База задач по энергетическому машиностроению

Определить газовое сопротивление пучка труб шахматного расположения с диаметром d_тр, с числом труб по ходу газов n, с шагами в ряду S₁ и по ходу газов S₂ , при скорости газов Wг , средней температуре газов и r_н2о. При определении сопротивления пучка внести поправку на удельный вес газов.

Таблица

Исходные данные

Расчет линейной электрической цепи при периодических несинусоидальных напряжениях и токах.

На рисунке 15 показана схема цепи с источником периодической несинусоидальной ЭДС. Форма кривой ЭДС е=f(ωt) изображена на рисунке 16. Амплитуда ЭДС Е_m, угловая частота ω и параметры цепи даны в таблице 6. 

Требуется: 

1. Разложить аналитически в ряд Фурье заданную периодическую несинусоидальную ЭДС е=f(ωt), ограничившись вычислением первых трех гармоник. Написать уравнение мгновенного значения ЭДС. Определить действующее значение заданной несинусоидальной ЭДС. 

2. Рассчитать три гармоники тока в неразветвленном участке цепи с источником ЭДС. Записать закон изменения этого тока i=f(ωt). Вычислить действующее значение несинусоидального тока. 

3. Построить графики первых трех гармоник тока в неразветвленном участке цепи и суммарную кривую тока, полученную в результате графического сложения этих гармоник. 

4. Определить активную, реактивную и полную мощности цепи. 

5.Рассчитать коэффициент искажения для несинусоидального тока.

Таблица 6 – Исходные данные

Рисунок 15 – Схема трехфазной цепи

Рисунок 16 – Форма кривой ЭДС

Составить схему замещения двухтрансформаторной подстанции напряжением U_ВНОМ/U_ННОМ и определить параметры подстанции, приведенные к стороне высшего напряжения. Определить потери мощности в ней.

Исходные данные к задаче:

U_ВНОМ = 110 кВ, 

U_ННОМ = 10 кВ,

S_НАГР = 60 + j45,

марка трансформатора ТДЦ-80.

Раскройте тему:

Современные особенности развития машиностроения (на примере энергетического машиностроения) в России.

Раскрыть тему: Электростанции, использующие механическую энергию ветра.

 Расчёт себестоимости эл.энергии на примере КЭС 

Определить себестоимость отпущенного кВт*ч с агрегатом ( по № варианта табл 1)

Построить зависимость себестоимость электроэнергии от числа часов использования установленной мощности. 

собственные нужды по табл.6 (Среднегодовая загрузка энергоблока 80%)

Таблица 1 - Исходные данные

Справочные материалы: 

Таблица 2 – Территориальный коэффициент для электростанций

Таблица 3 Капитальные затраты на сооружение КЭС, тыс.руб.

Примечание: показатели даны для станций, работающих на газе и мазуте, при использовании углей вводится коэффициент Ст = 1,13-1,42. Индекс изменения стоимости (к уровню 1990 г.) – 66,67 

Таблица 3 - Характеристики конденсационных турбоагрегатов (для приближенных расчетов)

* При работе на угле; на газе и мазуте снизить расход топлива на 3-4%

Таблица 4 - Норма отчислений на капитальный ремонт (αкр), %

Таблица 6 Расход электроэнергии на собственные нужды в процентах от выработки электроэнергии (энергоемкость производства), %

Таблица 5 - Удельная численность промышленно-производственного персонала КЭС, чел. / МВт

Электроснабжение n цехов промышленного предприятия выполнено по радиальной схеме от шин U=10кВ ГПП (рис. 1). Заданы реактивные нагрузки цехов и активные сопротивления радиальных линий , .

Требуется оптимально распределить заданную суммарную мощность компенсирующих устройств между цехами. Критерий оптимальности – минимум суммарных потерь активной мощности в линиях.

Рисунок 1 – Схема электроснабжения цехов

Таблица 1

Исходные данные

Выбор схемы питания и мощности трансформаторов собственных нужд ПС

Развернуто ответить на вопросы.

1) Что такое электропривод?

2) Назначение электропривода.

3) Что такое установившийся режим работы двигателя?

4) Что такое двигательный момент и момент сопротивления двигателя?

5) Способы пуска асинхронного двигателя. 

6) Виды торможения двигателя. 

7) Виды реле, их назначения.

8) Зачем нужна цепь управления двигателем? Что будет, если ее не 

9) Что такое естественная характеристика двигателя?

10) Способы создания искусственных характеристик для ДПТ и АД;

Дан трехфазный асинхронный двигатель (таблица 2), который подключен к трансформатору, мощностью 630 кВА. Номинальное напряжение 380 В. 

Требуется:

а) построить естественную характеристику АД;

б) построить искусственную характеристику при пониженном напряжении на 10%;

в) схематично построить искусственную характеристику при введении реостата;

г) графически определить жесткость механической характеристики АД в установившемся режиме (построить касательную в точке на графике)

д) найти скорость вращения двигателя при пониженном напряжении, если принять Мс=0,7Мн=const

ж) изобразить силовую схему двигателя и схему управления для обоих рисунков (рисунок 2);

з) назвать все элементы схем из пункта ж;

и) изобразить схему пуска двигателя для условий данной задачи.

Двигатель параллельного возбуждения имеет параметры (таблицу 1). Двигатель работает с моментом сопротивления на валу МС = 0,7МН. Номер варианта соответствует номеру в списке. Рассчитать:

а) сопротивление реостата, при котором скорость вращения с заданной нагрузкой составит nС;

б) построить естественную и реостатную характеристику двигателя;

в) напряжение якоря реостатной характеристики при моменте, равном моменте сопротивления;

г) жесткость естественной и реостатной характеристик;

д) предложить простую схему управления двигателем.

Внутренняя изоляция высоковольтного оборудования состоит из двух слоев, имеющих в установившемся режиме соответственно сопротивление утечки R₁, R₂ и емкости слоев С₁ и С₂.

Требуется по характеру изменения тока абсорбции и значению сопротивления изоляции в исходном состоянии изоляции и при уменьшении сопротивления первого слоя в 100 раз (0,01R₁) дать заключение о качестве изоляции и определить допустимость степени увлажнения.

Тангенс угла диэлектрических потерь при температуре Т0 = 20 ⁰С равен — tgδ0; коэффициент, характеризующий температурную зависимость тангенса угла диэлектрических потерь от температуры, равен – α.

Требуется рассчитать и построить графики зависимости тангенса диэлектрических потерь и мощности потерь в диэлектрике при изменении температуры от 20 ⁰С до 100 ⁰С и приложении переменного напряжения U = 10 кВ с частотой 50 Гц.

Значения всех переменных параметров приведены в табл.1.

Таблица 1.

Схемы замещения двухслойного диэлектрика приведены на рис. 1.

От ГПП промышленного предприятия, расположенного в точке 1, будет осуществляться электроснабжение цехов, расположенных в точках 2, 3 и 4 (рисунок 2). Требуется найти оптимальную по критерию минимума денежных затрат схему электрической сети.

Расчетные мощности всех узлов   и затраты  на передачу мощности по линии между узлами  приведены в таблице 7.

Решение задачи выполнить с учетом транзита мощности через нагрузочные узлы.

Энергосбережение в системах распределения пара и горячей воды.

Определите годовые потери тепла теплопроводом диаметром 250 мм и длиной 100 м, если на нем расположены пять единиц неизолированной арматуры и 15 м с уплотнением основного слоя изоляции на 75% (приложение 2).

Среднегодовые температуры внутри теплопровода 400 0С, поверхности изоляции 40 ⁰С, а окружающей среды +6 ⁰С. Среднегодовая скорость ветра 3 м/с.

Оценка потенциалов энергосбережения в котельных

Предложите энергосберегающую схему для повышения энергетической эффективности промышленной котельной, имеющей закрытую систему сбора конденсата. Покажите возможности оценки потенциала энергосбережения.

Определить газовое сопротивление пучка труб шахматного расположения с диаметром   , с числом труб по ходу газов   , с шагами в ряду    и по ходу газов    , при скорости газов   , средней температуре газов    и   . При определении сопротивления пучка внести поправку на удельный вес газов. 

Для условий задачи 1 найти расход продувочной воды, кг/ч. В табл. 7 даны солесодержание питательной воды   , солесодержание котловой воды   и солесодержание пара  .

а) Определить среднее весовое и объемное напряжение парового пространства и зеркала испарения для данных, приведенных в табл. 6 и дать оценку полученным результатам. Уровень воды расположен точно посередине барабана. Расчет вести только для цилиндрической части барабана.

б) Для тех же условий найти время (с), за которое регулировочный запас воды в барабане снизится от 100 мм выше середины до 100 мм ниже середины барабана.

Активное сечение стали магнитопровода трансформатора П=10 см² охвачено обмотками w₁=836 и w₂=182. Определить действующую амплитуду и мгновенное значение ЭДС взаимной индукции, индуцируемых в обмотках главным магнитным потоком Ф=Ф_msin(ωt), ампоитудное значение индукции котрого B_m=1,19 Тл, угловая частота 314 рад/с.

Для заданной структурной схемы надежности технической системы оценить величины вероятности безотказной работы P_c (t) и наработки на отказ T₀ при заданной интенсивности отказов элементов и длительности рабочего цикла. 

Таблица 1 – Исходные данные

Определите скорость истечения водяного пара из сопла и изобразите процесс истечения в координатах is-, если заданы начальные значения давления p₁=12 МПа, температуры t₁=550 ˚С и давления за соплом p_г=2 кПа. Скоростью пара на входе в сопло и потерями энергии пренебречь. Критическое отношение давлений p_2г/p₁=0,546.

Паросиловая установка работает по циклу Ренкина. Заданы давления p₁=30 МПа, температура t₁=650 ˚С пара на входе в турбину и давление в конденсаторе p₂=3 кПа. Определить влажность пара за последней ступенью турбины и термические коэффициент полезного действия в идеальном цикле. Изобразить цикл в диаграммах pV-, Ts-, is-. Каким образом можно уменьшить влажность пара за последней ступенью турбины?

Азот массой 1 кг при начальных параметрах p₁=1,4 МПа и t₁=250 ˚С расширяется до давления p₂=0,3 МПа по изохоре, изотерме, адиабате и политропе. Найдите начальные и конечные объемы V₁ и V₂, конечную температуру t₂, работу расширения, количество теплоты, подведенное к газу и изменение энтропии указанных процессов. Изобразите на рисунке pV- и Ts-координатах названные процессы и схемы их энергобаланса. Принять показатель адиабаты k=1,41, показатель политропы n=1,2. Газовая постоянная воздуха R=296,8 Дж/(кг×К).

Раскройте тему: "Современное состояние и перспективы развития различных энергетических установок"