Модерните технологии и производство
Водоеми и язовири. Водни колела
Construct язовири мъж научили отдавна: най-старата каменна язовир в Египет е построена през IV хилядолетие преди новата ера. д. Язовири са необходими за поддържане на резервоара, от който се доставя вода до областта. Най-големият резервоар на Древен Египет - Мерида езеро заема площ от около 12 km2.
Язовири и резервоари за воденици се появили по-късно - едва през Средновековието.
Язовир мелница нужда, от една страна, да се създаде необходимото налягане на водата - разликата между нивото на водата в пред и зад язовирната стена. По-голямата налягането на водата, (при равни други условия) за мощността на вода мелница колело. Второ, това се случи преди резервоара язовирната служи като акумулатор хидро и подравнява сезонни колебания воден поток. В крайна сметка, количеството на водата в реката се променя от месец на месец и от година на година. Резервоарът съхранява вода при висока вода и го дава в сухи месеци.
Резервоари са много различни: те заемат площ от няколко декара до няколко хиляди квадратни километра. Малък резервоарните наречени езера. В СССР около 1000 резервоари на повече от 1 км 3. От тях 150 са с обем от повече от 100 km 3. Най-голямата ни резервоар - Kuibyshevskoe, Rybinskoe, Volgogradskoye, Tsimlyanskoe, Kakhovske и най-големият - Bratskaya ВЕЦ - има обем от около 170 km 3 и площ водна повърхност - 5470 km 2. най-високата язовир в света (височина 310 m) е построен в Съветския съюз по река Вахш.
Водни колела, с помощта на които се издигне до областта на водоснабдяването, са били известни в древността на Изток: Египет, Китай и Индия. Ето как аз ги описва инча Преди новата ера. д. Римски архитект Vitruvii "към външната част на колелата са фиксирани острие която работи му удар вода и който се върти на чертежа, така че водата и повишаване на по-висока надморска височина, тя изпълнява изискванията за работа без да е необходимо ден работници на пътечката за бягане, единствено действието на много същи. вода. " Тези колела са запазени в някои села от Азия и Африка.
Водни мелници за зърно се появили много по-рано от вятъра. Състоянието на Урарту, която е на територията на настоящото Армения, те са били известни в VIII. Преди новата ера. д. В Русия, воденици са споменати в документите на XIII век. но не и като новост, а като посредствен устройство -by Очевидно, те изглеждаха много по-рано.
И вода вдигане на колела, и колелата на първите воденици са захапка. ос на колелото се намира над нивото на водата и вода се притиска към долната острието. Тези колела не са изисквали язовири: те обикновено са монтирани на страната на сградата построена на брега или на две лодки, застанали на котва. Дори и най-големият колелото вече не трябва мощност 10-15 кВт и енергия лошо поток използва: ... N тях г да не надвишава 0.35%.
През 1770-1780 GG. Български изобретател KD Фролов построена ВЕЦ, състоящи се от няколко колела с различни диаметри. Те доведе до движение на помпи за изпомпване на вода 3, 4, 2 и дъскорезница rudopodemnik 1.
По-съвършен, с к. Н. Д. 0.75%, той е изобретен много по-късно, през Средновековието, колело пълнител. Водата влиза от по-горе (verhneboynoe колело) или около нивото на ос (sredneboynoe колело) на. За да работите с тези джанти са необходими язовир.
В разцвета на строителството на водни колела идва в края на XVIII - средата на XIX век. Водата е то основната мощност база на индустрията. В България, например, в мината на Алтай Змеиногорск талантлив изобретател KD Фролов, построена през 1770-1780 GG. грандиозен в хидравличната система, състояща се от няколко колела с различни диаметри, от които обработката помпи за изпомпване на вода, rudopodemnik и дъскорезница времето. Най-голямото колело, основните от които е с диаметър от 17 метра (височината на сградата на 6-етажна!), Имаше подземен в специално изградени клетки.
Втората третина на XIX век. подмяна на водни колела трябва да развият значително по-голяма мощност хидравлична турбина. Въпреки това, някои водни колела са оцелели до началото на XX век.
Първият хидравлична турбина, или по-скоро на модела турбини, е построена от унгарски физика и математика Янош Segner през 1750 до високи вертикални съдове Segner спойка дъното две извити в противоположните страни на тръбата. Вода се излива в съда, произтичащи от тръбите и отката - реагиране - въртящ се съд. В училището на физически офиси и сега все още може да се види реакцията на турбината: Segner колело, с помощта на които демонстрират принципа на реактивен двигател.
Segner е теоретично обосновано работата си турбина, и по-дълбоко, разработена теорията на реактивни турбини в 1751 на Санкт Петербург математик Леонард Ойлер празнува. Учи законите за движение на флуида в колелото на турбината и разработи схема, различна от Segner, турбина дизайн.
Тя ще се състои от две части - направляващи лопатки на (стационарна кръгла решетка, състояща се от лопатки и осигуряване на необходимата посока на флуидния поток) и въртящо се колело с лопатки. И лопатки по плавно извити, така че да не се пречи на изтичането на вода възможно най-бързо. А течаща вода, е известно, че притежават кинетична енергия. Постигане на лопатките на колело, това му дава енергия и да го кара да се върти.
Въпреки това, за изграждане на турбина Ойлер не го направи: той е бил теоретик, а не механично практики. Но идеята си беше толкова успешна, че преобладаващата част от турбините, и все още се основава на схемата на Ойлер. Първият подобен турбина 4.5 кВт е създал френски инженер Б. Furneron в 1827 г. Такива турбини се наричат реактивни. Реактивен посока hydroturbine на потока на течността в работното колело е разделена на аксиално и радиално-аксиален.
Дизайнът на съвременния радиално-аксиален реактивен хидравлична турбина е следният. Ножове за употреба лопатки съдържат колело с лопатки. Минавайки насочващи лопатки, водата удря остриетата се движат радиално на оста на колелото, а след това се обръща и се изпълнява по оста. Затова турбина и призова радиално-аксиален. За регулиране на потока вода и по този начин мощността на машината, лопатките на направляващия апарат направени ротационни.
Най-голям турбина от този тип за налягане (т. Е. височина вода колона над колелото) между 30 и 500 m дизайн и изграждане в нашата страна. За водноелектрически Krasnoyarsk генерирани от турбина 508 MW, за електроцентралата - 650 MW.
През 1920 г. австрийски инженер V. Kaplan предлагат различен тип реакция турбина - аксиален пропелер. Той подобрява други инженери, и стана Kaplan (с въртящи се остриета). Той се оказа най-подходяща за относително ниско налягане (3 до 80 m), т. Е. За язовири, изградени върху гладки реки. Най-големият от турбината Съветския Каплан е с мощност от 385 MW.
Разрез хидроелектрическа централа.
Схема на най-големите в Европа, каскадата Волга.
Чрез получаване ВЕЦ вода се подава през тръби, канали, тунели. На снимката: Hramskaya ВЕЦ тип отклонение.
Дистанционно управление ВЕЦ.
ВЕЦ нарича деривационен (от латинската дума "деривация" - отхвърли).
Понякога, след като шефът на деривативни ВЕЦ няколко станции: вода преминава през последователно. Оказва се, каскада от водноелектрически централи, като Кавказ Inguri.
ВЕЦ широко разпространена и в равнинните реки Енисей, Ангара, Волга, Кама и други реки.
На бреговете на моретата се изгради приливна електроцентрала (ТЕЦ). Те също са на разположение и язовир и резервоар, че водата изпълва при прилив, и след това изтича при отлив.
В Съветския съюз първото експериментално приливна капацитет мощност от 400 кВт е изготвено през 1968 г. (Колския полуостров). Този пилотен PES: го изследвали ефективността на такива станции. В чужбина, най-голямата приливна електроцентрала построен във Франция през 1967 г. на брега на река Run, неговата мощност - 240 мегавата. Идеята за използване на приливите и отливите не е нещо ново: в XI век. водни колела Венеция бяха приведени в действие от приливите и отливите.
И накрая, има gidroakkumupiruyuschie ВЕЦ. Това са сгради, където електрическото потребление на енергия през деня е много неравномерно. Особеността на тези ВЕЦ-ове, е, че те са инсталирани обратими хидравлични единици, които могат да работят като генератори, и като електрически водни помпи. Когато консумацията на енергия е малък, хидравличен блок помпи вода от резервоара към горния резервоар получаване на електрическа енергия от друга електрическа енергия (например, топлина). Когато потребителят се нуждае количество електроенергия, която не може да се развива топлинна енергия, водноелектрическа ВЕЦ започне да работи като генератор на ток - работи с вода тече от горния резервоар. Някои водноелектрическа енергия натрупване на повече от 1,5 GW. В СССР са инсталирани обратими водноелектрически единици на издигната в горната зона водноелектрическа Киев.
Водноелектрически централи позволяват интегрирано използване на водните ресурси на реките. Благодарение на язовира и резервоара до голяма степен е решен проблема с водоснабдяването сухите региони на Централна Азия, Кавказ, Украйна, Поволжието; Те започна да се доставя цялата си курс на Волга, Кама, Дон, Днепър, и по този начин се създава единен дълбока река мрежа от европейската част на СССР. Следващата стъпка - изграждането на водноелектрическа централа в река Амур и други реки на Далечния изток, на Колима. Благодарение на много реки язовири елиминирани пролетните наводнения, носейки големи щети на националната икономика, и в сухи години, вода неизменно продължава да тече в системата за напояване.
Водноелектрически централи произвеждат сега около 16% от всички електрическа енергия в СССР. Въпреки това, поради факта, че изграждането на топлинни и атомни електроцентрали, е особено голямо темпо, той е роля в общото производство на енергия постепенно ще намалее. Но значително да се увеличи стойността на водноелектрически централи в опазването и управлението на ресурсите от питейна вода.
Вече някои райони на страната липсва водата, особено през лятото, и хидро се планира по такъв начин, че да се максимизира се вземат предвид интересите на промишлеността и предлагането на градската вода. Учените вярват, че преди края на ХХ век. трябва да прехвърлите малко вода първо Европа и след това сибирските реки към сухите региони на страната.
Той също така ще изисква изграждането на нови места в съответните резервоари.
Свързани статии