Peltonova turbina ima srednji premer 120 cm, vrti pa se s 750 vrtljaji na minuto

Transkripcija

1 V reki 1 s pretokom 46 m 3 /s je koncentracija onesnažila A 66,5 g/l in onesnažila B 360 g/l. V reko 1 se izliva zelo onesnažena reka 2 s pretokom 2400 l/s in koncentracijo onesnažila A 0,32 mg/l in onesnažila B 1,03 mg/l. Izračunajte koncentracijo onesnažil A in B po združitvi obeh rek. Predpostavite, da onesnažili A in B med seboj kemijsko ne reagirajo. n k Onesnažilo A: m v,i = m i,j i=1 j=1 c v,1,a V v,1 + c v,2,a V v,2 = c i,a (V v,1 + V v,2) Onesnažilo B: c i,a = c v,1,a V v,1 + c v,2,a V v,2 (V v,1 + V v,2) c i,b = c v,1,b V v,1 + c v,2,b V v,2 (V v,1 + V v,2) = 66, , ( ) c v,1,b V v,1 + c v,2,b V v,2 = c i,b (V v,1 + V v,2) = , ( ) = 79,1 μg/l = 393,2 μg/l

2 V čistilno napravo termoelektrarne vstopa m 3 /h dimnih plinov s koncentracijo SO2 6,3 g/m 3. Razžveplanje dimnih plinov poteka po mokrem kalcitnem postopku, za katerega je značilna visoka učinkovitost izločanja žveplovih oksidov. Koncentracijo SO2 na izstopu iz naprave znaša 283 mg/m 3. Predpostavite, da je volumski pretok dimnih plinov na vstopu in izstopu enak in izračunajte koliko SO2 dnevno izločijo iz dimnih plinov. Določite tudi učinkovitost naprave za čiščenje dimnih plinov. n k m v,i = m i,j i=1 j=1 c v,so2,d V v,d = m i,so2 + c i,so2,d V i,d m i,so2 = c v,so2,d V v,d c i,so2,d V i,d m i,so2 = 6, , = g h m i,so2 = = kg dan = 38,27 t dan = kg h η = m i,so2 m i,so2,max m i,so2 = c v,so2,d V v,d = = 0,955 = 95,5% 6,

3 c [mg/m 3 ] Določite koncentracijo CO2 v predavalnici ob koncu predavanj (2 šolski uri) v primeru, ko je predavalnica polno zasedena in se v njej nahaja 40 študentov. Volumen predavalnice je 186 m 3. Predpostavite, da sedeča oseba vsako uro izdiha 15 l CO2 (MCO2 = 44 kg/kmol, = 1,83 kg/m 3 ). Koncentracijo CO2 v okoliškem zraku je 325 ppm. Enako koncentracijo predpostavite tudi v predavalnici ob začetku predavanj. Predavalnica se prezračuje s 30 m 3 /h na osebo. Skicirajte tudi diagram povečanja koncentracije CO2 v predavalnici v odvisnosti od časa (izračunaj koncentracijo vsaj še v dveh točkah) (K+V c(t) = c + (c o c ) e V ) t m v c = V + K V K = 0 m v = m v,co2,1 + m v,co2,2 m v,co2,1 = c v,co2,1 V v,1 = 586, = mg h = 703,3 g h c mg CO2( m 3)=c CO2(PPM) M CO2 24,45 = mg = 584,87 24,45 m 3 m v,co2,2 = n študentov m CO2,študenta = 40 0,015 1,83 = 1,098 kg h = 1098 g h m v (703, ) c = = V + K V = 1,5 g oz. 834,1 ppm m3 c(0,5 h) = (584,9 1501) e ( ) 0,5 = 1464,6 mg oz. 813,9 ppm m3 c(1 h) = (584,9 1501) e ( ) 1 = 1499,6 mg oz. 833,3 ppm m3 c(1,5 h) = (584,9 1501) e ( ) 1,5 = 1500,9 mg = 834 ppm m c c(τ) τ [h]

4 Za vetrnico nazivne moči kw in višino stolpa vetrnice 68 m izračunajte: povprečno hitrost vetra na višini stolpa vetrnice. Izmerjena povprečna hitrost vetra na višini 10 m znaša 6 m/s, koeficient porazdelite hitrosti je 0,13 verjetnost hitrosti vetra in število ur, ko bo hitrost vetra 6 m/s proizvedeno električno energijo pri hitrosti vetra 6 m/s, če je moč vetrnice pri tej hitrosti kw enostavno vračilno dobo investicije. Specifična cena vetrnice je 1 mioeur/mw moči. Letna proizvedena električna energija vetrnice je enaka trikratni proizvodnji električne energije pri hitrosti vetra 6m/s. Odkupna cena energije znaša 6,1 c /kwh letno zmanjšanje emisij CO2 zaradi proizvodnje električne energije. Pri preračunu upoštevajte, da znaša emisijski faktor za izpuste CO2 0,51 kgco2/kwh. v h = ( h α v ) v 68 = ( h α 10 ) v 10 = ( 68 0,13 10 ) 6 = 7,7 m/s prepostavimo v = 6 m/s p(v) = π v 2 v 2 π e 4 (v v )2 = π 6 2 7,7 2 e π 4 ( 6 7,7 )2 = 0,0986 t v = p(v) 8760 = 0, = 863,7 h/leto Q el,v = t v P v = 863, = kw/a = 1.036,4 MWh/leto EVD = investicija ,250 = = 6,59 let letni prihranek m CO2 = ef CO2 Q el,omr = 0, = kg leto = t leto

5 V okolice Ljubljana bo na strehi gospodarskega poslopja nameščena fotonapetostna (PV) elektrarna, s površino 290 m 2, nazivno močjo 45 kwp in temperaturnim koeficientom 0,44 %/ C. Strošek PV celic je PV elektrarna vso proizvedeno električno energijo odda v javno električno omrežje. Učinkovitost razsmernika (inverterja) je 97,8 %. Izračunajte: letno oddajo električne energije v omrežje, če znaša letno sončno obsevanje na površino PV celic kwh/m 2 (npr. Ljubljana). Povprečna letna temperatura PV celic znaša 35 C. Upoštevajte tudi 5% dodatnih izgub zaradi uporov v vodnikih, senčenja PV celic in umazanije na površini PV celic investicijske stroške PV elektrarne, upoštevajte da je strošek razsmernikov in ostalih elementov ter montaže 25% cene PV celic. Ob upoštevanju povprečne odkupne cene, ki znaša 19,8 c /kwh, izračunajte letni prihranek oz. koliko letno zaslužite s prodajo proizvedene el. energije? Po metodologiji enostavne vračilne dobe določite v koliko letih se povrne investicija v PV elektrarno? letno zmanjšanje emisij CO2 zaradi proizvodnje električne energije. Pri preračunu upoštevajte, da znaša emisijski faktor za izpuste CO2 0,51 kgco2/kwh. Q el,pv = A PV,cel η PV H β = 290 0, = kwh/a η PV = η r [1 β PV (T PV T r )] = 0,155 [1 0,0044 (35 25)] = 0,148 η r = P PV = G r A PV = 0,155 Q el,omr = Q el,pv η raz (1 λ izg ) = ,978 (1 0,05) = kwh/a EVD = investicija letni izplen = = 10,7 let investicijia = strošek celic + strošek dodatni = (1 + 0,25) = letni izplen = Q el,omr odkupna cena = ,198 = /m 2 m CO2 = ef CO2 Q el,omr = 0, = kg leto = 24,4 t leto

6 Po obnovi stanovanjske stavbe so karakteristike zunanjega ovoja naslednje: Tip konstrukcije Površina konstrukcije A [m 2 ] Toplotna prehodnost U [W/m 2 K] Zunanji zid 200 0,25 Okna 30 1 Streha 88 0,25 Tla 88 0,15 Volumen stavbe je 420 m 3. Stavbo ogrevamo na 20 C. Stavba ima vgrajen mehanski prezračevalni sistem z rekuperatorjem. Pretok zraka pri prezračevanju je 210 m 3 /h in učinkovitost rekuperatorja je 85 %. Za izbrani kraj znaša povprečna letna temperatura zraka 9,2 C in temperaturni letni primanjkljaj dank/leto. Določite: ustreznost obnovljenega ovoja stavbe glede na zahteve PURES-a skupno letno rabo energije za pokritje transmisijskih in ventilacijskih toplotnih izgub stavbe H T = U A A + 0,06 = 115,20 W + 0,06 = 0,344 ( ) m 2 K H T,dov = 0,28 + T L ,04 + z 9,2 = 0,28 + f o ,04 0, ,074 = 0,371 W 4 m 2 K f o = A V = ( ) 420 = 0,967 m 1 z = A ok A = = 0,074 H T < H T,dov H T = (U A) + 0,06 A = = 0, , , , = 139,56 W/K Q T = H T TP 24 = 139, = Wh/leto H V = 0,34 V (1 η) = 0, (1 0,85) = 10,71 W/K Q V = H V TP 24 = 10, = Wh/leto Q = Q T + Q V = = Wh kwh = leto leto