Таблица 1.
Последняя цифра ИНС Вариант Площадь живого сечения реки , м2 Ширина реки B, м Коэффициент шероховатости n Уклон уровня воды i, ‰ Напор воды Н, м
1 1 80 50 0,025 0,15 4,0
Определить: среднемесячные значения мощности ГЭС, установленную, обеспеченную среднесуточную, среднегодовую мощности ГЭС и годовую выработку электроэнергии.
ВОДНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
Ответ
Nср.мес.=836 кВт; Nуст = 1285,62; Nср.сут.=630,98 кВт; N12=10032,17кВт, Егод=5527385 кВт·ч
Решение
Мощностью N называется работа, производимая в единицу времени. Мощность гидроэлектостанции (ГЭС) в киловаттах (кВт) рассчитывается по формуле:
N=g∙η∙Q∙H (1)
где Q – расход воды, проходящей через турбины ГЭС, м3/с, расчет которого производится для того времени года, когда горизонт воды в реке низок;
Н – напор воды в агрегатах, м;
η – КПД турбин и генераторов (в среднем, равен 0,75);
g – ускорение свободного падения, м/с2 (принимаем g= 9,81).
Определение возможных расходов воды на ГЭС
Расход воды, м3/с, можно определить по формуле
Q=ϑср∙ω (2)
гдеυср - средняя скорость воды в живом сечении реки, м/с;
ω - площадь живого сечения реки, м2 (определена исходными данными).
Во многих расчетах гидротехнической практики необходимо и достаточно среднюю скорость воды в живом сечении реки вычислять теоретически. Для этого применяют формулу французского гидравлика Шези:
ϑср=С∙R∙i (3)
где С – скоростной коэффициент Шези, зависящий от шероховатости русла и гидравлического радиуса R;
i – продольный уклон поверхности уровня воды (уклон реки).
В свою очередь, гидравлический радиус R – отношение площади живого сечения к длине смоченного периметра Р:
R=ωP (4)
Смоченный периметр Р – длина линии соприкосновения воды со стенками русла в данном живом сечении.
При относительно широких естественных руслах равнинных рек, где ширина русла больше средней глубины реки в 20 раз и более, Р = В, где В – ширина реки. Тогда за гидравлический радиус можно принять среднюю глубину живого сечения Тср:
R=Тср=ωВ (5)
где и В (определены исходными данными).
Определим среднюю глубину реки:
h= ωВ=8050=1,6 м
Определим во сколько раз ширина русла больше глубины реки:
Вh=501,6=31,25 раза
Следовательно, Р = В, тогдаза гидравлический радиус можно принять среднюю глубину живого сечения Тср:
R=Тср=ωВ=8050=1,6 м
Для проведения расчета мощности ГЭС в рамках настоящего задания уклон реки i - определен исходными данными.
Для вычисления коэффициента Шези С имеется много разных эмпирических формул
. В инженерных расчетах наиболее распространена формула Маннинга:
с=R16n (6)
где n – коэффициент шероховатости, определяемый по специальным таблицам (определен исходными данными).
с=R16n=1,6160,025=43,3
Определим среднюю скорость:
ϑср=с∙R∙i=43,3∙1,6∙0,00015=0,67 м/с
Расход воды:
Q=ϑср∙ω=0,67∙80=53,6 м3/с
В соответствии с таблицей 2 получим распределение расходов воды в реке по месяцам года, приняв за 100 % расхода рассчитанное по формуле (2) значение.
Таблица 2
Распределение среднего расхода воды в реке по месяцам года
Месяц I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
% расхода 40 40 55 60 100 75 65 50 60 75 55 40
Расход, м3/с 21,44 21,44 29,48 32,16 53,6 40,2 34,84 26,8 32,16 40,2 29,48 21,44
Алгоритм расчета:
1 месяц - 0,4·53,6 = 21,44 м3/с
2 месяц - 0,4·53,6 = 21,44 м3/с;
3 месяц - 0,55·53,6 = 29,48 м3/с;
4 месяц - 0,60·53,6 = 32,16 м3/с;
5 месяц - 1·53,6 = 53,6 м3/с;
6 месяц - 0,75·53,6 = 40,2 м3/с;
7 месяц - 0,65·53,6 = 34,84 м3/с;
8 месяц - 0,5·53,6 = 26,8 м3/с;
9 месяц - 0,60·53,6 = 32,16 м3/с;
10 месяц - 0,75·53,6 = 40,2 м3/с;
11месяц - 0,55·53,6 = 29,48 м3/с;
12 месяц - 0,4·53,6 = 21,44 м3/с
2
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
