Kurs TEP4195 TURBOMASKINER

Like dokumenter
Løsningsforslag: Kurs TEP4195 TURBOMASKINER. NTNU Institutt for Energi- og Prosessteknikk FREDAG 21. MAI 2004 TID: 09:00 13:00

OPPGAVE 1 Francis Turbin

KONTINUASJONSEKSAMEN I FAG TEP 4140 STRØMNINGSLÆRE 2 Dato??. august 2004 Tid: kl. 09:00 14:00

Språkform: Bokmål Navn: Truls Gundersen, Energi og Prosessteknikk Tlf.: (direkte) / (mobil) / (sekretær)

Språkform: Bokmål Navn: Truls Gundersen, Energi og Prosessteknikk Tlf.: (direkte) / (mobil) / (sekretær)

Språkform: Bokmål Navn: Truls Gundersen, Energi og Prosessteknikk Tlf.: (direkte) / (mobil) / (sekretær)

Hva betyr turbinen for inntekten?

Faglig kontakt under eksamen: Navn: Truls Gundersen, Energi og Prosessteknikk Tlf.: (direkte) / (mobil) / (sekretær)

Faglig kontakt under eksamen: Navn: Truls Gundersen, Energi og Prosessteknikk Tlf.: (direkte) / (mobil) / (sekretær)

EKSAMEN I FAG SIO 1043 STRØMNINGSLÆRE Lørdag 1. juni 2002 Tid: kl. 09:00 15:00

DAMPTURBINER. - Introduksjon -

Språkform: Bokmål Navn: Truls Gundersen, Energi og Prosessteknikk Tlf.: (direkte) / (mobil) / (sekretær)

Side 1 av 10 NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET (NTNU) - TRONDHEIM INSTITUTT FOR ENERGI OG PROSESSTEKNIKK

NTNU Institutt for Termisk Energi og Vannkraft

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN TEP 4120 TERMODYNAMIKK 1 Mandag 17. desember 2012 Tid: kl. 09:00-13:00

Løsningsforslag Øving 8

Kostnadseffektive arrangement for kraftanlegg. Ole Johnny Winther, Produktansvarlig Nye Anlegg ANDRITZ HYDRO AS

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag Øving 10

Fuktig luft. Faseovergang under trippelpunktet < > 1/71

Løsning til eksamen i EK3112 Automatiseringsteknikk for elkraft

SIO 1027 Termodynamikk I Noen formler og uttrykk som er viktige, samt noen stikkord fra de forskjellige kapitler,, Versjon 25/

Løsningsforslag Øving 7

Faglig kontakt under eksamen: Navn: Anne Borg Tlf BOKMÅL. EKSAMEN I EMNE TFY4115 Fysikk Elektronikk og Teknisk kybernetikk

Kulde- og varmepumpetekniske prosesser Mandag 5. november 2012

DET TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE FAKULTET

Turbiner - Virkningsgrader og slukeevne

EKSAMEN I FAG SIF 4002 FYSIKK Mandag 7. mai 2001 Tid: Sensur: Uke 22

Institutt for fysikk. Eksamen i TFY4106 FYSIKK Torsdag 6. august :00 13:00

Eksamen. 1. juni PIN2002 Reparasjon og vedlikehald /reparasjon og vedlikehold. Programområde: Industriteknologi. Fylkeskommunenes landssamarbeid

VEDLEGG : Grunnkurs vindforhold

Pumpeteori - sentrifugalpumper. TEKNA Offshore pumps, 27. november 2007 Clarion Hotell Stavanger av Åge Hofstad, Norconsult AS

Løsningsforslag Øving 6

Rev Stasjon 1. Lag solcellepanel

Power Generation. En kort oversikt over energiforbruk og energiformer på en produksjonsplattform eller boreplattform.

Spesial-Oppsummering Høsten 2009 basert på Innspill fra Studenter

Vannkraftlaboratoriet

Løsningsforslag til sluttprøven i emne EK3114 Automatisering og vannkraftregulering

Norsk kraftproduksjon

Ord, uttrykk og litt fysikk

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN TEP 4120 TERMODYNAMIKK 1 Tirsdag 9. desember 2008 Tid: kl. 09:00-13:00

HØGSKOLEN I STAVANGER

SI Energi og Miljø

UNIVERSITETET I OSLO

Damp-prosessen / Rankine Cycle. Allerede de gamle Grekere...

GRUNNLEGGENDE HYDRAULIKK OG PUMPEYTELSE GRUNNER TIL REDUKSJON I PUMPENS YTELSE

FAG: Fysikk FYS118 LÆRER: Fysikk : Per Henrik Hogstad (fellesdel) Kjetil Hals (linjedel)

Eksamensoppgave i TELE2001 Reguleringsteknikk

Oppsummering av første del av kapitlet

EKSAMEN I EMNE TVM 4116 HYDROMEKANIKK

EKSAMEN I FAG TEP4125 TERMODYNAMIKK 2 Laurdag 17. august 2013 Tid:

EKSAMEN I FAG TEP4125 TERMODYNAMIKK 2 måndag 16. august 2010 Tid:

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN I EMNE SIE4015 BØLGEFORPLANTNING EKSAMEN I FAG BØLGEFORPLANTNING LØRDAG/LAURDAG 19. MAI 2001 TID: KL

Småkraftseminar, Målselv 2. juni Eivind Tvedt og Arild Klette Steinsvik

Spørretime TEP Høsten 2012

Laboratorieoppgave 8: Induksjon

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE SIB 5025 HYDROMEKANIKK

EKSAMEN I FAG TEP4125 TERMODYNAMIKK 2 Laurdag 4. juni 2011 Tid:

g m = I C / V T = 60 ms r π = β / g m = 3k3

Side 1 av 3/nyn. Kontakt under eksamen: Ivar S. Ertesvåg, tel. (735) EKSAMEN I FAG TEP4125 TERMODYNAMIKK 2 8. august 2009 Tid:

Prosjektoppgave fagtekniker i hydraulikk. Lars Hodnekvam Thorsen

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag Øving 4

EKSAMENSOPPGAVE. MNF-6002 Videreutdanning i naturfag for lærere, Naturfag trinn 2. Kalkulator Rom Stoff Tid: Fysikktabeller (utskrift)

UNIVERSITETET I OSLO

Kontinuasjonseksamen i emne TFE4110 DIGITALTEKNIKK MED KRETSTEKNIKK

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag. Eksamen i: Fysikk for tretermin (FO911A)

SLUTTPRØVE. EMNEANSVARLIG: Finn Aakre Haugen. Tlf Epost: Antall sider: 15 (medregnet denne forsiden)

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Høsten Øving 11. Veiledning: november.

EKSAMENSOPPGAVE. Dato: Fredag 01. mars Tid: Kl 09:00 13:00. Administrasjonsbygget B154

NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET INSTITUTT FOR ELEKTRONIKK OG TELEKOMMUNIKASJON

Løsning til eksamen i EK3114 Automatisering og vannkraftregulering ved Høgskolen i Sørøst-Norge

MAS117 Termodynamikk. Vanndamp som arbeidsfluid. Kapittel 10 Dampkraftsykluser del

JAKTEN PÅ MER EFFEKTIVE AGGREGATER GIR NYE PROBLEMER

UNIVERSITETET I OSLO.

UNIVERSITETET I OSLO

F. Impulser og krefter i fluidstrøm

Innhold Funksjonsbeskrivelse av anlegg... 2 Oppdraget... 2 Blokkskjema... 4 PLS program forklaring... 4 Overhalling av en sylinder...

EKSAMEN I FAG TEP4170 VARME- OG FORBRENNINGSTEKNIKK 18. mai 2007 Tid:

EKSAMEN TTK4175 INSTRUMENTERINGSSYSTEMER. Torsdag 26. Mai 2005 Tid: kl Sensurfrist 16. Juni Totalt 4 timer

Eksamen i FYS Oppgavesettet, inklusiv ark med formler, er på 8 sider, inkludert forside. FAKULTET FOR NATURVITENSKAP OG TEKNOLOGI

Løsningsforslag til midtveiseksamen i FYS1001, 26/3 2019

Lysebotn II kraftverk. 14.september 2018 Linda Haugvaldstad, Maskiningeniør vedlikeholdsplan Lyse Produksjon AS

Hva er styring og regulering

NOREGS TEKNISK-NATURVITSKAPLEGE UNIVERSITET INSTITUTT FOR ENERGI- OG PROSESSTEKNIKK Kontakt under eksamen: Ivar S. Ertesvåg

Spørretime TEP Høsten Spørretime TEP Høsten 2009

VA-DAGENE FOR INNLANDET 2007

UNIVERSITETET I OSLO

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TFY 4102 FYSIKK

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN FY1013 ELEKTRISITET OG MAGNETISME II Fredag 9. desember 2005 kl

Side 1 av 2/nyn. MIDTSEMESTEREKSAMEN I FAG TEP4125 TERMODYNAMIKK 2 Fredag 20. februar 2013 Tid:

Eksamen i emne TFE4110 DIGITALTEKNIKK MED KRETSTEKNIKK. Lørdag 5. juni Tid. Kl LØSNINGSFORSLAG

NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET FAKULTET FOR MASKINTEKNIKK EKSAMEN I EMNE SIO 7030 ENERGI OG PROSESSTEKNIKK

Eksamensoppgave for følgende fylker: Akershus, Oslo, Buskerud, Vestfold, Østfold, Telemark, Hedmark, Oppland. Eksamen høst

3 1 Strømmålinger dag 1

EKSAMEN I FAG TMA4260 INDUSTRIELL STATISTIKK

UNIVERSITETET I OSLO

Eksamen. 28. november TIP1002 Tekniske tenester/tekniske tjenester. Programområde: Teknikk og industriell produksjon

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

Transkript:

NTNU Institutt for Energi- og Prosessteknikk Kontaktperson i løpet av eksamen Navn: Torbjørn K. Nielsen/ Øyvind Hundseid Tlf: (73 5) 93572/ 93935 BOKMÅL Kurs TEP4195 TURBOMASKINER FREDAG 21. MAI 2004 TID: 09:00 13:00 Hjelpemidler: Typegodkjent kalkulator Eksamen i TEP4195 Turbomaskiner -mai 2004 side 1 av 5

Oppgave 1 På en kraftstasjon skal det installeres en Francis turbin. Effektiv fallhøyde, H e er 500 meter og volumstrømmen, Q = 16 m 3 /s. Den tilhørende generatoren har 6 polpar. Figur 1: Francis løpehjul a) Beregn turbinens fartstall. b) Skovlevinkelen ved innløp β 1 = 24º. Videre er u 2 = 40 m/s, u 1 = 0,72, β 2 = 16º og c m2 = 1,1 c m1. Det forutsettes loddrett avløp ved beste driftpunkt.tegn opp hastighetsdiagrammene for innløp og avløp og regn ut alle hastighetene på redusert form. c) Finn D 1, D 2 og B 1. d) Hvor mye må turbinen dykkes for å unngå kavitasjon når NPSH R = 14,9 mvs. Barometertrykket er 10 mvs og damptrykket er 0,2 mvs. Eksamen i TEP4195 Turbomaskiner -mai 2004 side 2 av 5

Oppgave 2 a) Vis at for en impulsturbin er hjulets periferihastighet u lik halve strålehastigheten når vi regner ideelt og tapsfritt. b) Vis at fartstallet for en enstrålet Peltonturbin ideelt sett er 0.089 når forholdet mellom hjuldiameter og strålediameter er D/d s = 10. c) Hva blir tilsvarende fartstallet for en 5 strålet turbin? d) I et kraftverk er effektiv fallhøyde 500 m og vannføringen 16 m 3 /s. En Peltonturbin med 5 stråler skal konstrueres. Velg et synkront turtall slik at fartstallet blir gunstig. Beregn hjuldiameter og strålediameter når vi regner med at c u1 = 1.0, c u2 = 0 og hydraulisk virkningsgrad er η h = 0.96 e) Sammenlign denne Pelton turbinen med Francis turbinen i oppgave 1. Redegjør for turbinenes forskjellige egenskaper og kriterier for valg av den ene fremfor den andre. Oppgave 3 En gassturbin driver en kompressor i et eksportanlegg for naturgass. Gassturbinens og kompressorens tilstand er derfor avgjørende for å oppnå lave energikostnader og høye eksportrater. a) Definer turbindelens hydrauliske og indre virkningsgrad, samt tapene som er relatert til ekspansjonsprosessen. Illustrer ekspansjonsprosessen og tapene i et h-s-diagram (entalpi entropi diagram). b) Definer trinnvirkningsgrad og vis forskjellen mellom denne og virkningsgradene definert i oppgave a) over. c) Turbindelen degraderes på grunn av urenheter i lufta og partikler fra forbrenningsprosessen. Forklar hvordan ovennevnte påvirker strømningen og tapene i turbindelen. d) For å øke effekten injiseres det i perioder damp foran turbindelen. Beskriv og vis ved hjelp av hastighetsdiagram hvordan vanndråpene følger strømningen og påvirker skovlene. Eksamen i TEP4195 Turbomaskiner -mai 2004 side 3 av 5

Oppgave 4 P 1, P 2, Kraft F Hastighet U Forflytning Y X P S Aktuator areal = A Reservoar trykket er null Figure 1 Ventil-aktuator system a) Vis at for ventil-aktuator systemet (retningsventil og sylinder med gjennomgående stempelstang) gitt i Figur 1 at sammenhengen mellom de stasjonære aktuatortrykkene og aktuatorkraften blir slik som i følgende ligninger: 1 F P 1 = (P S + ) 2 A 1 F P 2 = (P s ) 2 A b) Retningsventilen i Figur 1 drives elektrisk slik at den kan benyttes i lukket sløyfe posisjonsregulering av aktuatoren ved å ha en posisjonssensor. Spenningssignalet ut av posisjonssensoren sammenlignes med et referanse inngangssignal. Differansen mellom disse spenningene blir forsterket og tilført som strøm-input til den elektrisk posisjonerte ventilen, som vist i Figur 2. For systemet er det antatt at: De bevegelige komponenter har null masse Væsken er inkompressibel Det er null krefter som virker på aktuatoren K T = forsterkning til posisjonssensor, [V/m] (Volt/meter) K V = forsterkning til ventilen, [m/a] (meter/ampere) K A = forsterkning til forsterker, [A/V] (Ampere/Volt) V i = inngangs signal, [V] (Volt) V i + K A i K V K T x Y Figur 2 Elektronisk styresystem Eksamen i TEP4195 Turbomaskiner -mai 2004 side 4 av 5

Vis at følgende ligning gir sammenhengen mellom aktuatorposisjonen og inngangssignalet: Y V 1 K T = hvor: i (1 + Ts ) A T = der s er Laplace operatoren K K K K A Q V T c) Beregn verdien av tidskonstanten for et ventil-aktuator system ved bruk av de oppgitte data (se under). Data Stempeldiameter for aktuator (sylinder) 50mm Stangdiameter for aktuator 25mm Ventilens strømningskoeffisient 0.7 Diameter til ventilsleide 10mm Forsyningstrykk til ventil 150bar Massetetthet for væske 870kg/m 3 Endring i ventilposisjon for 10mA input strøm 0.2mm Forsterkning til posisjonsensor 50V/m Eksamen i TEP4195 Turbomaskiner -mai 2004 side 5 av 5