Energias renovables capitulo 4

PROBLEMAS RESUELTOS
ALUMNO: HOSPINAL CAMARENA SANTIAGO
4.1 Una microturbina de gas natural como combustible tiene una eficiencia global del 26% cuando expresados ​​sobre una base LHV. Utilizando datos de la Tabla 4.2, busque la eficiencia expresados ​​sobre una base HHV.
eficiencia termica HHV=eficiencia termica LHV×LHVHHV
eficiencia termica HHV=0.26×0.9010
eficiencia termica HHV=0.23=23%4.2 Sobre una base HHV, una de 600 MW de carbón planta de energía tiene un índice de calor de 9.700 Btu / kWh. El carbón se quema en particular tiene un LHV de 5957 Btu /
lbm y un HHV de 6,440 Btu / lbm.

a. ¿Cuál es su eficacia HHV?
eficiencia HHV= 3412BTU/KWh9700BTU/KWh=0.3517=35%

b. ¿Cuál es su eficaciaLHV?
LHVHHV=5957BTU/lbm6440BTU/lbm=0.925
eficiencia termica HHV=eficiencia termicaLHV×LHVHHV
0.35=eficiencia termica LHV×0.925
eficiencia LHV=0.378=38%
c. ¿A qué tasa va a carbón tienen que ser suministrados a la planta (toneladas / hr)?
Conversionde BTU/lbm a KJ/kg
HHV=6440×2.326KJkg=14975KJkg
14975KJkg×m=600MW
14975KJkg×m=600×103×KJS×3600SH
m=600×3600×103Kg14975H
m=0.1442TH
4.4 Suponga que 200 gpm de agua se toma de un arroyo y se entregan a través de 800 pies de3 pulgadas de diámetro, tubería de PVC con un pie turbine100 inferior a la fuente. Si la turbina / generador tiene una eficiencia del 40%, encontrar la eléctrica poder que se entrega. En un mes de 30 días, la cantidad de energía sería siempre?
P=n×Q×HN10
P=0.4×200×100-6×810=410W
En un mes
410W×24H×30Diasmes=295.2KWh

4.5 El sitio en el problema 4.4 tiene un caudal de 200 gpm cambio, laelevación de 100 pies, y 800 pies de longitud de la tubería, pero no hay pérdidas por fricción excesiva en la tubería.

a. ¿Qué diámetro de la tubería interna que mantener el flujo a menos de la recomendada
velocidad de 5 m / seg.
Q=200gpm=0.0126m3s
Q=V×A
Q=V×π×D24
0.0126m3s=5ms×π×D24
D=0.056m=2.23 in

b. Asumiendo disponibles localmente tubos de PVC se presenta en 1-in incrementos dediámetro (2 in y 3-in, etc), elegir un tamaño de la tubería más cercana al diámetro recomendado
La recomendada seria D=2 pulg
c. Encuentra las kWh / mes entregado por la turbina de 40% de eficiencia / generador.
P=0.1×200×100010=800W
En un mes
800W×24H×30Diasmes=576KWh

d. Con una rueda Pelton de 4 boquillas, jets de diámetro lo que sería la adecuada?
g=32.2fts2; Q=200gpm=0.445pies3/sd=0.949g×HN1/4Qn
d=0.94932.2×1001/40.4454
d=0.0418pies=0.5in

4.6 La ecuación de flujo rectangular vertedero se basa en h altura sobre el agua muesca que por lo menos 2 pulgadas, mientras que la anchura de la muesca debe ser al menos 3 h. Diseño de una muesca (ancho y alto) que será capaz de medir el máximo flujo cuando el caudal mínimo se estima en 200 gpm. Lo máximo caudal podría tenercabida?

Q=2.9w-0.2hh3/2
Para h minimo =2 in
w=2002.9×23/2×0.2×2=24.7
h<w3=24.73=h=8.2in
Qmaximo
Q=2.924.7-0.2x8.28.23/2
Q=1580gpm

4.7 entalpías uso de la Tabla 4.6 para calcular los valores de calentamiento siguientes
(KJ / kg) cuando se oxidan a CO2 y H2O:

a. LHV de H2 (peso molecular (MW) = 2.016)
H2+O2→ CO2+HO2
0+0→ -393.5+.-285.8
∆H=-393.5+.-285.8-0
∆H=-679.3 KJ/mol H2LHV=679.3KJ/mol -44KJ/mol 2.016g/mol×1000gkg=315,129KJ/Kg
b. HHV del H2
HHV=679.3KJ/mol 2.016g/mol×1000gkg=336,954KJ/Kg
c. LHV del metano, CH4 (PM = 16.043)
CH4+2O2→ CO2+2HO2
-74.9+2X0→ -393.5+2.-285.8
∆H=-393.5+2.-285.8--74.9+0
∆H=-890.2KJ/mol CH4
HHV=890.2KJ/mol 16.043g/mol×1000gkg=55490KJ/Kg
LHV=890.2KJ/mol -44KJ/mol 16.043g/mol×1000gkg=52730KJ/Kg

d. LHV de metanol líquido CH3OH (PM =32.043)
CH3OH+32O2→ CO2+2HO2
-238.7+32X0→ -393.5+2X-285.8
∆H=-393.5+2.-285.8—(238.7+0)
∆H=-726.4KJ/mol CH3OH
LHV=726.4KJ/mol -44KJ/mol 32.043g/mol×1000gkg=21195.7KJ/Kg

e. HHV de metanol, CH3OH (l)
HHV=726.4KJ/mol 32.043g/mol×1000gkg=22669.5KJ/Kg

4.8 Suponga que una célula de combustible de metanol forma de agua líquida en su funcionamiento. Asumiendotodo está en condiciones STP:...