Проверяемые задания

Бланк выполнения задания № 4

№ п/п	Задание	Ответ
1	Суточный график нагрузки	Построенный график
2	Количество электроэнергии, потребленной домом за сутки	кВтЧ
3	Средняя за сутки электрическая нагрузка	кВт
4	Коэффициент заполнения
5	Время использования максимума	ч
6	Среднеквадратичная мощность	кВт
7	Коэффициент формы графика

Задача 5
Метод экономии электроэнергии в силовых трансформаторах

Дано:
2 трансформатора ТСЗ-50
Полная номинальная мощность кВа (см. табл. 2.)
Потери активной мощности в стали, кВт (см. табл. 2.)
Потери активной мощности в режиме КЗ:
ΔР_к = 1,8 кВт
Коэффициент изменения потерь:
K_ИП = 0,15
Определить:

1. 
   Наиболее рациональный режим работы одного или двух параллельно работающих трансформаторов.
   
2. 
   Построить график зависимости ΔР`=f(S) потерь от полной мощности
   
3. 
   На основании графиков сделать выводы об экономической целесообразности применения того или иного метода включения трансформаторов.
   

Таблица 1
Формирование варианта заданий

Первая буква фамилии студента	Номер варианта
A, И, Т, Ю	1
Б, К, У, Я	2
В, Л, Ф	3
Г, М, Х	4
Д, Н, Ц	5
Е, О, Ч	6
Ё, П, Ш	7
Ж, Р, Щ	8
З, С, Э, Й	9

Таблица 2
Дополнительные исходные данные

№ варианта	Полная номинальная мощность , кВА	Потери активной мощности в стали, кВт
1	100	0,5
2	50	0,35
3	75	0,4
4	80	0,5
5	85	0,5
6	35	0,35
7	40	0,4
8	45	0,5
9	55	0,6

Пример решения:
Дано:
2трансформатора ТСЗ-250
S_н = 250 кВА
Потери активной мощности в стали:
ΔР_х = 1 кВт
Потери активной мощности в режиме КЗ:
ΔР_к = 3,8 кВт
Коэффициент изменения потерь:
K_ИП = 0,15
Основные расчётные формулы:
Приведённые потери активной мощности трансформатора:
- это потер, как в самом трансформаторе так и элементах системы электроснабжения

где n – кол-во трансформаторов одинаковой мощности;
ΔP_х^/, ΔP_к^/ - приведённые потери активной мощности соответственно в режиме х.х. и к.з.;
К_з – коэффициент загрузки, показывает долю номинальной мощности, находящуюся в работе;


где ΔQ_х, - потери активной мощности с в режиме х.х.


где ΔQ_к, - потери активной мощности с в режиме к.з.


Решение
Определяем потери реактивной мощности в режиме х.х. и к.з.:


Определяем приведённые потери активной мощности в режиме х.х. и к.з.:


Определяем приведённые потери активной мощности трансформатора в случае работы 1-го трансформатора с коэффициентом загрузки К_з = 0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1; 1,2; 1,4. Расчет произведём для случая К_з = 0,8, остальной расчёт сводим в таблицу№2.1


таблица№2.1

Кз	0	0,2	0,4	0,6	0,8	1	1,2	1,4
S	0	50	100	150	200	250	300	350
ΔP ^/	2,3125	2,547	3,2505	4,423	6,0645	8,175	10,7545	13,803

Определяем приведённые потери активной мощности трансформатора в случае 2-ух параллельно работающих трансформаторов с коэффициентом загрузки К_з = 0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1; 1,2; 1,4. Расчет произведём для случая К_з = 0,8, остальной расчёт сводим в таблицу№2.2

таблица№2.2

Кз	0	0,2	0,4	0,6	0,8	1	1,2	1,4
S	0	50	100	150	200	250	300	350
ΔP ^/	4,625	4,74225	5,094	5,68025	6,501	7,55625	8,846	10,37025

2) Построим графики зависимости ΔР`=f(S)

3) На основании построенных графиков можно сделать вывод, что экономически целесообразно до нагрузки 0,9·S_н работа 1-го трансформатора, а при превышении 0,9·S_н параллельная работа 2-ух трансформаторов. Это обусловлено повышением приведённых потерь активной мощности 1-го работающего трансформатора над приведёнными потерями активной мощности параллельно работающих трансформаторов при нагрузке, превышающей 0,9·S_н.

Задача 6
Расчет параметров одноступенчатого компрессора

Исходные данные
В идеальном одноступенчатом компрессоре массовой производительностью G=200 кг/ч сжимается воздух до давления Р₂=7,9 бар. Определить теоретически необходимую мощность электродвигателя компрессора, отведенное в рубашку цилиндра компрессора тепло и расход охлаждающей воды, если сжатие происходит политропно (п=1,3), а охлаждающая вода нагревается на 35°С. Начальное давление воздуха (см табл. 2) бар и температура t₁=0С.
Таблица 1
Формирование варианта заданий

Первая буква фамилии студента	Номер варианта
A, И, Т, Ю	1
Б, К, У, Я	2
В, Л, Ф	3
Г, М, Х	4
Д, Н, Ц	5
Е, О, Ч	6
Ё, П, Ш	7
Ж, Р, Щ	8
З, С, Э, Й	9

Таблица 2
Дополнительные исходные данные

№ варианта	Начальное давление воздуха Р1, бар	температура t1, С
1	0,99	0
2	0,98	1
3	0,97	2
4	0,96	3
5	0,95	4
6	0,94	5
7	0,93	6
8	0,99	7
9	0,98	8

Пример решения

В идеальном одноступенчатом компрессоре массовой производительностью G=180 кг/ч сжимается воздух до давления Р₂=4,9 бар. Определить теоретически необходимую мощность электродвигателя компрессора, отведенное в рубашку цилиндра компрессора тепло и расход охлаждающей воды, если сжатие происходит политропно (п=1,3), а охлаждающая вода нагревается на 25°С. Начальное давление воздуха Р₁=0,98 бар и температура t₁=0С.

Решение

Работа, расходуемая на сжатие 1 кг газа в одноступенчатом компрессоре при политермическом режиме, определяется по формуле:

Мощность, расходуемая на сжатие газа в компрессоре, определяем по формуле (129)

Удельное количество отведенной теплоты определяем по формуле:

Температуру в конце политропного сжатия определяем из соотношения:

Определяем полное количество отведенной теплоты

Расход охлаждающей воды составляет

Задача 7
Получение биогаза и его характеристики

Дано
Определить объем биогаза получаемого с помощью биогазгенератора утилизируемого от (см. табл.2) коров и обеспечиваемую им мощность, время цикла сбраживания (см. табл. 2) суток, t=32⁰С, подача сухого сбраживаемого материала от 1 коровы идет со скоростью 1,5 кг/сут, выход биогаза составляет 0,27м³/кг. Эффективность горелочного устройства 0,7 , содержание метанов получаемых в газе 0,61. Теплота сгорания биогаза Н_в=22 МДж/м³; теплота сгорания метана Н_m= 39 МДж/м³.
Таблица 1
Формирование варианта заданий

Первая буква фамилии студента	Номер варианта
A, И, Т, Ю	1
Б, К, У, Я	2
В, Л, Ф	3
Г, М, Х	4
Д, Н, Ц	5
Е, О, Ч	6
Ё, П, Ш	7
Ж, Р, Щ	8
З, С, Э, Й	9

Таблица 2
Дополнительные исходные данные

№ варианта	Количество коров, шт.	Время цикла сбраживания, суток
1	8	10
2	16	11
3	32	12
4	64	13
5	2048	15
6	4096	14
7	128	13
8	256	10
9	128	17

Пример решения задачи
Исходные данные
Определить объем биогаза получаемого с помощью биогазгенератора утилизируемого от 15 коров и обеспечиваемую им мощность, время цикла сбраживания 14 сут, t=30⁰С, подача сухого сбраживаемого материала от 1 коровы идет со скоростью 2 кг/сут, выход биогаза составляет 0,24 м³/кг. Эффективность горелочного устройства 0,71 ,содержанием метанов получаемых в газе 0,6. Теплота сгорания биогаза Н_в=22 МДж/м³; теплота сгорания метана Н_m= 39 МДж/м³.

Решение:

1. 
   Масса сухого сбраживаемого материала:
   

m₀=2*15=30 кг/сут
Выход биогаза из сухой биомассы: с=0,24 м³/кг;
Объем полученного биогаза:
V_в=сm₀=0,24*30=7,2 м³/сут;

2. 
   КПД горелочного устройства: Ƞ=0,71;
   

Теплота сгорания биогаза Н_в=22 МДж/м³;
Возможный энергетический выход установки:
Е=ȠН_вV_в=0,71*22*10⁶*7,2=112,5 МДж/кг

3. 
   Для метана:
   

- доля метана в биогазе: f_m=0,6;
- теплота сгорания метана Н_m= 39 МДж/м³;
Возможный энергетический выход установки для чистого метана:
Е=ȠН_mf_mVв=0,71*39*10⁶*0,6*7,2=119,6 МДж/кг

4. 
   Объем жидкой массы:
   

- плотность сухого материала: p_m=50 кг/м³;
V_f =m₀/p_m=30/50=0,6 м³

5. 
   Объем самого биогазгенератора:
   

- скорость подачи сбрасываемой массы: υ_f =2 кг/сут;
– время пребывания очередной порции в генераторе: t_г =14 сут;
V_d=υ_f*t_г=2*14=28 кг.