Moc hydroelektryczna - hydrauliczna pompa tłokowa
Hydrauliczna pompa tłokowa działa zgodnie z podstawowymi prawami fizyki, podnosząc wodę wbrew grawitacji na wysokość wyższą niż źródło. Ta pompa działa bez zewnętrznego źródła energii, takiego jak spalanie paliwa. Jedyną energią jest energia kinetyczna pompowanej wody. Im większa głowa, tym większa odległość pompowana.
Jak to działa?
Aby zrozumieć, jak działa pompa tłokowa, należy znać zasadę uderzenia hydraulicznego.
Fluid hammer- Efekt uderzenia hydraulicznego występuje, gdy płyn (w tym przypadku woda) jest gwałtownie zatrzymywany lub jego kierunek zmienia się nagle. Występuje szok ciśnieniowy, a fala jest kierowana z powrotem do źródła płynu. Może to być niebezpieczne zjawisko powodujące pękanie lub zapadanie się opon i rur.
Woda wpływa do pompy przez wlot (5) wraz z energią kinetyczną z głowicy i zamyka zawór (6).
Przy 6 zamkniętych, a 3 początkowo zamkniętych, woda tworzy hummer wodny, który zwiększa ciśnienie w rurze i otwiera zawór (3), wysyłając wodę przez wylot (1).
Ponieważ przepływ jest pod górę, woda płynie powoli i wkrótce znów opada, zamykając 3.
Uderzenie wodne narasta i powtarza się z powrotem przez rurę, wytwarzając siłę ssącą, która otwiera zawór odpływowy 6.
Proces jest powtarzany za każdym razem z rosnącym ciśnieniem.
Etykieta 2 to regulator ciśnienia zawierający powietrze. Amortyzuje wstrząs, gdy 6 jest bliżej, a woda przepływa przez 3. Pomaga chronić rurociąg przed uderzeniami, które mogą prowadzić do pęknięcia, a także wspomaga efekt pompowania. Baran jest wydajny od 60 do 80 procent. Nie odzwierciedla to bezpośrednio stosunku pompowanej wody, ponieważ zależy od pionowej wysokości pompowanej wody. Innymi słowy, jest to efektywność efektu pompowania energii z efektu hummera wodnego.
Rozwiązany Przykład 1
Oblicz szacunkową moc dla turbiny o sprawności 85%. Przepływ rzeki wynosi 80 metrów sześciennych na sekundę, a ujęcie strumieni znajduje się 147 metrów od lokalizacji turbin generatora.
Solution -
Moc jest wyrażona przez W = sprawność * wysokość podnoszenia * przepływ * gęstość * grawitacja
Przeliczając gęstość właściwą wody na jednostki SI otrzymujemy 1000kgm -3
Zastępowanie wartości we wzorze -
P = 0,85 * 1000 * 80 * 9,81 * 147
P = 97 megawatów
Rozwiązany Przykład 2
Biorąc pod uwagę faktyczną moc otrzymaną w danym dniu, wynosiła 1 440 000 kWh; obliczyć sprawność generatora. Załóżmy, że grawitacja wynosi 9,81 ms -2 . Gęstość właściwa wody 1 gcm -3 .
Solution -
Biorąc pod uwagę: 1 dzień dostawy = 288000 kWh
Moc = 1440000/24
= 60 mW
Wydajność = zasilanie / oczekiwana moc * 100
= 60/97 * 100
Wydajność systemu wynosi 66,67%.