Elektr energiyasi va nasos stantsiyalaridan foydalanish kafedrasi "tasdiqlayman"

5-amaliy mashg‘ulot

Oʻzbekistonda suv zahiralarining resurslari. GES va ish rejimi.

Energiya-tabiat hodisalarining insoniyat madaniyati va turmushining asosi. Oʻz navbatida energiya materiya harakat turlarining, bir xildan ikkinchi xilga aylanishning miqdoriy bahosi. Energiya turi boʻyicha mexanik, kimyoviy, elektr, yadroviy va hakozolarga boʻlinadi.

Insoniyat amaliyotida foydalanish uchun yaroqli material ob’ektlarida mujassamlangan energiya - energiya zahiralari deb nomlanadi. Tabiatda koʻp uchraydigan energiya zahiralaridan asosiylari katta miqdorda amaliy ehtiyojlarga ishlatiladi. Ularga organik yoqilg‘ilar, koʻmir, neft, gaz kabi okean, dengiz va daryo energiyasi, quyosh, shamol va hakozo energiya turlari kiradi.

Energiya zahiralari tiklanadigan va tiklanmaydigan turlarga boʻlinadi.

Birinchisiga tabiat tamonidan bevosita tiklanadigan (suv, shamol va hakozo) energiya zahiralari, ikkinchisiga esa, avvaldan tabiatda toʻplangan, lekin yangi geologik sharoitlarda qayta hosil boʻlmaydigan (masalan; toshkoʻmir) energiya zahiralari kiradi.

Tabiatdan bevosita olinadigan (yoqilg‘i energiyasi, suv energiyasi, shamol energiyasi, erning issiqlik energiyasi, yadroviy energiya) energiyaga birlamchi energiya deyiladi. Birlamchi energiyani maxsus qurilmalarda-stansiyalarda insoniyat tomonidan qaytadan hosil qilinadigan energiyaga (bug‘ energiyasi, issiq suv energiyasi va hokazo) ikkilamchi energiya deyiladi.

Birlamchi energiyani qay usulda qayta hosil qilinishiga qarab stansiya shunday nomlanadi. Masalan, issiqlik elektr stansiyasi (qisqacha IES) issiqlik energiyasini (birlamchi) elektr energiyaga (ikkilamchi) aylantirib beradi, gidroelektr stansiyada (GES) - suv energiyasini elektr energiyaga, atom elektr stansiyasida (AES) - atom energiyasini elektr energiyasiga aylantirib beradi, undan tashqari toʻlqin energiyasini elektr energiyasiga aylantirib beruvchi toʻlqin elektr stansiyasi va boshqa stansiyalar mavjud.

Energiyani kerakli turda olish va iste’molchilarni ta’minlash energetik ishlab-chiqarish jarayonida kechadi va u besh bosqichdan iborat.

1. Energetika zahiralarini olish va toʻplash: yoqilg‘ini qazib olish va boyitish, gidrotexnik qurilmalar yordamida bosimni toʻplash va hakazo.

2. Energiyani qayta hosil qiluvchi qurilmalarga energetik zahirani keltirish.

3. Taqsimlash va iste’mol uchun eng qulay boʻlgan usulda, birlamchi energiyadan ikkilamchi energiya hosil qilish (asosan issiqlik va elektr energiyasi).

4. Qayta hosil qilingan energiyani uzatish va taqsimlash.

5. Etkazilgan energiyani iste’mol qilish.

Agar qoʻllanilayotgan birlamchi energiya manbalarini 100% deb hisoblasak, undan faqat 30-40% energiya olinadi; energiyani qolgan katta qismi issiqlik koʻrinishida yoʻqotiladi.

Energiya yoʻqotishlar asosan hozirgi davrdagi energetik mashinalarning texnik tavsiflari bilan ifodalanadi.

Energiya zahiralarini iste’moli tez sur’atlarda va dunyo ishlab chiqarishiga bog‘liq ravishda oʻsmoqda. Taxmin qilishlaricha, 2005 yilga kelib energiya zahiralarining iste’moli 160-240 ming TVtsoatni (ya’ni 20-30 mlrd. tonna shartli yoqilg‘iga teng) tashkil etishi munkin. 2005 yildan soʻng qolgan dunyo energiya zahiralari, yadro va termoyadro energetikasini hisobga olmagan holda, yana 100-250 yilga etadi. Bu ma’lumotlar taxminan, lekin kelajakni ayrim koʻrinishlarini yoritib beradi. Quyidagi rasmda energiya tashuvchilarni dunyodagi iste’moli toʻg‘risida ma’lumotlar berilgan.

Dunyoda energiya zahiralarini 2000 yilga kelib umumiy ishlab chiqarish 20 mlrd. tonna shartli yoqilg‘iga teng boʻladi deb kutilmoqda. Bu tizimda neft va gaz yuqori oʻrin egallaydi va ishlab chiqarish energiya zahiralarini 3/5 qismini tashkil etadi; 1/5 qismini yadro yoqilg‘isiga, qolgan qismi boshqa qattiq yoqilg‘ilarga toʻg‘ri keladi.

60-yillarda dunyo yoqilg‘i-energetik muvozanati tuzilishida sezilarli oʻzgarishlar roʻy berdi. Suyuq va gazsimon yoqilg‘i iste’moli ortdi. 1980 yilda dunyoda umumiy energiya iste’molida 46% ni neft, 20% ni esa gaz tashkil etdi.

XX asrning oxiriga kelib energiyani iste’molini tabiiy gaz, koʻmir va yadro energiyasi hisobiga qondirildi. XXI asr boshida tiklanadigan energiya turlari unumdorligini oshirish kutilmoqda. Taxminiy hisoblarga koʻra bu energiya zahiralarini ulushi, yadro energiyasi bilan 40% atrofida boʻladi. Foydalanaoladigan energiya manbalari ichida koʻmirning ulushi eng katta (75-85%); neft (10-15%) va gaz (10-15%) ulushlari sezilarli; qolgan energiya zahiralari birgalikda 2% ni tashkil etadi.

Rasm 3. Turli xil energiya tashuvchilarning shartli koʻrinishdagi, yillarga nisbatan dunyo boʻyicha iste’moli (amaldagisi va kutilayotgani).

Mutaxassislar fikriga koʻra dunyo yoqilg‘ini umumgeologik zahiralarini 200 mln. TVtsoat deb taxmin qilingan edi, keyinchalik zamonaviy texnologik usullar yordamida 28000 mln. TVtsoat yoqilg‘ini qazib olish iqtisodiy jihatdan samarali deb topildi. Bu dunyoda qazib chiqarilayotgan yoqilg‘i miqdoridan 380000 marotaba koʻp.

Elektr maydon kuchlari q zaryadni M nuqtadan cheksizlikka emas, faqat N nuqtasiga koʻchirganda, zaryad bosib oʻtgan yoʻl shakli qanday boʻlmasin, qoʻshma maydonning energiya zaxirasi kamayganiga teng boʻlgan ish A bajariladi:

A = W_M – W_H

W_M = qφ_M va W_H = qφ_H boʻlgani sababli,

A = q(φ_M – φ_H)

Shunday qilib, ish ikki nuqtaning (M va N) potentsiallar ayirmasiga (φ_M – φ_H)

teng ekan.

Elektrostatik maydondagi ikki nuqta potentsiallarining ayirmasi shu nu?talar orasidagi elektr kuchlanish deb ataladi (U ?arfi bilan belgilanadi). Demak

Agar maydonning barcha nuqtalardagi potentsiallarga boshqa doyimiy kattalik qoʻshilsa formulalari oʻz kuchini yoqotmaydi, misol

Demak, faqat cheksiz masofadagi nuqtaning oʻzi emas, balki maydonning xoxlagan nuqtasining potentsialini nolga teng deb qabul qilish mumkin ekan. Shunda maydonning xoxlagan nuqtasining potentsialini sinov zaryadini shu yangi nuqtaga koʻchirish natijasida maydon energiyasi kamaygan qiymatini (yoki maydon oʻz kuchi bilan bajargan ishni) zaryad qiymatiga nisbati sifatida belgilash mumkin. Texnik hisoblar uchun nol potentsialini yerning yuzasida tanlash qulay.

formulada potentsiallar ayirmasini kuchlanishga almashtirib, quyidagini olamiz:

A = qU,
бундан ,

ya'ni maydonning ikki nuqtasi orasidagi elektr kuchlanish maydon kuchlari q zaryadni bir nuqtadan ikkinchisiga koʻchirishda bajargan ishini shu zaryad qiymatiga boʻlgan nisbatiga teng.

Oʻlchash birliklarining Xalqaro SI sistemasida, avval qayd etilgandek, ish va energiya joullarda oʻlchanadi (J). Shu sababli kuchlanishning oʻlchash birligi vazifasini J/C yoki volt (V) bajaradi.

Shunday boʻlganda,

Kuchlanishning kattaroq oʻlchash birligi sifatida kilovolt (kV) ishlatiladi

1 kV = 10³ V,

mayda birliklari – millivolt (mV)

1 mV = 10^-3 V

va mikrovolt (μV)

1 μV = 10^-6 V.

Elektr kuchlanish elektrotexnikada ishlatiladigan kattaliklarning eng muhimlaridan biri boʻladi. Kuchlanish vositasida elektr maydon kuchlanganligi, elektr maydon sari zaryadlar harakatlangandagi ish va quvvat aniqlanadi.

misol. Zaryad q = 2*10^-4C koʻchirilganda elektr maydon A = 0,4 J ish bajardi. Zaryad harakat qilgan yoʻlining boshlanish va oxirgi nuqtalari orasidagi kuchlanishni aniqlang.

Kuchlanish