انرژی چیست؟ مهندس انرژی چه می کند؟ مفاهیم کلی انرژی و انرژی

انرژی چیزی است که زندگی را نه تنها در سیاره ما، بلکه در کیهان ممکن می کند. با این حال، می تواند بسیار متفاوت باشد. بنابراین گرما، صدا، نور، الکتریسیته، مایکروویو، کالری انواع مختلف انرژی هستند. این ماده برای تمام فرآیندهایی که در اطراف ما اتفاق می افتد ضروری است. همه چیز روی زمین بیشتر انرژی خود را از خورشید دریافت می کند، اما منابع دیگری نیز وجود دارد. خورشید آن را به سیاره ما منتقل می کند به اندازه ای که 100 میلیون نیروگاه قدرتمند در همان زمان تولید می کنند.

انرژی چیست؟

نظریه ارائه شده توسط آلبرت انیشتین به بررسی رابطه بین ماده و انرژی می پردازد. این دانشمند بزرگ توانست توانایی یک ماده برای تبدیل شدن به ماده دیگر را ثابت کند. معلوم شد که انرژی مهمترین عامل وجود اجسام است و ماده در درجه دوم قرار دارد.

انرژی به طور کلی توانایی انجام نوعی کار است. این اوست که پشت مفهوم نیرویی ایستاده است که می تواند جسم را به حرکت درآورد یا ویژگی های جدیدی به آن بدهد. اصطلاح "انرژی" به چه معناست؟ فیزیک یک علم بنیادی است که دانشمندان بسیاری از دوران ها و کشورهای مختلف زندگی خود را وقف آن کرده اند. ارسطو همچنین از کلمه "انرژی" برای نشان دادن فعالیت انسان استفاده کرد. ترجمه شده از یونانی، "انرژی" "فعالیت"، "قدرت"، "عمل"، "قدرت" است. اولین بار این کلمه در رساله دانشمند یونانی به نام "فیزیک" ظاهر شد.

در مفهومی که اکنون به طور کلی پذیرفته شده است، این اصطلاح توسط یک فیزیکدان انگلیسی به کار گرفته شد. در دهه 50 قرن نوزدهم. مکانیک انگلیسی ویلیام تامسون برای اولین بار از مفهوم "انرژی جنبشی" استفاده کرد و در سال 1853 فیزیکدان اسکاتلندی ویلیام رانکین اصطلاح "انرژی بالقوه" را معرفی کرد.

امروزه این کمیت اسکالر در تمام شاخه های فیزیک وجود دارد. یک معیار واحد است اشکال گوناگونحرکت و تعامل ماده به عبارت دیگر، نشان دهنده معیار تبدیل یک شکل به شکل دیگر است.

واحدهای اندازه گیری و نمادها

مقدار انرژی اندازه گیری می شود، این واحد ویژه، بسته به نوع انرژی، ممکن است دارای عناوین مختلفی باشد، به عنوان مثال:

• W کل انرژی سیستم است.
• Q - حرارتی.
• U - پتانسیل.

انواع انرژی

در طبیعت تعداد زیادی وجود دارد انواع متفاوتانرژی. اصلی ترین آنها عبارتند از:

• مکانیکی؛
• الکترومغناطیسی؛
• برقی؛
• شیمیایی؛
• حرارتی؛
• هسته ای (اتمی).

انواع دیگری از انرژی وجود دارد: نور، صدا، مغناطیسی. که در سال های گذشتههمه تعداد بزرگترفیزیکدانان به فرضیه وجود انرژی به اصطلاح "تاریک" تمایل دارند. هر یک از انواع ذکر شده قبلی این ماده ویژگی های خاص خود را دارد. به عنوان مثال، انرژی صوتی را می توان با استفاده از امواج منتقل کرد. آنها به لرزش پرده گوش در گوش افراد و حیوانات کمک می کنند و به لطف آن صداها شنیده می شود. در طول مختلف واکنش های شیمیاییانرژی لازم برای زندگی همه موجودات آزاد می شود. هر سوخت، غذا، باتری، باتری ذخیره این انرژی است.

ستاره ما به شکل امواج الکترومغناطیسی به زمین انرژی می دهد. این تنها راهی است که او می تواند بر وسعت فضا غلبه کند. با تشکر از فن آوری های مدرن، مانند پنل های خورشیدی، می توانیم از آن به بیشترین تأثیر استفاده کنیم. مازاد انرژی استفاده نشده در تأسیسات ذخیره انرژی ویژه انباشته می شود. همراه با انواع انرژی فوق، اغلب از چشمه های حرارتی، رودخانه ها، اقیانوس ها و سوخت های زیستی استفاده می شود.

انرژی مکانیکی

این نوع انرژی در شاخه فیزیک به نام مکانیک مورد مطالعه قرار می گیرد. با حرف E مشخص می شود. با ژول (J) اندازه گیری می شود. این انرژی چیست؟ فیزیک مکانیک به مطالعه حرکت اجسام و برهمکنش آنها با یکدیگر یا با میدان های خارجی می پردازد. در این حالت انرژی ناشی از حرکت اجسام را جنبشی (که با Ek مشخص می شود) و انرژی ناشی از یا میدان های خارجی را پتانسیل (Ep) می گویند. مجموع حرکت و اندرکنش کل انرژی مکانیکی سیستم را نشان می دهد.

برای محاسبه هر دو نوع وجود دارد قانون کلی. برای تعیین مقدار انرژی باید کار لازم برای انتقال جسم از حالت صفر به حالت داده شده را محاسبه کرد. علاوه بر این، هر چه کار بیشتر باشد، بدن انرژی بیشتری خواهد داشت این ایالت.

جداسازی گونه ها بر اساس ویژگی های مختلف

چندین نوع اشتراک انرژی وجود دارد. با توجه به معیارهای مختلف، آن را به خارجی (جنبشی و پتانسیل) و داخلی (مکانیکی، حرارتی، الکترومغناطیسی، هسته ای، گرانشی) تقسیم می کنند. انرژی الکترومغناطیسی به نوبه خود به مغناطیسی و الکتریکی و انرژی هسته ای به انرژی برهمکنش های ضعیف و قوی تقسیم می شود.

جنبشی

هر جسم متحرکی با وجود انرژی جنبشی مشخص می شود. اغلب به آن نیروی محرکه می گویند. انرژی جسم متحرک با کاهش سرعت از بین می رود. بنابراین، هر چه سرعت بیشتر باشد، انرژی جنبشی بیشتر است.

هنگامی که یک جسم متحرک با یک جسم ثابت تماس پیدا می کند، یک بخش جنبشی به جسم دوم منتقل می شود و باعث حرکت آن می شود. فرمول انرژی جنبشی به شرح زیر است:

• E k = mv 2: 2،
  جایی که m جرم بدن است، v سرعت حرکت بدن است.

در کلمات، این فرمول را می توان به صورت زیر بیان کرد: انرژی جنبشی یک جسم برابر است با نصف حاصلضرب جرم آن در مجذور سرعت آن.

پتانسیل

این نوع انرژی در اختیار اجسامی است که در نوعی میدان نیرو قرار دارند. بنابراین، مغناطیسی زمانی رخ می دهد که یک جسم در معرض میدان مغناطیسی قرار گیرد. تمام اجسام روی زمین دارای انرژی گرانشی بالقوه هستند.

بسته به ویژگی های اشیاء مورد مطالعه، آنها می توانند انواع مختلفی از انرژی پتانسیل داشته باشند. بنابراین، اجسام کشسان و کشسانی که قادر به کشش هستند دارای انرژی پتانسیل کشسانی یا کشش هستند. هر جسم در حال سقوط که قبلاً بی حرکت بوده است پتانسیل خود را از دست می دهد و جنبشی می یابد. در این صورت قدر این دو نوع معادل خواهد بود. در میدان گرانشی سیاره ما، فرمول انرژی پتانسیل به شکل زیر خواهد بود:

• E p = mhg،
  جایی که m وزن بدن است؛ h ارتفاع مرکز توده بدن بالاتر از سطح صفر است. g شتاب سقوط آزاد است.

در کلمات، این فرمول را می توان به صورت زیر بیان کرد: انرژی پتانسیل یک جسم در تعامل با زمین برابر است با حاصل ضرب جرم آن، شتاب گرانش و ارتفاعی که در آن قرار دارد.

این کمیت اسکالر مشخصه ذخیره انرژی یک نقطه مادی (جسم) است که در یک میدان نیروی پتانسیل قرار دارد و برای بدست آوردن انرژی جنبشی در اثر کار نیروهای میدان استفاده می شود. گاهی به آن تابع مختصات می گویند که اصطلاحی است در لنگرانژی سیستم (تابع لاگرانژ سیستم دینامیکی). این سیستم تعامل آنها را توصیف می کند.

انرژی بالقوه برای پیکربندی خاصی از اجسام واقع در فضا برابر با صفر است. انتخاب پیکربندی با راحتی محاسبات بیشتر تعیین می شود و "نرمال سازی انرژی پتانسیل" نامیده می شود.

قانون بقای انرژی

یکی از اساسی ترین فرض های فیزیک قانون بقای انرژی است. به گفته او انرژی از هیچ جا ظاهر نمی شود و در هیچ کجا ناپدید نمی شود. مدام از شکلی به شکل دیگر تغییر می کند. به عبارت دیگر، تنها تغییر در انرژی رخ می دهد. به عنوان مثال، انرژی شیمیایی باتری چراغ قوه به انرژی الکتریکی و از آن به نور و گرما تبدیل می شود. لوازم خانگی مختلف برق را به نور، گرما یا صدا تبدیل می کنند. اغلب نتیجه نهایی تغییر گرما و نور است. پس از این، انرژی به فضای اطراف می رود.

قانون انرژی می تواند بسیاری از دانشمندان را توضیح دهد که ادعا می کنند حجم کل انرژی در جهان به طور مداوم بدون تغییر باقی می ماند. هیچ کس نمی تواند دوباره انرژی ایجاد کند یا آن را نابود کند. هنگام تولید یکی از انواع آن، مردم از انرژی سوخت، آب در حال سقوط و یک اتم استفاده می کنند. در این صورت یک نوع از آن به نوع دیگری تبدیل می شود.

در سال 1918، دانشمندان توانستند ثابت کنند که قانون بقای انرژی یک نتیجه ریاضی از تقارن انتقالی زمان است - مقدار انرژی مزدوج. به عبارت دیگر، انرژی حفظ می شود زیرا قوانین فیزیک در زمان های مختلف با هم تفاوت ندارند.

ویژگی های انرژی

انرژی توانایی بدن برای انجام کار است. در سیستم های فیزیکی بسته، در تمام زمان (تا زمانی که سیستم بسته است) حفظ می شود و یکی از سه انتگرال افزایشی حرکت را نشان می دهد که ارزش خود را در طول حرکت حفظ می کنند. اینها عبارتند از: انرژی، لحظه معرفی مفهوم "انرژی" زمانی مناسب است که سیستم فیزیکی در زمان همگن باشد.

انرژی درونی اجسام

مجموع انرژی های برهمکنش های مولکولی و حرکات حرارتی مولکول های تشکیل دهنده آن است. نمی توان آن را مستقیماً اندازه گیری کرد زیرا تابعی منحصر به فرد از وضعیت سیستم است. هرگاه سیستمی خود را در وضعیت معینی بیابد، صرف نظر از تاریخچه وجود سیستم، انرژی درونی آن دارای ارزش ذاتی است. تغییر در انرژی داخلی در طول انتقال از یک شرایط فیزیکیدر دیگری همیشه برابر است با تفاوت بین مقادیر آن در حالت نهایی و اولیه.

انرژی داخلی گاز

علاوه بر جامدات، گازها نیز دارای انرژی هستند. این نشان دهنده انرژی جنبشی حرکت حرارتی (آشوب) ذرات سیستم است که شامل اتم ها، مولکول ها، الکترون ها و هسته می شود. انرژی درونیگاز ایده آل (مدل گاز ریاضی) حاصل جمع است انرژی های جنبشیذرات آن در این مورد، تعداد درجات آزادی در نظر گرفته می شود که تعداد متغیرهای مستقلی است که موقعیت مولکول را در فضا تعیین می کند.

هر سال بشریت منابع انرژی بیشتری مصرف می کند. اغلب، هیدروکربن های فسیلی مانند زغال سنگ، نفت و گاز برای به دست آوردن انرژی لازم برای روشنایی و گرمایش خانه های ما، عملکرد وسایل نقلیه و مکانیسم های مختلف استفاده می شود. آنها متعلق به منابع تجدید ناپذیر هستند.

متاسفانه، تنها بخش کوچکی از انرژی سیاره ما از منابع تجدیدپذیر مانند آب، باد و خورشید تامین می شود. تا به امروز، آنها وزن مخصوصدر بخش انرژی تنها 5 درصد است. مردم 3 درصد دیگر را به صورت انرژی هسته ای تولید شده در نیروگاه های هسته ای دریافت می کنند.

آنها ذخایر زیر را دارند (به ژول):

• انرژی هسته ای - 2 x 10 24;
• انرژی گاز و نفت - 2 x 10 23;
• گرمای داخلی سیاره 5*1020 است.

ارزش سالانه منابع تجدیدپذیر زمین:

• انرژی خورشیدی - 2 x 10 24;
• باد - 6 x 10 21;
• رودخانه ها - 6.5 x 10 19;
• جزر و مد دریا - 2.5 x 10 23.

تنها با گذار به موقع از استفاده از ذخایر انرژی غیر قابل تجدید زمین به منابع تجدیدپذیر، بشر فرصتی برای زندگی طولانی و شاد در سیاره ما دارد. برای اجرای پیشرفت های پیشرفته، دانشمندان در سراسر جهان به مطالعه دقیق خواص مختلف انرژی ادامه می دهند.

معرفی

GOST 19431-84 (از این پس استاندارد نامیده می شود) اصطلاحات و تعاریف مفاهیم اساسی مورد استفاده در علم، فناوری و تولید در زمینه انرژی و برق رسانی مربوط به تولید، انتقال، توزیع و مصرف را ایجاد می کند. انرژی الکتریکیو گرما

اصطلاحات تعیین شده توسط استاندارد برای استفاده در انواع اسناد، ادبیات علمی، فنی، آموزشی و مرجع الزامی است.

برای هر مفهوم یک اصطلاح استاندارد وجود دارد. استفاده از اصطلاحات مترادف یک اصطلاح استاندارد ممنوع است. مترادف هایی که برای استفاده غیرقابل قبول هستند در استاندارد به عنوان مرجع آورده شده و "NDP" تعیین می شوند.

برای اصطلاحات استاندارد شده منفرد، استاندارد فرم های کوتاهی را برای ارجاع ارائه می دهد که مجاز به استفاده در مواردی است که امکان تفسیر متفاوت آنها را حذف می کند. تعاریف تثبیت شده را می توان در صورت لزوم در قالب ارائه بدون نقض مرزهای مفاهیم تغییر داد.

این استاندارد معادل های خارجی برای تعدادی از اصطلاحات استاندارد شده به زبان انگلیسی (E)، آلمانی (D) و فرانسوی (F) برای مرجع ارائه می کند.

مفاهیم کلی

انرژی حوزه ای از اقتصاد ملی، علم و فناوری است که منابع انرژی، تولید، انتقال، تبدیل، انباشت، توزیع و مصرف انواع انرژی را در بر می گیرد. صنعت برق بخشی از بخش انرژی است که برقی شدن کشور را بر اساس توسعه منطقی تولید و استفاده از انرژی الکتریکی تضمین می کند. مهندسی برق حرارتی شاخه ای از انرژی مربوط به تولید، استفاده و تبدیل گرما به انواع انرژی است. برق آبی شاخه ای از انرژی مربوط به استفاده از انرژی مکانیکی از منابع آب برای تولید انرژی الکتریکی است. انرژی هسته ای شاخه ای از انرژی است که با استفاده از انرژی هسته ای برای تولید گرما و برق مرتبط است. تامین انرژی (برق) تامین انرژی مصرف کنندگان (انرژی الکتریکی). تامین حرارت D. Fernwärmeversorgung تامین گرما برای مصرف کنندگان. منبع تغذیه متمرکز منبع تغذیه مصرف کنندگان از سیستم انرژی. منبع تغذیه غیر متمرکز منبع تغذیه مصرف کننده از منبعی که هیچ ارتباطی با سیستم انرژی ندارد. گرمایش منطقه ای D. Zentrale Wärmeversorgung تامین گرما به مصرف کنندگان از منابع گرما از طریق یک شبکه گرمایش مشترک. تامین حرارت غیر متمرکز D. Dezentrale Wärmeversorgung تامین گرمای مصرف کنندگان از منابع گرمایی که به شبکه گرمایش عمومی متصل نیستند. برق رسانی ورود انرژی الکتریکی به اقتصاد ملی و زندگی روزمره. گرمایش منطقه ای تامین حرارت متمرکز در تولید انرژی الکتریکی و گرما در یک چرخه فناوری واحد. سیستم انرژی مجموعه‌ای از نیروگاه‌ها، شبکه‌های الکتریکی و حرارتی است که با یک حالت مشترک در فرآیند مستمر تولید، تبدیل و توزیع انرژی الکتریکی و گرما با کنترل کلی این حالت به هم متصل و متصل می‌شوند. سیستم قدرت الکتریکی واقع در این لحظهدر عملیات، تجهیزات الکتریکی سیستم قدرت و گیرنده های انرژی الکتریکی، با یک حالت مشترک متحد شده و به عنوان یک کل واحد در رابطه با فرآیندهای فیزیکی رخ می دهد. ساختار مصرف برق توزیع سهم کل توان مصرفی بر اساس نوع مصرف کننده. ساختار ظرفیت نصب شده نیروگاه ها توزیع سهم کل ظرفیت نصب شده نیروگاه ها بر اساس انواع آنها یا بر اساس انواع واحدها.

توجه - توزیع ممکن است بر اساس کشور، منطقه و غیره باشد.

تعادل انرژی مشخصات کمی تولید، مصرف و تلفات انرژی یا توان در یک بازه زمانی مشخص برای بخش خاصی از اقتصاد، منطقه تامین انرژی، شرکت، تاسیسات. کیفیت انرژی الکتریکی D. Versorgungsqualität; E. کیفیت عرضه؛ اف. Quality du service درجه انطباق ویژگی های انرژی الکتریکی در یک نقطه معین سیستم الکتریکیمجموعه ای از مقادیر استاندارد شده شاخص های کیفیت انرژی الکتریکی. تبدیل انرژی الکتریکی E. تبدیل برق؛ اف. Conversion d'énergie électrique نوع جریان، ولتاژ، فرکانس یا تعداد فازها را تغییر دهید. مصرف کننده انرژی الکتریکی (گرما) D. Verbraucher von Electroenergie; E. مصرف كننده؛ اف. کاربر یک شرکت، سازمان، کارگاه جدا شده از نظر جغرافیایی، محل ساخت و ساز، آپارتمانی که در آن گیرنده های انرژی الکتریکی (گرما) به شبکه الکتریکی (حرارتی) متصل شده و از انرژی الکتریکی (گرما) استفاده می کنند. مصرف کننده تنظیم کننده بار E. بار قابل کنترل؛ اف. Charge modulable مصرف کننده انرژی الکتریکی یا حرارتی که حالت کارکرد آن امکان محدود کردن مصرف برق یا مصرف گرما را در ساعات اوج مصرف برای تراز کردن منحنی بار سیستم انرژی یا نیروگاه و افزایش بار در ساعات کم فراهم می کند. مشترک سازمان تامین انرژی D. آبنهمر E. مصرف كننده؛ اف. آبونه مصرف کننده انرژی الکتریکی (گرما)، که تاسیسات برق آن به شبکه های سازمان تامین کننده انرژی متصل است.

انواع اصلی نیروگاه ها

نصب نیرو مجموعه ای از تجهیزات و سازه های به هم پیوسته که برای تولید یا تبدیل، انتقال، انباشت، توزیع یا مصرف انرژی طراحی شده اند. تاسیسات الکتریکی تاسیسات انرژی که برای تولید یا تبدیل، انتقال، توزیع یا مصرف انرژی الکتریکی طراحی شده است. سیستم تامین انرژی مجموعه ای از تاسیسات انرژی متصل به هم که انرژی یک منطقه، شهر یا شرکت را تامین می کند. سیستم منبع تغذیه مجموعه ای از تاسیسات برق متصل به هم که برق یک منطقه، شهر یا شرکت را تامین می کند. سیستم تامین حرارت مجموعه ای از نیروگاه های متصل به هم که گرمای یک منطقه، شهر یا شرکت را تامین می کند. نیروگاه D. Kraftwerk; E. نیروگاه؛ اف. Centrale électrique یک تاسیسات انرژی یا گروهی از تاسیسات انرژی برای تولید انرژی الکتریکی یا انرژی الکتریکی و گرما. نیروگاه حرارتی (TPP) D. Wärmekraftwerk; E. نیروگاه حرارتی معمولی؛ اف. Cenlrale thermique classique نیروگاهی که انرژی شیمیایی یک سوخت را به انرژی الکتریکی یا انرژی الکتریکی و گرما تبدیل می کند. نیروگاه هسته ای (NPP) D. Kernkraflwerk; E. ایستگاه حرارتی هسته ای؛ اف. Centrale thermique nucléaire نیروگاهی که انرژی شکافت هسته های اتمی را به انرژی الکتریکی یا به انرژی الکتریکی و گرما تبدیل می کند. نیروگاه فیوژن نیروگاهی که انرژی همجوشی هسته های اتمی را به انرژی الکتریکی یا به انرژی الکتریکی و گرما تبدیل می کند. نیروگاه برق آبی (HPP) D. Wasserkraftwerk; E. نیروگاه برق آبی؛ اف. Centrale hydro-electrique نیروگاهی است که انرژی مکانیکی آب را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. ایستگاه بلوک نیروگاهی است که در سیستم انرژی کار می کند و به طور عملیاتی توسط سرویس اعزام آن کنترل می شود، اما در تعداد شرکت های سیستم بر اساس وابستگی دپارتمان گنجانده نشده است. خط انتقال نیرو (PTL) D. Elektroenergieübertragungsleitung یک خط الکتریکی که در خارج از یک نیروگاه یا پست امتداد دارد و برای انتقال انرژی الکتریکی در مسافت طراحی شده است. خط برق هوایی (VL) E. خط بالایی؛ اف. Ligne aérienne خط برقی که سیم های آن در بالای سطح زمین توسط تکیه گاه ها، عایق ها پشتیبانی می شوند. خط برق کابلی (CL) خط برقی که توسط یک یا چند کابل که مستقیماً به زمین، کانال‌های کابل، لوله‌ها و روی سازه‌های کابل کشیده می‌شود، ساخته می‌شود. پست برق (PS) E. پست (یک سیستم قدرت)؛ اف. Poste (d'unréseau electrique) یک تاسیسات الکتریکی که برای تبدیل و توزیع انرژی الکتریکی طراحی شده است. شبکه برق D. Elektrisches Netz; E. شبکه برق؛ اف. Réseaud'energle électrique مجموعه‌ای از پست‌ها، تابلو برق و خطوط الکتریکی که آنها را به هم متصل می‌کند، واقع در قلمرو یک منطقه، شهرک، مصرف‌کننده انرژی الکتریکی. شبکه حرارتی D. Fernwärmenetz مجموعه ای از وسایل طراحی شده برای انتقال و توزیع گرما به مصرف کنندگان. گیرنده انرژی الکتریکی D. Elektrocnergieanwendungsanlage وسیله ای که در آن انرژی الکتریکی برای استفاده به شکل دیگری از انرژی تبدیل می شود. نصب فناوری انرژی نصب انرژی برای استفاده یکپارچه از سوخت.

تبصره - با استفاده یکپارچه از سوخت موارد زیر تولید می شود: انرژی الکتریکی، محصولات شیمیاییو همچنین سوخت های مایع متالورژی، خانگی و مصنوعی.

حالت های اساسی و پارامترهای عملیاتی نیروگاه ها

حالت عملکرد یک نیروگاه ویژگی های فرآیند انرژی که در یک نیروگاه اتفاق می افتد و با مقادیر پارامترهای اصلی این فرآیند که در طول زمان تغییر می کنند تعیین می شود. بار نیروگاه مصرفی مقدار توان یا مقدار گرمای مصرف شده توسط نیروگاه در یک نقطه زمانی معین. توان یک تاسیسات الکتریکی کل توان اکتیو تامین شده در یک لحظه معین از زمان توسط یک تاسیسات الکتریکی تولید کننده به گیرنده های انرژی الکتریکی، از جمله تلفات در شبکه های الکتریکی. توان گروهی از تاسیسات الکتریکی کل توان اکتیو تامین شده در یک زمان معین توسط گروهی از تاسیسات الکتریکی مولد به گیرنده های انرژی الکتریکی، از جمله تلفات در شبکه های الکتریکی. نمودار بار نیروگاه مصرفی D. Belastungsfahrplan; اف. Courbe de charge منحنی تغییرات در طول زمان در بار نیروگاه مصرفی. نمودار بار (قدرت) مدت زمان نصب برق مصرفی E. منحنی مدت بار؛ اف. Diagramme des charges classées منحنی که کل مدت زمان یک و معین را نشان می دهد ارزش بیشتربار (قدرت) نیروگاه در یک بازه زمانی مشخص.

تبصره - فاصله زمانی مشخص شده یک سال در نظر گرفته می شود.

حداکثر بار یک تاسیسات برق (گروه تاسیسات الکتریکی) NDP. اوج بار بالاترین مقدار بار تاسیسات برق مصرف کننده (گروه تاسیسات برق) برای یک بازه زمانی مشخص.

نکته - فاصله زمانی تعیین شده یک روز، یک هفته، یک ماه، یک سال در نظر گرفته می شود.

حالت اولیه یک نیروگاه حالت عملکرد یک نیروگاه با توان معین تقریباً ثابت برای بازه زمانی مشخص. حالت مانور نیروگاه حالت کار نیروگاه با توان متغیر در بازه زمانی معین. توان نصب شده تاسیسات برقی بالاترین توان الکتریکی فعالی است که یک تاسیسات الکتریکی می تواند برای مدت طولانی بدون اضافه بار مطابق با مشخصات فنی یا پاسپورت تجهیزات کار کند. محدود کردن توان واحد (نیروگاه) NDP. شکاف ظرفیت به معنای عدم استفاده اجباری از ظرفیت نصب شده یک واحد تولید (نیروگاه) است.

توجه - کاهش برق به دلیل تعمیر کاردر محدودیت قدرت گنجانده نشده است.

توان موجود واحد (نیروگاه) E. ظرفیت نیروگاه موجود؛ اف. Puissance disponible d'une centrale ظرفیت نصب شده یک واحد تولید (نیروگاه)، منهای محدودیت ظرفیت آن. توان عملیاتی نیروگاه قدرت موجود نیروگاه منهای توان تجهیزاتی که برای تعمیرات خارج می شود. توان ذخیره تاسیسات برقی E. قدرت ذخیره؛ اف. Puissance de Reserve تفاوت بین توان عملیاتی یک تاسیسات الکتریکی مولد و توان تولید شده در یک نقطه زمانی مشخص. توان متصل تاسیسات الکتریکی مجموع توان های نامی ترانسفورماتورها و گیرنده های انرژی الکتریکی مصرفی که مستقیماً به شبکه برق متصل می شوند. ضریب ناهمواری منحنی بار نیروگاه یک مصرف کننده نسبت حداقل مقدار اردینات برنامه بار مصرف کننده به حداکثر برای یک بازه زمانی مشخص. ضریب پر کردن نمودار بار نیروگاه مصرف کننده D. Belastungsfaktor نسبت مقدار میانگین حسابی بار نصب برق مصرف کننده به حداکثر مقدار برای یک بازه زمانی مشخص. ضریب تقاضا نسبت حداکثر بار ترکیبی گیرنده های انرژی به کل ظرفیت نصب شده آنها. عامل همزمانی D. Gleichzeitigkeitsfaktor نسبت حداکثر بار ترکیبی تاسیسات برق مصرفی به مجموع حداکثر بار همان تاسیسات در بازه زمانی یکسان. نشانگر استفاده از ظرفیت نصب شده نیروگاه D. Benutzungsdauer der installierten Leistung; اف. نسبت انرژی الکتریکی تولید شده توسط نیروگاه در یک بازه زمانی مشخص به ظرفیت نصب شده نیروگاه.

توجه: میزان استفاده معمولاً بر حسب ساعت در سال بیان می شود.

ضریب استفاده از توان نصب شده یک تاسیسات الکتریکی نسبت میانگین توان حسابی به ظرفیت نصب شده یک تاسیسات الکتریکی برای یک بازه زمانی مشخص. ضریب تغییر برای مصرف انرژی نسبت مقدار برق مصرفی سالانه یک شرکت به مصرف مشروط سالانه.

توجه - در مصرف مشروط سالانه، مصرف در تمام شیفت ها و شلوغ ترین حالت شیفت کاهش می یابد.

سطح ولتاژ در نقاط شبکه الکتریکی D. Spannungsniveau مقدار ولتاژ در نقاط شبکه الکتریکی، میانگین در طول زمان یا تعداد معینی از گره های شبکه. هزینه های بسته شدن سوخت (انرژی الکتریکی) هزینه های خاص اقتصادی ملی برای افزایش تقاضا برای انواع سوخت (انرژی الکتریکی) در یک منطقه معین در یک بازه زمانی معین. تعرفه برق (گرما). E. تعرفه؛ اف. تعرفه سیستمی از نرخ ها، اما برای انرژی الکتریکی مصرفی (گرما) شارژ می شود.

ادبیات

1. GOST 19431-84 انرژی و برق رسانی. اصطلاحات و تعاریف
2. GOST 21027-75 سیستم های انرژی. اصطلاحات و تعاریف
3. GOST 24291-90 بخش برق نیروگاه و شبکه برق. اصطلاحات و تعاریف
4. GOST R 54130-2010 کیفیت انرژی الکتریکی. اصطلاحات و تعاریف

انرژی

انرژی- حوزه فعالیت اقتصادی انسان، مجموعه ای از زیرسیستم های بزرگ طبیعی و مصنوعی که برای تبدیل، توزیع و استفاده از منابع انرژی از همه نوع خدمت می کنند. هدف آن تضمین تولید انرژی با تبدیل انرژی اولیه طبیعی به ثانویه، به عنوان مثال، انرژی الکتریکی یا حرارتی است. در این مورد، تولید انرژی اغلب در چند مرحله رخ می دهد:

صنعت برق

نیروی برق زیر سیستمی از بخش انرژی است که تولید برق در نیروگاه ها و تحویل آن به مصرف کنندگان از طریق خطوط انتقال نیرو را پوشش می دهد. عناصر مرکزی آن نیروگاه ها هستند که معمولاً بر اساس نوع انرژی اولیه مصرفی و نوع مبدل های مورد استفاده برای این کار طبقه بندی می شوند. لازم به ذکر است که غلبه یک نوع نیروگاه در یک حالت خاص در درجه اول به در دسترس بودن منابع مناسب بستگی دارد. صنعت برق معمولاً به دو دسته تقسیم می شود سنتیو غیر متعارف.

برق سنتی

یکی از ویژگی های قدرت الکتریکی سنتی، توسعه طولانی مدت و خوب آن است که تحت آزمایش های طولانی مدت قرار گرفته است شرایط مختلفعمل. سهم اصلی برق در سراسر جهان از نیروگاه های سنتی به دست می آید. صنعت برق سنتی به چندین حوزه تقسیم می شود.

انرژی حرارتی

در این صنعت تولید برق در نیروگاه های حرارتی ( TPP) از انرژی شیمیایی سوخت آلی برای این منظور استفاده می کند. آنها تقسیم می شوند:

مهندسی برق حرارتی در مقیاس جهانی در بین انواع سنتی غالب است. جهان انرژی کشورهایی مانند لهستان و آفریقای جنوبی تقریباً به طور کامل مبتنی بر استفاده از زغال سنگ و هلند - گاز است. سهم مهندسی برق حرارتی در چین، استرالیا و مکزیک بسیار زیاد است.

برق آبی

در این صنعت برق در نیروگاه های آبی ( نیروگاه برق آبی) از انرژی جریان آب برای این منظور استفاده می کند.

نیروگاه های برق آبی در تعدادی از کشورها غالب هستند - در نروژ و برزیل، تمام تولید برق روی آنها انجام می شود. فهرست کشورهایی که سهم تولید برق آبی در آنها بیش از 70 درصد است، شامل چندین ده کشور می شود.

انرژی هسته ای

صنعتی که در آن برق در نیروگاه های هسته ای تولید می شود. NPP) برای این منظور از انرژی یک واکنش زنجیره ای هسته ای، اغلب اورانیوم استفاده می کند.

فرانسه از نظر سهم نیروگاه های هسته ای در تولید برق، حدود 80 درصد، پیشتاز است. همچنین در بلژیک، جمهوری کره و برخی کشورهای دیگر غالب است. پیشروان جهانی در تولید برق از نیروگاه های هسته ای آمریکا، فرانسه و ژاپن هستند.

صنعت برق غیر سنتی

بیشتر مناطق برق غیر متعارف بر اساس اصول کاملا سنتی است، اما انرژی اولیهآنها حاوی منابع محلی مانند باد، زمین گرمایی، یا منابعی هستند که در حال توسعه هستند، مانند سلول های سوختی یا منابعی که در آینده می توان از آنها استفاده کرد، مانند انرژی حرارتی هسته ای. ویژگی های بارز انرژی غیر سنتی سازگاری با محیط زیست، هزینه های بسیار بالا برای ساخت و ساز سرمایه است (به عنوان مثال، برای نیروگاه خورشیدیبا توان 1000 مگاوات باید مساحتی در حدود 4 کیلومتر مربع را با آینه های بسیار گران قیمت و توان واحد کوچک پوشش داد. جهات انرژی غیر سنتی:

• تاسیسات پیل سوختی

شما همچنین می توانید یک مفهوم مهم را به دلیل استفاده گسترده از آن برجسته کنید - انرژی کوچک، این اصطلاح در حال حاضر به طور کلی پذیرفته نشده است، همراه با آن شرایط انرژی محلی, انرژی توزیع شده, انرژی خودمختارو غیره . اغلب این نام به نیروگاه هایی با ظرفیت حداکثر 30 مگاوات با واحدهایی با ظرفیت واحد تا 10 مگاوات داده می شود. اینها شامل انواع انرژی سازگار با محیط زیست ذکر شده در بالا و نیروگاه های کوچک با استفاده از سوخت های فسیلی، مانند نیروگاه های دیزلی (در میان نیروگاه های کوچک، اکثریت قریب به اتفاق، به عنوان مثال در روسیه - تقریباً 96%)، نیروگاه های پیستونی گازی، واحدهای توربین گاز کم مصرف با استفاده از سوخت دیزل و گاز.

برق شبکه

شبکه برق- مجموعه ای از پست ها، تابلو برق و خطوط برق که آنها را به هم متصل می کند، که برای انتقال و توزیع انرژی الکتریکی در نظر گرفته شده است. شبکه برق امکان صدور نیرو از نیروگاه ها، انتقال آن از راه دور، تبدیل پارامترهای برق (ولتاژ، جریان) در پست ها و توزیع آن در سراسر قلمرو را تا مصرف کنندگان برق مستقیم فراهم می کند.

شبکه های الکتریکی سیستم های انرژی مدرن هستند چند مرحله اییعنی برق متحمل می شود تعداد زیادی ازتحولات در مسیر از منابع برق به مصرف کنندگان آن. همچنین برای شبکه های الکتریکی مدرن معمولی است چند حالتهکه به معنای تنوع بارهای عناصر شبکه به صورت روزانه و سالانه و همچنین فراوانی حالت هایی است که هنگام وارد شدن عناصر مختلف شبکه به تعمیرات برنامه ریزی شده و در هنگام خاموش شدن اضطراری آنها ایجاد می شود. اینها و دیگران ویژگی های شخصیتشبکه های الکتریکی مدرن ساختار و پیکربندی خود را بسیار پیچیده و متنوع می کنند.

تامین حرارت

زندگی انسان مدرنبا استفاده گسترده نه تنها از انرژی الکتریکی، بلکه همچنین انرژی حرارتی مرتبط است. برای اینکه فرد در خانه، محل کار، در هر مکان عمومی احساس راحتی کند، باید تمام محل ها گرم و تامین شود. آب گرمبرای مصارف خانگی از آنجایی که این امر به طور مستقیم با سلامت انسان ارتباط دارد، در کشورهای توسعه یافته شرایط دمایی مناسب در انواع مکان ها توسط قوانین و استانداردهای بهداشتی تنظیم می شود. چنین شرایطی را می توان در اکثر کشورهای جهان تنها با تامین مداوم گرمایش به جسم تحقق بخشید. سینک حرارتی) مقدار معینی گرما که بستگی به دمای هوای بیرون دارد که برای مصرف کنندگان بیشتر از آب گرم با دمای نهایی حدود 80 تا 90 درجه سانتیگراد استفاده می شود. همچنین، فرآیندهای مختلف تکنولوژیکی شرکت های صنعتی ممکن است به اصطلاح نیاز داشته باشند بخار صنعتیبا فشار 1-3 مگاپاسکال. به طور کلی، تامین گرما به هر جسم توسط سیستمی متشکل از:

• منبع گرما، مانند اتاق دیگ بخار؛
• شبکه گرمایش، به عنوان مثال از خطوط لوله آب گرم یا بخار؛
• هیت سینک، به عنوان مثال یک باتری گرم کننده آب.

گرمایش منطقه ای

یکی از ویژگی های بارز تامین حرارت متمرکز وجود یک شبکه گرمایش گسترده است که از آن تعداد زیادی مصرف کننده (کارخانه ها، ساختمان ها، محل های مسکونی و غیره) تغذیه می شوند. برای گرمایش منطقه ای از دو نوع منبع استفاده می شود:

• نیروگاه های حرارتی ( CHP) که همچنین می تواند برق تولید کند.
• دیگ بخار خانه ها به دو دسته تقسیم می شوند:
  • آب گرم؛
  • بخار.

تامین حرارت غیر متمرکز

اگر منبع گرما و سینک حرارتی عملاً ترکیب شوند، یعنی شبکه حرارتی یا بسیار کوچک باشد یا وجود نداشته باشد، سیستم تامین حرارت نامتمرکز نامیده می شود. چنین تامین گرما می تواند فردی باشد، زمانی که از دستگاه های گرمایش جداگانه در هر اتاق استفاده می شود، به عنوان مثال، برقی یا محلی، به عنوان مثال، گرمایش ساختمان با استفاده از دیگ بخار کوچک خود. به طور معمول، ظرفیت گرمایش چنین دیگ‌خانه‌هایی از 1 Gcal/h (1.163 مگاوات) تجاوز نمی‌کند. قدرت منابع گرمایش فردی معمولاً بسیار کم است و بر اساس نیازهای صاحبان آنها تعیین می شود. انواع گرمایش غیر متمرکز:

• دیگ بخار خانه های کوچک؛
• برق که به دو دسته تقسیم می شود:
  • مستقیم؛
  • تجمعی؛

شبکه گرمایش

شبکه حرارتییک ساختار مهندسی و ساختمانی پیچیده است که برای انتقال گرما با استفاده از یک خنک کننده، آب یا بخار، از یک منبع، یک نیروگاه حرارتی یا دیگ بخار به مصرف کنندگان حرارتی خدمت می کند.

سوخت انرژی

از آنجایی که اکثر نیروگاه ها و منابع گرمایش سنتی انرژی را از منابع تجدیدناپذیر تولید می کنند، مسائل استخراج، فرآوری و تحویل سوخت در بخش انرژی بسیار مهم است. در انرژی سنتی از دو اصل استفاده می شود دوست عالیاز انواع مختلف سوخت

سوخت آلی

گازی

گاز طبیعی مصنوعی:

• گاز انفجار؛
• فرآورده های تقطیر نفت؛
• گاز تبدیل به گاز زیرزمینی;

مایع

سوخت طبیعی نفت است، محصولات تقطیر آن مصنوعی نامیده می شود:

جامد

سوخت های طبیعی عبارتند از:

سوخت گیاهی:

• ضایعات چوب؛

سوخت های جامد مصنوعی عبارتند از:

سوخت هسته ای

تفاوت اصلی و اساسی نیروگاه های هسته ای با نیروگاه های حرارتی، استفاده از سوخت هسته ای به جای سوخت آلی است. سوخت هسته ای از اورانیوم طبیعی بدست می آید که استخراج می شود:

• در معادن (فرانسه، نیجر، آفریقای جنوبی)؛
• در چاله های روباز (استرالیا، نامیبیا)؛
• استفاده از لیچینگ زیرزمینی (آمریکا، کانادا، روسیه).

سیستم های انرژی

سیستم انرژی (سیستم انرژی)- V به معنای کلیمجموعه ای از منابع انرژی از هر نوع و همچنین روش ها و وسایل تولید، تبدیل، توزیع و استفاده از آنها که تامین انرژی مصرف کنندگان را تضمین می کند. سیستم انرژی شامل برق، سیستم های تامین نفت و گاز، صنعت زغال سنگ، انرژی هسته ای و غیره است. به طور معمول، همه این سیستم ها در مقیاس ملی در یک سیستم انرژی واحد و در مقیاس چندین منطقه در سیستم های انرژی یکپارچه ترکیب می شوند. ادغام سیستم های تامین انرژی منفرد در یک سیستم واحد، بین بخشی نیز نامیده می شود مجتمع سوخت و انرژی، در درجه اول به دلیل قابلیت تعویض انواع مختلف انرژی و منابع انرژی است.

اغلب تحت شبکه برق در بیشتر به معنای محدودمجموعه ای از نیروگاه ها، شبکه های برق و گرمایش را که به هم متصل و متصل هستند را درک کنید حالت های عمومیمداوم فرآیندهای تولیدتبدیل، انتقال و توزیع انرژی الکتریکی و حرارتی، که امکان مدیریت متمرکز چنین سیستمی را فراهم می کند. در دنیای مدرن، برق مصرف‌کنندگان از نیروگاه‌هایی تامین می‌شود که ممکن است نزدیک به مصرف‌کنندگان یا در فواصل قابل توجهی از آنها قرار داشته باشند. در هر دو مورد، انتقال برق از طریق خطوط برق انجام می شود. با این حال، اگر مصرف کنندگان از نیروگاه دور باشند، انتقال باید با ولتاژ بالاتر انجام شود و پست های پله بالا و پایین بین آنها ساخته شود. از طریق این پست ها با استفاده از خطوط برق، نیروگاه ها برای کار موازی بر روی بار مشترک به یکدیگر متصل می شوند، همچنین از طریق نقاط گرمایشی با استفاده از خطوط لوله حرارتی، تنها در فواصل بسیار کوتاه تر، نیروگاه های حرارتی و دیگ خانه ها به یکدیگر متصل می شوند. مجموع همه این عناصر نامیده می شود سیستم انرژیبا چنین ترکیبی، مزایای فنی و اقتصادی قابل توجهی به وجود می آید:

• کاهش قابل توجه هزینه برق و گرما؛
• افزایش قابل توجه قابلیت اطمینان تامین برق و گرما برای مصرف کنندگان؛
• افزایش راندمان بهره برداری از انواع نیروگاه ها؛
• کاهش ظرفیت ذخیره مورد نیاز نیروگاه ها

چنین مزایای عظیمی در استفاده از سیستم های انرژی منجر به این واقعیت شد که تا سال 1974، تنها کمتر از 3٪ از کل برق جهان توسط نیروگاه های جداگانه تولید می شد. از آن زمان، قدرت سیستم های انرژی به طور مداوم افزایش یافته است و سیستم های یکپارچه قدرتمند از سیستم های کوچکتر ایجاد شده اند.

یادداشت

1. E.V. آمتیستواجلد 1 ویرایش شده توسط پروفسور A.D. Trukhnia // Fundamentals of Modern Energy. در 2 جلد. - مسکو: انتشارات MPEI، 2008. - ISBN 978 5 383 00162 2
2. یعنی توان یک تاسیسات (یا واحد قدرت).
3. طبقه بندی آکادمی علوم روسیه که هنوز آن را کاملا مشروط می داند
4. این جوانترین جهت صنعت برق سنتی است که کمی بیش از 20 سال قدمت دارد.
5. داده های سال 2000
6. لیتوانی تا زمان تعطیلی اخیر تنها نیروگاه اتمی ایگنالینا، همراه با فرانسه، در این شاخص پیشتاز بود.
7. V.A.Venikov، E.V.Putyatinمعرفی رشته تخصصی: مهندسی برق. - مسکو: مدرسه عالی، 1988.
8. انرژی در روسیه و جهان: مشکلات و چشم اندازها. M.:MAIK "Nauka/Interpereodika"، 2001.
9. این مفاهیم را می توان به طور متفاوت تفسیر کرد.
10. داده های سال 2005
11. A. Mikhailov، دکترای علوم فنی، پروفسور، A. Agafonov، دکترای علوم فنی، پروفسور، V. Saidanov، کاندیدای علوم فنی، دانشیار.انرژی کوچک در روسیه طبقه بندی، وظایف، کاربرد // اخبار مهندسی برق: نشریه اطلاعات و مرجع. - سن پترزبورگ، 2005. - شماره 5.
12. GOST 24291-90 بخش برق نیروگاه و شبکه برق. اصطلاحات و تعاریف
13. تحت سردبیری عضو مسئول. RAS E.V. آمتیستواجلد 2، ویرایش شده توسط پروفسور A.P. Burman و Prof. V.A. Stroev // مبانی انرژی مدرن. در 2 جلد. - مسکو: انتشارات MPEI، 2008. - ISBN 978 5 383 00163 9
14. به عنوان مثال، SNIP 2.08.01-89: ساختمان های مسکونی یا GOST R 51617-2000: مسکن و خدمات عمومی. شرایط فنی عمومی در روسیه
15. بسته به آب و هوا، این ممکن است در برخی از کشورها ضروری نباشد.
16. http://www.map.ren21.net/GSR/GSR2012.pdf
17. با قطر حدود 9 میلی متر و ارتفاع 15-30 میلی متر.
18. T.Kh.Margulovaنیروگاه های هسته ای. - مسکو: انتشارات، 1994.
19. سیستم قدرت- مقاله از دایره المعارف بزرگ شوروی
20. GOST 21027-75 سیستم های انرژی. اصطلاحات و تعاریف
21. چند کیلومتر بیشتر نیست.
22. ویرایش شده توسط S.S. Rokotyan و I.M. Shapiroکتابچه راهنمای طراحی سیستم های انرژی. - مسکو: Energoatomizdat، 1985.

همچنین ببینید

انرژی ساختار بر اساس محصولات و صنایع

صنعت برق: برق

سنتی حرارتی نیروگاه ها نیروگاه چگالشی (CPS) نیروگاه ترکیبی حرارت و برق (CHP) برق آبی نیروگاه برق آبی (HPP) نیروگاه ذخیره سازی پمپی (PSPP) اتمی نیروگاه هسته ای (NPP) نیروگاه هسته ای شناور (FNPP) جایگزین ژئوترمال نیروگاه های زمین گرمایی (GeoTES) برق آبی نیروگاه های آبی کوچک (SHPP) نیروگاه های جزر و مدی (TPPs) نیروگاه های موجی نیروگاه های اسمزی قدرت باد نیروگاه های بادی (WPP) خورشیدی نیروگاه های خورشیدی (SPP) هیدروژن نیروگاه های هیدروژنی نیروگاه های پیل سوختی انرژی زیستی نیروگاه های بیوالکتریک (BioTES) کم اهمیت نیروگاه های دیزلینیروگاه های پیستونی گازی واحدهای توربین گازی کم توان نیروگاه های بنزینی

هنگام طراحی کوره ذوب قوس فولادی، انتخاب توان ترانسفورماتور کوره بر اساس تراز انرژی کوره در طول دوره ذوب صورت می گیرد و بر اساس نتیجه این تعادل، علاوه بر توان مورد نیاز ترانسفورماتور کوره، مدت زمان ذوب و مصرف انرژی ویژه در طول دوره ذوب تعیین می شود، یعنی. مهمترین پارامترهای کوره که بهره وری و کارایی فنی و اقتصادی آن را تعیین می کند.

تعیین انرژی مفید برای گرمایش و ذوب فلز و سرباره.

در پایان دوره ذوب، به دلیل ضایعات و تلفات فیزیکی ناشی از سرباره خارج شده از کوره، بخشی از فلز بارگذاری شده به کوره از بین می رود. بر اساس داده های به روز شده، این تلفات Kp تا 3٪ از جرم قراضه است.

1. برای به دست آوردن مقدار مشخصی از فلز مایع، لازم است مقدار بیشتری از قراضه را در کوره بارگذاری کنید، بر اساس نسبت:

که در آن Gload جرم قراضه بارگیری شده در کوره است.

Gzh جرم فلز مایع در پایان دوره ذوب است.

Kp - از دست دادن فلز نسبت به جرم قراضه بارگیری شده در کوره،٪؛

2. انرژی مورد نیاز برای گرم کردن و ذوب ضایعات:

W1 = Gload · С1 · (tmelt - t0) + 0.278 · lz = 87.63 · 179 · (1600-50) + 750 · 0.278 = 24313152 Wh

که در آن C1 میانگین ظرفیت گرمایی ویژه ماده در محدوده اولیه است

دما تا نقطه ذوب، Wh/(kg 0С)

مذاب - دمای ذوب، درجه سانتیگراد؛

tper - تنظیم دمای سوپرهیت، 0C؛

lzh - گرمای نهان ذوب فلز مایع، کیلوژول بر کیلوگرم؛

3. انرژی مورد نیاز برای فوق گرم کردن فلز مذاب (Wh):

W2 = Gl · С2 · tper = 87.63 · 181 · 50 = 793051.5 W · ساعت

که در آن C2 میانگین ظرفیت گرمایی ویژه ماده مایع در محدوده از نقطه ذوب تا دمای بیش از حد داده شده، Wh / (kg 0C) است.

4. انرژی مورد نیاز برای گرم کردن و ذوب مواد سرباره ساز و همچنین برای گرم کردن بیش از حد سرباره مذاب برابر است با (Wh):

W3 = Gsh · (Ssh · (tper - tmelt) + lsh · 0.278) = 5.26 · (34 · (1600-50) + 752 · 0.278) = 278301.66 Wh.

که در آن Gsh جرم سرباره (کیلوگرم) گرفته شده در رابطه با جرم قراضه بارگیری شده در کوره است و به شرایط تکنولوژی مورد استفاده بستگی دارد.

Gsh = 87.63 · 0.06 = 5.26t.

5. انرژی کل دوره ذوب:

W1 + W2 + W3 = 24313152 + 793051.5 + 278301.66 = 25384505.2 Wh

تعیین تلفات حرارتی از طریق آستر:

هنگام کار با تخته نئوپان، سنگ تراشی مقاوم در برابر آتش دیوارها و طاق، فرسوده شده و با هر گرما نازک تر می شود. با فرض اینکه در پایان کار، سنگ تراشی ممکن است تا 50٪ ضخامت اصلی خود فرسوده شود، 0.75 ضخامت سنگ نسوز را در محاسبه وارد کنید. این توصیه در مورد پوشش اجاق گاز صدق نمی کند.

1. اجازه دهید جریان گرمای ویژه بخش پایینی دیوار را با ضخامتی برابر با:

0.75·0.46=0.345m.

2. ضریب هدایت حرارتی آجر منیزیت کرومیت:

دمای سطح داخلی بنایی نسوز برابر با єС، دمای هوای محیط єС گرفته می شود. دمای سطح بیرونی سنگ تراشی در اولین تقریب (برای تعیین tср) єС تنظیم می شود.

3. تحت این شرایط، ضریب هدایت حرارتی را تعیین می کنیم:

که در آن = 31.35 W/(m2K) ضریب انتقال حرارت از سطح پوشش است.

• 4. ضخامت قسمت بالایی دیوار:
• 5. دمای بدنه єС را تنظیم می کنیم و ضریب هدایت حرارتی را تعیین می کنیم:
• 6. سطح بیرونی محاسبه شده هر بخش از دیوارها برابر است با:

7. مجموع تلفات حرارتی از طریق دیواره های کوره:

برای تعیین تلفات خاص، دمای سطح داخلی پوشش اجاق گاز را t1 = 1600 درجه سانتیگراد می گیریم و با تقریب اول دمای پوشش بیرونی و همچنین دمای مرز دیرگداز و گرما را تنظیم می کنیم. لایه های عایق آستر

• 8. تلفات حرارتی از طریق پوشش حفره:
• 9. مجموع تلفات حرارتی:
• 10. تلفات حرارتی از طریق پوشش طاق:

t1=tpl=1600"C؛ t2=20"C

11. مجموع تلفات حرارتی از طریق آستر:

Qf=Qst+Qsv+ Qpad=189082+227957.23+961652.7=1378691.93W=1378.69kW

12. تلفات حرارتی توسط تشعشع قزل (kW) از طریق پنجره کار کوره توسط معادله تعیین می شود:

قزل = قزل · ق · فیزل

که در آن تابش عبارت است از اتلاف حرارت ویژه توسط تابش از یک سطح دارای انتقال دما به محیط با دمای 200

qiz = 572 W/m2

د - ضریب دیفراگم باز شدن پنجره

فیسل - سطح دریافت کننده گرما درب پنجره کار، متر مربع.

Fizl= b h=1.374 1.031=1.417m2

قزل = 572 · 1.417 · 1 = 810.524 W = 0.811 کیلو وات.

13. تلفات حرارتی خاموشی Qpr گرمایشی را می توان به صورت زیر تعیین کرد:

Qpr = (Qf + قزل + 0.5 Qg) Kn.p.=(1378.69+0.811+0.5 3298) 1.1=3331.35 کیلو وات

که در آن Qf - تلفات از طریق پوشش در طول دوره ذوب، کیلو وات.

تلفات پرتوزا از طریق پنجره کار در طول دوره ذوب، کیلو وات.

Qg - تلفات کوره با گازها در طول دوره ذوب، kW = 3298 kW.

کتاب - ضریب زیان های حساب نشده که معمولاً در محدوده 1.1 - 1.2 گرفته می شود

تعریف اول: «انرژی مجموعه سوخت و انرژی کشور است. دریافت، انتقال، تبدیل و استفاده از انواع انرژی و منابع انرژی را پوشش می دهد.

تعریف دوم: «انرژی حوزه‌ای از اقتصاد است که منابع انرژی، تولید، تبدیل، انتقال، حفظ (از جمله صرفه‌جویی) و استفاده از انواع انرژی را در بر می‌گیرد. انرژی یکی از اشکال مدیریت زیست محیطی است. در آینده، از نظر فنی حجم ممکن انرژی تولید شده عملا نامحدود است. با این حال، انرژی محدودیت های قابل توجهی در حدود ترمودینامیکی (حرارتی) بیوسفر دارد. اندازه این محدودیت‌ها ظاهراً نزدیک به مقدار انرژی جذب شده توسط موجودات زنده بیوسفر در ارتباط با سایر فرآیندهای انرژی در سطح زمین است (دوبرابر کردن این مقادیر انرژی احتمالاً فاجعه‌بار است یا در هر صورت، تأثیر بحرانی بر زیست کره خواهد داشت). مشخص شده …
حد نزدیک به 140 ¸ 150 10 12 است دبلیو(فرایندهای فتوسنتزی - 104 10 12 دبلیو، انرژی زمین گرمایی - 32 10 12 دبلیو) ، اما تأثیر انسانی خنک کننده باید در نظر گرفته شود که 150 10 12 تخمین زده می شود دبلیو، که لازم است اثر گرم شدن همان فعالیت را از آن کم کنیم که به 100 ¸ 150 10 12 نزدیک می شود. دبلیو».

مفهوم دیگر: «مهندسی برق، شاخه‌ای از مهندسی برق است که به مشکلات دستیابی به مقادیر زیاد انرژی الکتریکی، انتقال این انرژی از فاصله دور و توزیع آن بین مصرف‌کنندگان می‌پردازد. توسعه صنعت برق در مسیر احداث نیروگاه‌های بزرگ (حرارتی، هیدرولیک، هسته‌ای) که با خطوط انتقال برق فشار قوی به سیستم‌های انرژی متصل می‌شوند، بهبود شاخص‌های فنی و اقتصادی تجهیزات برای تولید، تبدیل، در حال حرکت است. و انتقال انرژی.»

انرژی که اساساً در قرن بیستم سرچشمه می گیرد، به شاخه ای حیاتی از فعالیت های انسانی تبدیل شده است. توسعه تولید انرژی ارتباط نزدیکی با مصرف دارد و یک سیستم واحد "تولید کننده-مصرف کننده" را تشکیل می دهد. تولید انرژی نمی تواند برای یک انبار کار کند. همراه با نیاز به آن رشد می کند و کمبود انرژی می تواند مانع توسعه بیشتر تمدن شود. در آغاز قرن بیست و یکم، انرژی تنها حدود 80 درصد از کل مصرف برق جهانی را تامین می کند. کمبود آن در مناطق خاصی مانع از پیشرفت بیشتر جامعه و پیشرفت تک تک ملیت ها و کشورها می شود. کمبود منابع انرژی در مناطقی از جهان نه تنها بر رفاه مادی جامعه تأثیر می گذارد، بلکه بر فضای سیاسی نیز تأثیر می گذارد. گزینه های مختلفبه اصطلاح بحران سیستمیک، تحریک درگیری های مسلحانه برای در اختیار داشتن و کنترل ذخایر طبیعی منابع انرژی (گاز طبیعی، نفت و غیره).

پیشرفت علمی و فناوری بدون وجود و توسعه انرژی و برق رسانی غیرممکن است. برای افزایش بهره وری نیروی کار، مکانیزاسیون و اتوماسیون فرآیندهای تولید از اهمیت بالایی برخوردار است. جایگزینی نیروی انسانی با کار ماشینی با این حال، اکثریت قریب به اتفاق ابزارهای فنی مکانیزاسیون و اتوماسیون دارای پایه الکتریکی هستند. بخصوص کاربرد گستردهانرژی الکتریکی برای به حرکت درآوردن موتورهای الکتریکی با مکانیسم های مختلف دریافت شد.

مفهوم "انرژی" ارتباط نزدیکی با کلمه کلیدی "انرژی" دارد: "انرژی معیاری کلی از اشکال مختلف حرکت ماده است که در فیزیک مورد توجه قرار می گیرد. برای توصیف کمی اشکال مختلف حرکتی و برهمکنش های مربوطه، انواع مختلفی از انرژی معرفی می شود: مکانیکی، داخلی، گرانشی، الکترومغناطیسی، هسته ای و غیره. در یک سیستم بسته، قانون بقای انرژی رعایت می شود. نظریه نسبیت یک ارتباط جهانی بین انرژی کاملبدن و جرم آن: ، کجا با- سرعت نور در خلاء.

اغلب مردم از دو نوع انرژی استفاده می کنند - الکتریکی و حرارتی. این نوع انرژی ها برای بشریت ضروری هستند و هر سال نیاز به آنها بیشتر می شود. در عین حال، ذخایر سوخت های طبیعی سنتی (نفت، زغال سنگ، گازها و هسته ای) محدود است. بنابراین، امروزه یافتن منابع انرژی سودآور، نه تنها از نقطه نظر سوخت ارزان، بلکه از نقطه نظر سادگی طراحی، بهره برداری، قابلیت اطمینان مواد لازم برای وجود و دوام نیروگاه ها، حائز اهمیت است.

با در نظر گرفتن تمام موارد فوق، تولید و مصرف گرما و برق را می توان به صورت شماتیک به صورت زیر نشان داد (شکل 1.1). منبعی برای تولید انرژی بالقوه 1 وجود دارد (به عنوان مثال، یک دیگ بخار در یک نیروگاه حرارتی، یک راکتور در یک نیروگاه هسته ای، یک سد در یک نیروگاه برق آبی). تولید انرژی پتانسیل به دلیل واکنش های شیمیایی در طی احتراق سوخت رخ می دهد. واکنش های هسته ای شکافتن اتم های اورانیوم یا گردش طبیعی آب در طبیعت. انرژی بالقوه به انرژی مکانیکی چرخش روتور یک توربین بخار یا هیدرولیک 2 تبدیل می شود. انرژی مکانیکیدر یک ژنراتور الکتریکی 3 به انرژی الکتریکی تبدیل می شود. سپس انرژی الکتریکی به شکلی مناسب برای انتقال در فواصل طولانی در یک پست 4 تبدیل می شود. همه این دگرگونی ها در یک مجموعه واحد به نام ایستگاه الکتریکی 5 رخ می دهد. در امتداد خطوط انتقال الکتریکی 6 (به یاد داشته باشید "خطوط برق-500 نه" معروف خط ساده") انرژی می تواند در فواصل صدها کیلومتری به نقطه مصرف منتقل شود. پست 7 نیز در اینجا نصب می شود تا انرژی الکتریکی را به شکلی مناسب برای مصرف تبدیل کرده و به مصرف کننده انتقال دهد. به عنوان مثال، برای مصرف کننده خانگی باید جریان الکتریکی در ورودی با پارامترهای 220 وجود داشته باشد. که درو 50 هرتز. انرژی حرارتی، به عنوان یک قاعده، در نیروگاه های حرارتی 5 و از طریق واحدهای دیگ بخار 9 در امتداد شبکه های گرمایش 10 با پمپ های 11 تولید می شود و به مصرف کننده 8 ارسال می شود.

دقیقاً همین تولید گرما و برق برای انسان است که برای مصرف راحت ترین و جهانی است. البته، من دوست دارم منبع انرژی فردی تر و راحت تر داشته باشم، اما، متأسفانه، وجود ندارد. و چقدر خوب است که یک منبع انرژی کوچک در جیبم داشته باشم، تا همیشه "با من" باشد، و بتوان آن را در صورت نیاز برای گرم کردن، روشنایی، آشپزی یا تماشای روشن و خاموش کرد. و گوش دادن به تلویزیون، گیرنده و غیره د. در عین حال، می توان وجود نیروگاه های عظیم و بی اثر، استخراج سوخت برای آنها، ساخت سدهایی که رودخانه ها را مسدود می کند و زمین های حاصلخیز را سیل می کند، فراموش کرد. با این حال، در حال حاضر اینها فقط رویا هستند.

برنج. 1.1. طرح تولید و مصرف گرما و برق

1- مولد انرژی پتانسیل؛ 2 – توربین 3 – ژنراتور برق 4 – ترانسفورماتورهای برق 5 – نیروگاه 6 - خطوط انتقال از راه دور 7 – پست های شبکه 8 - مصرف کننده 9 – دیگ بخار – دیگ بخار شبکه های گرمایشی. 10 – شبکه های گرمایشی; 11 – پمپ شبکه.

مشکل تامین انرژی به طور مستقیم یا غیرمستقیم منافع همه ساکنان کره زمین را تحت تاثیر قرار می دهد، حتی کسانی که هیچ ایده ای در مورد آن ندارند. انسان تنها از لحظه ای که مستقیماً شروع به مهار انرژی کرد تاج آفرینش طبیعت شد. اول مکانیکی به شکل یک اهرم چوبی. با این حال، شما نمی توانید با ماهیچه های خود دور بروید، اگرچه ارشمیدس معتقد بود که می توانید تمام جهان را وارونه کنید، فقط اگر اهرمی داشته باشید. انرژی حرارتی، که انسان به عنوان هدیه از پرومتئوس (طبق افسانه) دریافت کرد، در قابلیت های آن سودمندتر بود. اما همچنین قادر به پاسخگویی به نیازهای روزافزون بشر نبود. معلوم شد که فقط الکتریسیته می تواند در فواصل طولانی در مقادیر زیاد منتقل شود و به راحتی و به سرعت به هر نوع انرژی دیگری تبدیل شود.

از زمان پیدایش صنعت برق (اواخر قرن 19 - اوایل قرن 20)، رهبران عاقل دولت ها و جوامع دریافته اند که برای اطمینان از رشد اقتصادی، صنعت برق باید سرعت توسعه داشته باشد. این به کشورهایی که در مسیر برق‌رسانی قدم گذاشته‌اند اجازه داد تا در حوزه‌های اقتصادی، علمی، فنی، اجتماعی و فرهنگی پیشرفت کنند. با این حال، با گذشت زمان، رشد تولید صنعتی و انرژی با مشکلات زیست محیطی در تضاد بود. توسعه خودآگاهی اجتماعی و فرهنگی به ظهور وضعیتی کمک کرد که در آن برخی مخالفت ها با توسعه صنعتی و انرژی در جامعه به وجود آمد. بنابراین، یک حلقه بازخورد ایجاد شده است که بر اقتصاد تأثیر می گذارد. رشد در سطوح مصرف، که با توسعه انرژی ممکن شد، در غرب تقریباً به موازات توسعه درک ارزش زندگی انسان رخ داد. این ایده در جامعه شکل گرفت: زندگی غنیدر یک محیط طبیعی آلوده پوچ است. مبارزه برای یک محیط زیست پاک به یک عامل واقعی در زندگی بسیاری از کشورها تبدیل شده است. پیامد عملی این امر در حوزه‌های اقتصاد، سیاست و روابط بین‌الملل پدیدار شده است. به عنوان مثال، انتقال صنایع انرژی بر و کثیف به سایر کشورهای توسعه نیافته اقتصادی از طریق صادرات سرمایه.

سوالی که در بخش انرژی مورد بحث قرار می گیرد این است که آیا رقابت در بازار در صنعت برق امکان پذیر است؟ رقابت در بازار فقط بین سیستم های مستقلی که در یک جهت عمل می کنند امکان پذیر است. یک سیستم، طبق تعریف، یک وحدت عینی از اشیاء، پدیده ها و همچنین دانش در مورد طبیعت و جامعه است که به طور طبیعی به هم مرتبط هستند. در علم و فناوری، این مجموعه ای از عناصر (واحدها، مجموعه ها، دستگاه ها و غیره) است، مفاهیمی که یکپارچگی خاصی را تشکیل می دهند و تابع یک اصل راهنمای خاص هستند. چه چیزی را می توان به عنوان یک سیستم در انرژی در نظر گرفت؟ برق را نمی توان برای ذخیره سازی یا ذخیره سازی تولید کرد. اگر یک موتور الکتریکی (دستگاه، لامپ ...) در جایی روشن شود، تولید برق در نیروگاه باید دقیقاً به همان میزان افزایش یابد. بنابراین، در بخش انرژی، تولید کننده به طور طبیعی با مصرف کننده در ارتباط است و بنابراین، سیستم در اینجا باید وحدت "تولید کننده - مصرف کننده برق" را در نظر بگیرد. چگونه می توان رقابت را در چنین ارتباط سیستمی سازماندهی کرد؟ یا تبانی خواهد بود یا فریب. رقابت فقط می تواند بین سیستم های فردی سازماندهی شود که فعالیت حیاتی سیستم سوم را تضمین می کند. به عنوان مثال، نیروگاه های مهندسی برق ممکن است در ایجاد بویلرها، توربین ها و سایر تجهیزات با یکدیگر رقابت کنند. کارخانه های ماشین ابزار و غیره در یک سیستم یکپارچه انرژی جزء اصلی هر تولید است. مصرف کننده منفرد (فرد) نیز به تولیدکننده انرژی وابسته می شود. بنابراین، واگذاری بخش انرژی به دست خصوصی به معنای از دست دادن کنترل بر کشور است. انرژی باید تحت کنترل دولت باشد، همانطور که در بسیاری از کشورها چنین است. در روسیه، کنترل دولت بر بخش انرژی در حال حاضر تا حدودی ضعیف شده است. اکثر نیروگاه ها مدت طولانی است که عمر مفید خود را تمام کرده اند. در این راستا، بخش انرژی ما نیاز به ایده های جدید (طرح های جدید GOELRO) دارد، پیشرفت های جدیدی که به رشد بیشتر آن کمک می کند، که مردم را در تسلط بر موفقیت های خلاقانه و صنعتی جدید امیدوار می کند.