Lämpövoimakone

Tumpelo

Mitenkäs höyrykoneesta saatu teho yksinkertaisesti lasketaan?

Tiedän että on olemassa monenlaisia höyrykoneita ja että nykyisissä höyry saatenaan niin kuumaksi, että se tulistuu, jolloin se on kauttaaltaan kaasumaista.

Tarkoitan nyt kuitenkin ihan yksinkertaisesti sitä, että eikös kysymys ole pääasiassa siitä energiasta, jonka olotilan muutos (höyrystyminen) vaatii. Höyrystymislämpöhän on huomattavasti suurempi kuin lämpötilan nostamiseen tarvittava lämpö sadallakin asteella.

Energiahan saadaan ulos, kun höyry palautetaan viilentämällä takaisin nesteeksi.

Kun höyryn tiivistyminen vedeksi tuottaa 2260 kJ vesikiloa kohti, montako kilojoulea on teoreettisesti saatavissa lämpövoimakoneen avulla ja miten se lasketaan? Eikös osa mene joka tapauksessa lauhdutusveden lämpötilan nousuun?

9

1716

Äänestä

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • Jonsson.

      Höyrykoneen akseli on kytketty kitkajarruun, jonka vääntövarsi on 1 m ja siihen kytketyssä jousivaa'assa lukee 100 kg. Koneen kierrosnopeus on 1000 r/min. Montako hevosvoimaa saadaan höyrykoneesta ulos.

      P = F 2 PII r n

      F = voima = 100 kg = 1000 N
      r = vääntövarsi = 1 m
      n = kierrosluku = 1000 r/min = 16.7 r/s

      P = 1000 x 2 x 3.14 x 1 x 16.7 = 105 kW

      Ja muunnetaan kilowatit hevosvoimiksi jakamalla 0.736:llä

      P = 142 hv

      -----------------------

      Tämä oli tietenkin antoteho. Jotta päästään varsinaiseen sykliin käsiksi pitää huomioida kitkasta ja kaikesta muusta aiheutuvat häviöt, joka voidaan huomioida vaikkapa koneen hyötysuhteena.

      Näin päästään prosessin tehoon ja energioihin käsiksi.

      ----------------------------

      Höyrykoneen toimintaa käsitellään teoreettisesti Rankine-syklin avulla (ks. Google) ja tähän tutustumalla pystyy lopulta määrittelemään erilaiset höyryn ja lämmön tarpeet, kun arvioi höyrykoneen hyötysuhteeksi jotain yleistä. Ja huomioi, että kyseessä ei ole ideaalinen Rankine-sykli.

      • Tumpelo

        Kiitos vastauksesta. Tuossa on kyllä lähdetty liikkeelle eri suunnalta kuin mitä minä tarkoitin.

        Jos siis otetaan esimerkiksi tuo 2260kJ vesikiloa kohti (tiivistymislämpö), niin kuinka paljon SIITÄ on saatavissa energiaa ulos lämpövoimakoneen avulla?

      • Tumpelo
        Tumpelo kirjoitti:

        Kiitos vastauksesta. Tuossa on kyllä lähdetty liikkeelle eri suunnalta kuin mitä minä tarkoitin.

        Jos siis otetaan esimerkiksi tuo 2260kJ vesikiloa kohti (tiivistymislämpö), niin kuinka paljon SIITÄ on saatavissa energiaa ulos lämpövoimakoneen avulla?

        En minä ainakaan saa googlettamalla Rankine-syklistä juuri mitään irti.

      • Erkko
        Tumpelo kirjoitti:

        Kiitos vastauksesta. Tuossa on kyllä lähdetty liikkeelle eri suunnalta kuin mitä minä tarkoitin.

        Jos siis otetaan esimerkiksi tuo 2260kJ vesikiloa kohti (tiivistymislämpö), niin kuinka paljon SIITÄ on saatavissa energiaa ulos lämpövoimakoneen avulla?

        Hyötysuhdettako haet?

        Tuli vain sellainen mieleen, että voimalaitoksissa käytetään (kuten aina jotta saadaan tulistettua höyryä) todella suuria paineita. Eli vesihöyry on suuressa paineessa satoja baareja. Veikataan vaikka 500bar. Ja höyry on paljon kuumempaa kuin tavallinen vesihöyry. veikkaus 500°C. Tällöin saadaan tuohon höyryyn enemmän energiaa. Näillä tiedoillahan ei ole mitään merkitystä, jos haluat tietää hyötysuhteen..

      • Yusa
      • ihminen
        Erkko kirjoitti:

        Hyötysuhdettako haet?

        Tuli vain sellainen mieleen, että voimalaitoksissa käytetään (kuten aina jotta saadaan tulistettua höyryä) todella suuria paineita. Eli vesihöyry on suuressa paineessa satoja baareja. Veikataan vaikka 500bar. Ja höyry on paljon kuumempaa kuin tavallinen vesihöyry. veikkaus 500°C. Tällöin saadaan tuohon höyryyn enemmän energiaa. Näillä tiedoillahan ei ole mitään merkitystä, jos haluat tietää hyötysuhteen..

        Höyrykoneella ja ihmisellä on kutakuinkin samansuuruinen hyötysuhde - 22...25%.

      • Tumpelo
      • tämän laita?
        Erkko kirjoitti:

        Hyötysuhdettako haet?

        Tuli vain sellainen mieleen, että voimalaitoksissa käytetään (kuten aina jotta saadaan tulistettua höyryä) todella suuria paineita. Eli vesihöyry on suuressa paineessa satoja baareja. Veikataan vaikka 500bar. Ja höyry on paljon kuumempaa kuin tavallinen vesihöyry. veikkaus 500°C. Tällöin saadaan tuohon höyryyn enemmän energiaa. Näillä tiedoillahan ei ole mitään merkitystä, jos haluat tietää hyötysuhteen..

        Tuli mieleen kaava (T1-T2)/T1 (muistaakseni noin), mutta mitäs sillä laskettiinkaan?

        Ei kai sentään hyötysuhdetta, koska olisi järjetöntä verrata lämpötilaeroa teoreettiseen lämpötilaeromaksimiin.

        Vähän samaa, jos vesivoimalaitoksen hyötysuhdetta ilmaistaisiin pudotuskorkeuden suhteella matkaan maapallon keskipisteeseen.

        Mutta kun noista kouluajoista on kauan, en oikein muista että mitä tuolla lausekkeella ajettiin takaa.

      • hyötysuhde
        tämän laita? kirjoitti:

        Tuli mieleen kaava (T1-T2)/T1 (muistaakseni noin), mutta mitäs sillä laskettiinkaan?

        Ei kai sentään hyötysuhdetta, koska olisi järjetöntä verrata lämpötilaeroa teoreettiseen lämpötilaeromaksimiin.

        Vähän samaa, jos vesivoimalaitoksen hyötysuhdetta ilmaistaisiin pudotuskorkeuden suhteella matkaan maapallon keskipisteeseen.

        Mutta kun noista kouluajoista on kauan, en oikein muista että mitä tuolla lausekkeella ajettiin takaa.

        Kyseessä on Carnot hyötysuhde. Se kertoo teoreettisen maksimin normaalin lämpövoimakoneen hyötysuhteelle. Eli tämän suurempaa hyötysuhdetta ei ole mahdollista saavuttaa (toistaiseksi ei ainakaan tiedetä miten).

        Tätä näin saatua hyötysuhdetta vielä heikentävät paitsi lämpövuodot myös mekaaniset ja virtauskitkat.

        Laskiessa lämpötilat tulee todellakin ilmoittaa kelvineinä.0 celsius astetta on 273.15 kelvin astetta, asteväli on sama. Näin esim, 100 c = 373.15 K.

        Laskurilla voi kokeilla esim, että hyötysuhde paranee, kun alkulämpötila kasvaa. Tässä myös selitys sille, että suositaan niin korkeita lämpötiloja kuin saadaan tai materiaalit kestävät.

        Alla linkki kätevään laskuriin, ja ompa siellä kuvaus Carnot kiertoprosessistakin.

        http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/thermo/carnot.html

    Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.

    Takaisin ylös

    Luetuimmat keskustelut

    1. Diesel-ammattilainen kehuu Sanna Marinia

      "Sanna Marinin (sd) hallitus loi neljä vuotta sitten väliaikaisen polttoaine­tuki­järjestelmän, kun energianhinnat nousi
      Maailman menoa
      36
      2799

    2. Pitkänperjantain kunniaksi tekoälyn analyysi Riikka Purran kirjoituksesta

      🧠 Mitä se kertoo "riikka"-nimimerkin lähijunassa tapahtuneesta? 1. Asenteellinen ja epäasiallinen sävy: Kirjoitus purs
      Maailman menoa
      19
      2605

    3. 100 prosentin perintövero korjaisi myös Hitas-ongelman

      Moni ei uskalla kieltäytyä perinnöstä maineen menettämisen uhalla, joten sitten tulee näitä tilanteita, joissa joutuu es
      Maailman menoa
      43
      2298

    4. Riikan antisakset leikkaavat bensan hintaa ylöspäin

      Sannan aikoina bensaa sai 1,3 euron litrahinnalla ja Riikka leikkasi sen euron ylemmäksi reiluun 2 euroon. Joko on saks
      Maailman menoa
      20
      1881

    5. Iso poliisioperaatio Lapualla

      Paikalla oli silminnäkijän mukaan myös kolme ambulanssia. https://www.is.fi/kotimaa/art-2000011924650.html Onko virpo
      Lapua
      39
      1666

    6. Olen aika varma

      että meidän tiemme risteäminen oli ainutkertainen tapahtuma elämässäni. En tule koskaan kohtaamaan ketään muuta, joka sa
      Ikävä
      51
      1575

    7. Oletko nähnyt hänet ilman...

      Vaatteita!?
      Ikävä
      38
      1503

    8. Sukupuolineutraalit liikennemerkit yksi persujen älynväläys

      Samassa rytäkässä kaikki syrjäseutujen bussipysäkkien liikennemerkitkin vaihdettiin, vaikkei bussia ole liikennöinyt enä
      Maailman menoa
      25
      1373

    9. Oon niin surullinen

      Ettei meistä tullut sitä mitä toivoin
      Ikävä
      34
      1281

    10. Mitä sitten odotat

      Jos seurailet vain tekemisiäni
      Ikävä
      26
      1181
    Aihe
    TietosuojaselosteKäyttöehdotEvästeasetuksetSäännöt