Hydraliskamaskiner del 2 Flashcards
Vad är huvudkomponenterna i ett vattenkraftverk?
Huvudkomponenterna i ett vattenkraftverk är:
- Övre reservoar: Samlar vatten på en högre nivå.
- Tillförselledning: Leder vatten till turbinen.
- Turbin: Omvandlar vattnets energi till mekaniskt arbete.
- Generator: Omvandlar mekaniskt arbete till elektricitet.
- Avloppsledning: Transporterar vattnet till den nedre reservoaren.
Hur omvandlas potentiell energi i en vattenmassa till arbete i ett vattenkraftverk?
Potentiell energi omvandlas till arbete i ett vattenkraftverk genom:
- Vatten från den övre reservoaren leds genom en tillförselledning.
- Vattnet driver turbinen, vilket omvandlar energin till mekaniskt arbete.
- Generatorn som är kopplad till turbinen omvandlar det mekaniska arbetet till elektricitet.
Slutligen leds vattnet bort via en avloppsledning till en nedre reservoar.
Vad är sughöjd i en turbininstallation?
Sughöjd är den vertikala nivåskillnaden mellan turbinens utlopp och vattennivån i den nedre reservoaren.
En för hög sughöjd kan skapa kavitation, vilket innebär att ångbubblor bildas. Dessa bubblor kollapsar och orsakar:
- Skador på turbinblad.
- Minskad effektivitet.
- Vibrationer och buller.
Vilka typer av turbiner används i vattenkraftverk och när används de?
De vanligaste typerna av turbiner är:
- Pelton-turbin: Används för stora fallhöjder och små vattenflöden.
- Francis-turbin: Används för medelhöga fallhöjder och varierande flöden.
- Kaplan-turbin: Används för låga fallhöjder och stora vattenflöden.
Valet av turbin beror på flödet och fallhöjden i vattenkraftverket.
Hur beräknas en vattenkraftsturbins effekt?
Effekten för en vattenkraftsturbin beräknas med formeln:
P = η × ρ × g × Q × H
Där:
- P: Effekt (W eller kW).
- η: Turbinens verkningsgrad (0-1).
- ρ: Vattnets densitet (1000 kg/m³).
- g: Tyngdaccelerationen (9,81 m/s²).
- Q: Vattenflödet i m³/s.
- H: Fallhöjden i meter (m).
Effekten är proportionell mot flödet, fallhöjden och verkningsgraden.
Vad innebär begreppet specifik hastighet för en turbin?
Den specifika hastigheten ( n_s ) är en dimensionlös parameter som används för att välja rätt turbin.
Formeln är:
n_s = n × √P / H^(5/4)
Där:
- n: Turbinens varvtal (rpm).
- P: Effekt (kW).
- H: Fallhöjd (m).
Specifik hastighet är viktig för att optimera turbinens prestanda.
Vad är kavitation och hur påverkar det en turbin?
Kavitation uppstår när trycket i vattnet sjunker under dess förångningstryck, vilket bildar ångbubblor.
När dessa bubblor kollapsar:
- Slår de sönder turbinblad.
- Minskar turbinens effektivitet.
- Orsakar vibrationer och buller.
För att undvika kavitation bör sughöjden hållas låg och turbinen placeras optimalt.
Vad är ett pumpkraftverk och hur fungerar det?
Ett pumpkraftverk fungerar genom att lagra energi vid låg elförbrukning:
- Vatten pumpas från den nedre reservoaren till en övre reservoar.
- Vid hög elförbrukning släpps vattnet tillbaka genom en turbin som driver en generator.
Detta skapar en form av energilagring som är viktig för att balansera elnätet.
Hur fungerar en reversibel pumpturbin?
En reversibel pumpturbin är en kombination av pump och turbin:
- Pumpdrift: Vatten pumpas från en lägre till en högre reservoar.
- Turbindrift: Vatten släpps från den övre reservoaren och driver turbinen, vilket producerar el.
Reversibla pumpturbiner är vanliga i pumpkraftverk för att växla mellan energilagring och elproduktion.
Vilka är fördelarna med vattenkraftverk jämfört med andra energikällor?
Vattenkraftverk har flera fördelar:
- Förnybar: Utnyttjar naturliga vattenflöden utan att förbruka resurser.
- Effektiva: Har hög verkningsgrad och låga driftskostnader.
- Flexibla: Snabb respons på varierande elbehov.
- Energilagring: Möjlighet att lagra energi genom pumpkraftverk.
- Lång livslängd: Vattenkraftverk kan vara i drift i över 50 år.
