менее

От водяного колеса до турбины

echo "Нижняя половина колеса просто погружалась в поток. Кпд таких колес составлял только 30%. Наливные колеса, в которых поток воды натекает на верхнюю часть колеса, имеют кпд 70-90%, что близко к кп

Электрический ток в неметаллах

echo "Электролиз. Законы электролиза Электролиты - вещества, растворы или расплавы которых проводят электрический ток. Электролиты - класс проводников, в которых электрический ток всегда сопровождае

Глобальная история Вселенной (физика)

echo "Имеются экспериментальные аргументы (правда, не получившие пока правдоподобного теоретического объяснения), свидетельствующие в пользу того, что шумовые характеристики геофизических детекторов н

Термоядерный синтез для производства электроэнергии в России и проблемы этого проекта для общества

echo "Предполагается , что одна установка будет вырабатывать около 800 Мегаватт электроэнергии. В противовес этому в США создается сеть небольших автоматов - ветроэлектростанций, каждая из которых буд

Физика. Билеты к экзамену за 9 класс

echo "Материальная точка. Траектория. Путь и перемещение материальной точки. 2. Лабораторная работа. Определение коэффициента трения скольжения. Билет №2 1. Относительность движения. Правила добавл

Альберт Эйнштейн

echo "Десяти лет его определили в одну из гимназий Мюнхена. Ее он возненавидел по тем же причинам, по которым ненавидел и в семьдесят лет: гимназия была пропитана милитаристским духом, а ему раз и нав