Расчет микро-гидроэлектростанции
Контрольная работа - Физика
Другие контрольные работы по предмету Физика
Расчет МГЭС
Заданные исходные данные
- средний многолетний модуль годового стока, л/скм2; =16
F - площадь водосбора, км2; F=100
- коэффициенты вариации и асимметрии среднемноголетнего годового стока для данной местности;
уклон русла реки, %; 4%
обеспеченность годового стока, %; 87%
внутригодовое распределение стока, в% по месяцам;
Месяцы123456789101112Год%5,54,14,54,26,82,41517,113,96,85,34,4100
тип малой ГЭС - деривационная.
Требуется определить:
потенциальную мощность потока реки по месяцам, кВт;
мощность МГЭС с учетом ограничений по сечению водовода и гидроагрегата;
годовую выработку электроэнергии малой ГЭС.
Последовательность выполнения
Для малой ГЭС деривационного типа (без напорной плотины) мощность ГЭС определяется по формуле
потенциальный мощность гидроэлектростанция река
,
Где Q0 - средний многолетний расход реки, м/с2; H - напор, создаваемый деривацией, м; - кпд гидроагрегата; - расчетный модульный коэффициент заданной обеспеченности.
Напор H определяется в соответствии с уклоном реки и длиной трубопровода.
Q0 определяется по (средний многолетний модуль годового стока), л/скм2) и (площадь водосбора, км2).
определяется по биномальной кривой распределения (отклонение от среднего значения ординат распределения Пирсона III типа):
,
откуда. =
В приведенных выражениях - заданная вероятность (обеспеченность годового стока, %); - соответственно коэффициенты вариации и асимметрии.
Значения находятся по таблицам распределения. Если в таблице распределения нет значений для заданных вероятностей, например 85%, 87%, то необходимо найти значения для вероятностей 75%, 80%, 90%, 95%, и применить для заданных значений вероятностей интерполяцию кубическим сплайном.
Составить таблицу расходов реки с заданной обеспеченностью по месяцам и построить по этим данным гидрограф реки заданной обеспеченности.
Рассчитать диаметр трубы по среднему годовому расходу заданной обеспеченности (см. табл. 7) и длине трубопровода.
Диаметр стальной трубы определяется по формуле:
,
где Q - допустимый расход в трубе, м3/с; Н - напор, м; А - расчетное значение удельного сопротивления трубы, определяемого по табл.IX.3 [3]; L - длина трубопровода, м.
Определить электрическую мощность ГЭС, при условии, что вода будет поступать по трубе с выбранным диаметром.
Выбрать гидроагрегат для этих условий, рассчитать мощность МГЭС и вырабатываемую годовую энергию в кВт.час.
Расчет
Рассчитаем длину трубопровода
Примем напор Н=20 м
Тогда L будет равно м
Найдем Кр%:
; ; P=87%
Так как для заданной вероятности Р=87% в таблице нет значения то воспользуемся интрополяцией кубическим сплайном.
>>P=[70 75 80 90];
>>K%=[-0.60 -0.73 -0.85 -1.13];
>>P1=[85 87];
>>K % 1=spline (P, K%, P1);
-0.9775 -1.0345
Для Р=87% Ф= -1.0345
=1+(-1.0345) 0.4=0.5862
Составим таблицу расходов реки с заданной обеспеченностью по месяцам и построить по этим данным гидрограф реки заданной обеспеченности.
Расход воды с обеспеченностью
ХарактеристикаМесяцыГод123456789101112% от годового5,54,14,54,26,82,41517,113,96,85,34,4100Расход воды, м3/с1,0560,7870,8640,80641,30560,46082,883,28322,66881,30561,01760,8448Qгод= 19,2
л/c =1.6 /с
/с
>> a=[5.5 4.1 4.5 4.2 6.8 2.4 15 17.1 13.9 6.8 5.3 4,4];
>> Q=(a*19.2)/100;
>> t=[1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12];
>> plot (t, Q); grid on
Рис. 1: Гидрограф реки
Рассчитаем диаметр трубы по среднему годовому расходу заданной обеспеченности и длине трубопровода.
Н=20 м; L=500,4 м
Q= =1.6 =0,94
0.94 при А=0,05784 и при условном проходе 500 мм
Выбираем стальную трубу диаметром 500 мм.
Определим электрическую мощность МГЭС и выберем гидроагрегат для данных условий.
,
Где Q0 =1.6 средний многолетний расход реки, м/с2; H =20 м; = 0.8 кпд гидроагрегата;
=1.4138 расчетный модульный коэффициент заданной обеспеченности.
Выбираем гидроагрегат:
МГА-500-35-0.55 N агр=280 квт н = 25 м Q=1.6м3/c D p.k=0.55 м масса агрегата 5000 кг