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

1675

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. Olet toisen kanssa

      ...ja minä yhä vain sinua kaipaan. Tiedän ettet ole onnellinen siellä. Älä hukkaa aitoa onnea ja rakkautta hukkaan vain
      Ikävä
      224
      1556

    2. Näytit taas lihoneen.

      Tynnyri se vaan kasvaa.
      Ikävä
      29
      1403

    3. Kuka teistä on paras nainen

      A-nainen? J-nainen? K-nainen? M-nainen? S-nainen? Vai kenties joku muu...? 😊
      Ikävä
      61
      1269

    4. Immu otti pataan

      Olen pettynyt, hänen piti viedä Stagalaa kuin litran mittaa - mutta kuinka kävikään? Voi hemmetti sentään.... Ääääääh!
      Kotimaiset julkkisjuorut
      69
      1227

    5. Onko jotain mistä

      Olet huolissasi kaivattusi suhteen?
      Ikävä
      78
      1204

    6. Osaako joku selittää tätä

      Että miksi mulle on joka toinen ventovieras ihminen tyly ainakin ilmeillään ja eleillään?
      Ikävä
      75
      1172

    7. Jos me joskus nähtäisiin

      niin ei kai sen vielä tarvitsisi merkitä sen enempää? Ja voihan olla ettei kumpikaan enää siinä vaiheessa edes haluaisi
      Ikävä
      103
      1163

    8. Koska vietät

      Yhteisen yön kaivattusi kanssa?
      Ikävä
      54
      998

    9. Lesken uusi

      Onko totta että puolangan kunnalla töissä ollut mies joka kuoli niin sen vaimolla jo uusi lohduttaja. Pitäneekö paikkans
      Puolanka
      18
      962

    10. Persun suusta:"Köyhät on luusereita ja ansaitsevat köyhyyden"

      Ministeri Juuston apulainen näin uhoaa. Mitäs siinä. Kyllä on jo tiedetty muutaman vuoden hallitustyön pohjalta että per
      Lieksa
      175
      855
    Aihe
    TietosuojaselosteKäyttöehdotEvästeasetuksetSäännöt