ZDROJE A PŘEMĚNY ENERGIE, VODNÍ STROJE Ò Ò Ò Ò Ò Ò ÒPři technické realizaci energetických přeměn existují omezení: Ò- omezení hustoty toku energie; Ò- každé technické zařízení má určitou mez, danou jeho rozměry a odolností materiálů vůči teplotě, otáčkám a elektrickému proudu, kterou nemůže překročit; Ò- problém s nízkou hustotou energie přírodních zdrojů (vítr, slunce) – nelze pokrýt celý povrch Země slunečními nebo větrnými elektrárnami; Ò- problém se skladováním energie a výkonem u přírodních forem energií (sluneční, větrná). Ò Ò Ò Ò ÒFosilní paliva se řadí mezi neobnovitelné zdroje energie. Vytvářela se po miliony let z odumřelé biomasy. ÒFosilní paliva se člení podle jejich skupenství Ò- na tuhá (rašelina, uhlí, koks, břidlice) Ò- kapalná (ropa a její produkty) Ò- plynná (zemní plyn a uměle vyrobené plyny z tuhých nebo kapalných paliv). Ò ÒObnovitelné zdroje energie - mají schopnost se při postupném spotřebovávání částečně nebo úplně obnovovat, a to samy nebo za přispění člověka Ò ÒVětrné stroje již 200 př.n.l v Persii, ve středověku mlýny na obilí. ÒVětrné elektrárny s horizontální nebo vertikální osou otáčení. ÒVětrná elektrárna: Ò- Využívá energie větru k Ò(roztočení vrtule) pohonu Òvrtule ke které je připojen Òel. generátor (alternátor). ÒMech. energie el. energii. Ò ÒVýkon: Ò cp, ρ – koeficienty, D - Ø lopatek Ò Ò Ò Ò Ò ÒZářivá energie el. energii, teplo ÒElektrickou energii lze získat ze sluneční energie: Ò- Přímou přeměnou: využívá fotovoltaického jevu, při kterém se v určité látce působením světla (fotonů) uvolňují elektrony. Tento jev nastává v některých polovodičích (např. Si, Ge, sirníku kadmia aj.). Ò- Nepřímou přeměnou: je založena na získání tepla pomocí slunečních sběračů. V ohnisku sběračů jsou umístěny termočlánky, které mění teplo v elektřinu. Ò ÒPalivový článek - pomocí slunečního záření rozložíme vodu na vodík a kyslík. Slučováním H a O se chem. energie mění na elektrickou. Ò Ò Ò Ò Ò Ò ÒVýkon fotovoltaického panelu je závislý na mnoha faktorech –natočení panelu, zeměpisné poloze apod. ÒSluneční elektrárna: Ò Ò Ò Ò Sluneční pec na tavení kovů: Ò Ò Ò Ò ÒVoda je nositelem energie mechanické, vnitřní energie tepelného pohybu molekul a energie chemické. Ò ÒJako vodních strojů, s velmi dobrou účinností (až 95%), se k využití energie (kinetické) z vodních zdrojů využívají vodní turbíny, jejichž provoz je zcela ekologický. Ò ÒVodní turbíny jsou rotační lopatkové stroje, v nichž se využívá energie vody, která mění svou potenciální energii na kinetickou a ta se odvádí ze stroje jako kroutící moment přes hřídel (nejčastěji na alternátor k výrobě el. energie). Ò ÒVodní turbína je tvořena rozváděcím zařízením a tryskami, nebo natáčivými rozváděcími lopatkami, a oběžným kolem s pevnými nebo natáčivými lopatkami. ÒPodle tlaku v rozváděcím a oběžném kole může být turbína: Ò- rovnotlaká (akční), Ò- přetlaková (reakční). Ò ÒVodní turbíny (nejběžnější typy): Ò- Peltonova turbína Ò- Francisova turbína Ò- Kaplanova turbína Ò Ò Ò Ò Ò ÒPeltonova a Francisova turbína: Ò Ò Ò Ò VODTUR6 ÒKaplanova turbína (horizontální a vertikální): Ò Ò Ò Ò ÒPeltonova turbína - rovnotlaká turbína. Voda proudí na oběžné lopatky tvaru dvojité misky z jedné nebo více trysek (1 - 6 trysek). Oběžné kolo se otáčí v prostoru s konstantním tlakem. Turbína je vhodná pro velké spády(pro vysokotlaká vodní díla se spádem 100 až 1000 m). ÒFrancisova turbína - univerzální turbína. Lze použít pro spád 1 až 2 m, ale i pro velké spády (pro vysokotlaké díla až 500 m). Oběžné kolo má pevné lopatky, tvarově značně složité. ÒKaplanova turbína - přetlaková vrtulová turbína. Lopatky lze natáčet tak, že každé poloze rozváděcích lopatek odpovídá nastavení oběžných lopatek vrtule. To se příznivě projevuje na vysoké účinnosti turbíny. Ò Ò Ò Ò Ò ÒHydroelektrárna (vodní elektrárny) - vodní dílo, obsahuje přívod vody kanálem, štolou nebo potrubím, zařízení na zvyšování hladiny, strojovnu, zařízení na čistění vody, potřebná uzavírací zařízení a odpadní kanál. Podle spádu jsou vodní díla: Ò- nízkotlaká (do 15m), Ò- střednětlaká (do 60m – obr.2), Obr. 2 Ò- vysokotlaká (nad 60m – obr. 1). ÒObr.1 Ò Ò Ò Ò Ò ÒMechanika kapalin a plynu je častí obecné mechaniky, stejně jako mechanika tuhých těles. Zabývá se rovnováhou sil za klidu a pohybu tekutin. ÒZákladním rozdílem mezi tekutinou a tuhým tělesem je pohyblivost molekul kapalin a plynu. Tekutina je látka, která nemá vlastní tvar a za působení nepatrných tečných sil se částice tekutiny snadno uvedou do pohybu. ÒTekutiny se dělí na: Ò1. nestlačitelné, které působením tlaku, normalných sil, jen nepatrně mění svůj objem - kapaliny. Ò2. stlačitelné a rozpínavé, které vyplňují vždy celý objem nádoby – vzdušniny. Ò Ò Ò ÒK dopravě tekutin se využívá mechanického zařízení - stroje, který dodává kinetickou energii tekutině, která přes něj protéká. Ò ÒZákladní rozdělení hydrostatických čerpadel: Ò- s vratným posuvným pohybem (pístová a plunžrová), Ò- s rotačním pohybem (zubová, lamelová). - -Pístové č. Zubové č. - Ò Ò Ò Ò Ò ÒZákladní rozdělení hydrodynamických čerpadel: Ò- s axiálním oběžným kolem (vrtulové), Ò- s radiálním oběžným kolem (odstředivé). ÒVrtulové č. Odstředivé č. Ò Ò1- oběžné Òkolo Ò Ò2- stator Ò Ò ÒPístové a plunžrové čerpadlo: vysokotlaká čerpadla na dopravu čistých médií - vod, olejů, emulzí a jiných kapalin. Ò Ò ÒZubové čerpadlo: čerpadlo na čerpání viskózních kapalin (olejů, maziv, lepidel apod.). Používá se i v hydraulických systémech – hydraulika stavebních strojů (bagry), olejové čerpadlo u aut. Ò Ò ÒOdstředivé čerpadlo: vhodné k dopravě kapalin – vody, olejů. ÒPoužití hlavně tam, kde se ve velkém množství čerpá voda. Konstrukce většiny vodních, ponorných a kalových čerpadel využívá tohoto principu. Ò Ò ÒOdstředivé čerpadlo: vhodné k dopravě kapalin – vody, olejů. Ò Ò1 – sací koš s klapkou Ò2 – ochrana před suchoběhem Òochrana před poškozením Ò3 - čerpadlo Ò Ò ÒLiteratura: Ò[1] Janalik,J., Šťáva,P. Mechanika tekutin. VŠB TU: Ostrava, 2002. Òhttp://www.kvm.tul.cz/studenti/texty/uvod_do_strojirenstvi/kap6.pdf Òhttp://hestia.energetika.cz/encyklopedie/3.htm Òhttp://www.vetrne-elektrarny.com/ Òhttp://www.alternativni-zdroje.cz/slunecni-solarni-elektrarny.htm Òhttp://cink-hydro-energy.com/cz/turbiny-ossberger?page=pelton Òhttp://eshop.hcscentrum.cz/uni-4/dark-21-2 Ò Ò Ò Ò Ò Ò Ò ÒLiteratura: Òhttp://www.cerpadla-shop.cz/zubova-cerpadla/zubove-cerpadlo-cf-287.html Òhttp://www.envicomp.cz/produkty/cerpadla/davkovaci_cerpadla/OBL/plunzrova.html Òhttp://automatizace.hw.cz/principy-prumyslovych-cerpadel-1dil-zubova-cerpadla Òhttp://automatizace.hw.cz/principy-prumyslovych-cerpadel-4dil-odstrediva-cerpadla Òhttp://www.pumpa.cz/cz/3-domaci-vodarna Ò Ò Ò Ò Ò Ò Ò Ò Ò