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

1684

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. Martinan uusi poikakaveri

      Sielläpä se sitten on. Instastoorissa pienissä speedoissa retkottaa uusin kulta Martinan kanssa. Oikein sydämiä laitettu
      Kotimaiset julkkisjuorut
      205
      3121

    2. Suomessa helteet ylittää vasta +30 astetta.

      Etelä-Euroopassa on mitattu yli +40 asteen lämpötiloja. Lähi-Idässä +50 on ylitetty useasti Lämpöennätykset rikkoutuva
      Maailman menoa
      239
      1600

    3. Laita mulle viesti!!

      Laita viesti mesen (Facebook) kautta. Haluan keskustella mutta sinun ehdoilla en halua häiriköidä tms. Yhä välitän sinus
      Ikävä
      93
      1451

    4. Millaisessa tilanteessa olisit toiminut toisin

      Jos saisit yhden mahdollisuuden toimia toisin?
      Ikävä
      89
      1349

    5. Vanhemmalle naiselle

      alkuperäiseltä kirjoittajalta. On olemassa myös se toinen joka tarkoituksella käyttää samaa otsikkoa. Ihan sama kunhan e
      Ikävä
      46
      1314

    6. Fazer perustaa 400 miljoonan suklaatehtaan Lahteen

      No eipä ihme miksi ovat kolminkertaistaneen suklaalevyjensä hinnan. Nehän on alkaneet keräämään rahaa tehdasta varten.
      Maailman menoa
      155
      1228

    7. Ajattelen sinua tänäkin iltana

      Olet huippuihana❤️ Ajattelen sinua jatkuvasti. Toivottavasti tapaamme pian. En malttaisi odottaa, mutta odotan kuitenkin
      Ikävä
      12
      1168

    8. Ökyrikkaat Fazerit saivat 20 MILJOONAA veronmaksajien varallisuutta!

      "Yle uutisoi viime viikolla, että Business Finland on myöntänyt Fazerille noin 20 miljoonaa euroa investointitukea. Faze
      Maailman menoa
      123
      999

    9. Miehelle...

      Oliko kaikki mökötus sen arvoista? Ei mukavalta tuntunut, kun aloit hiljaisesti osoittaa mieltä ja kohtelit välinpitämät
      Ikävä
      89
      922

    10. Tuntuu liian hankalalta

      Lähettää sulle viesti. Tarvitsen apuasi ottaa koppi tilanteesta. Miehelle meni.
      Ikävä
      44
      803
    Aihe
    TietosuojaselosteKäyttöehdotEvästeasetuksetSäännöt