670 likes | 996 Views
Preddiplomski studij strojarstva. TOPLINSKI STROJEVI I UREĐAJI. Uvodno predavanje. RAZLIKA IZMEĐU TOPLINSKIH I HIDRAULIČKIH STROJEVA. Radni medij kod toplinskih strojeva su plinovi i pare te njihove smjese. Radni medij kod hidrauličkih strojeva su tekućine i njihove smjese.
E N D
Preddiplomski studij strojarstva TOPLINSKI STROJEVI I UREĐAJI Uvodno predavanje
RAZLIKA IZMEĐU TOPLINSKIH I HIDRAULIČKIH STROJEVA Radni medij kod toplinskih strojeva su plinovi i pare te njihove smjese Radni medij kod hidrauličkih strojeva su tekućine i njihove smjese
Zagrijavanje radnog medija zbog unosa energije u sustav: Toplinski stroj Hidraulički stroj Unos topline Q Prirast temperature fluida: Plin: zrak Tekućina: voda Volumen 1 m3 Volumen 1 m3 Tlak 1 bar Tlak 1 bar Omjer produkta cp: Temperatura 20oC Temperatura 20oC Gustoća 1.23 kg/m3 Gustoća 998 kg/m3 Sp. toplina 1013 J/kgK Sp. toplina 4182 J/kgK
Principi pretvorbe energije Volumetrijski strojevi (promjena volumena radnog prostora) Dinamički strojevi (promjena količine gibanja)
Korisne jednadžbe Jednadžba stanja plina Tijekom kompresije ili ekspanzije: Jednadžba adijabate Svojstva idealnoga plina Eksponent adijabate: Plinska konstanta: Specifične topline: Specifična entalpija: Specifična unutarnja energija:
TOPLINSKI STROJEVI Volumetrijski strojevi Kompresori, Motori s unutarnjim izgaranjem Dinamički strojevi (turbostrojevi) Parne i plinske turbine, Turbokompresori
UREĐAJI Generatori pare, Kondenzatori, Izmjenjivači topline, Oprema za otplinjavanje, Regeneratori, Rekuperatori
Svjetska potrošnja primarnih energija po vrstama Tona ekvivalenta nafte: 1 T.e.n. = 42.5 GJ = 11.8 MWh Ekvivalent energije u milijunima tona nafte (106 T.e.n.) Ugljen Hidroenergija Nafta Prirodni plin Nuklearna energ. Globalna potrošnja primarne energije zabilježila je najveći rast od 4.3% godišnje posljednjih 10 godina za sva područja i za sve vrste goriva.
Struktura potrošnje primarnih energija po regijama Postotak Sjeverna Amerika Europa i EurAzija J. i C. Amerika Srednji Istok Afrika Azija i Pacifik Nafta ostaje najveći pojedinačni izvor energije u nejvećem broju dijelova svijeta. Izuzetak od toga su zemlje bivšega Sovjetsog Saveza, gdje dominira prirodni plin, te Azija i Pacifik gdje je dominantni izvor energije ugljen
Specifična potrošnja primarnih energija po regijama Tona ekvivalentne nafte (T.e.n.) T.e.n. po glavi stanovnika
Potrošnja primarnih energija u svijetu 1 exa J = 1018 J = 1012 MJ = 277.8·106 MWh 5% 12% Potrošnja energije u exa J 19% 23% Obnovljiva Nuklearna Ugljen Plin Nafta 41% Godine
Ukupna potrošnja finalnih oblika energije, zemlje IEA Nafta Ukupna finalna energija, exa J Plin El. energija Ugljen Biomasa Centralno grijanje El. energija 20% Nafta 58% El. energija 12% Nafta 53% Centralno gr. 1% Biomasa 3% Biomasa 3% Ugljen 3% Ugljen 8% Plin 20% Plin 19%
Promjena cijene fosilnih goriva US$/t Cijena fosilnih goriva u US$(2000)/t.e.n. Plin - Pacifik Nafta Plin - Europa Plin - Sj. Amerika Para na ugljen
Potrošnja goriva u usporedbi s GDP-om Potrošnja goriva u MJ/US$(GDP)
Potrošnja energije za grijanje u domaćinstvu Potrošnja energije, exa J / god. Biomasa Centr. grijanje El. energija Plin Ugljen Nafta
Ostvarena ušteda energije po područjima potrošnje Udio u ukupnoj uštedi Ostala proizvodnja 14% Grijanje 19% Primarna metalna ind. 13% Primjene 3% Domaćinstva 1% Osobna vozila 8% Industrija nemetala 4% Zračni prijevoz 6% Kemijska industrija 9% Teretna vozila 1% Ostali prijevoz tereta 2% Papir i celuloza 2% Uslužne djelatnosti 18% Prijevoz tereta Prijevoz putnika Domaćinstva Uslužne djelatnosti Proizvodnja
Potrošnja energije po načinima prijevoza putnika Vodom Zrakom Željeznicom Autobusi Osobna vozila Potrošnja energije, exa J / god.
Specifična potrošnja energije po načinima prijevoza putnika Zrakoplovi Osobna vozila Autobusi Željeznica Potrošnja energije, MJ/(putnik-km)
Promjena udjela različitih načina prijevoza putnika Vodom Zrakom Željeznicom Autobusi Osobna vozila
Potrošnja energije po različitim načinima prijevoza tereta Brodovi Željeznica Kamioni Potrošnja energije, exa J / god.
Specifična potrošnja energije po načinima prijevoza tereta Potrošnja energije, MJ/tona-km Kamioni Željeznica Brodovi
Godišnja emisija CO2 u Mt po područjima Emisija, MtCO2 / god. OECD Zemlje u razvoju Kina Zemlje u tranziciji Srednji istok
Specifična emisija CO2 po stanovniku i po područjima Godišnja emisija, tCO2 / stanovnik OECD Zemlje u tranziciji Zemlje u razvoju Kina Srednji istok
Dokazane svjetske rezerve sirove nafte u mega barrelima Milijarde bačvi (barrela), 1 barrel = 159 litara Srednji istok Europa i EurAzija J. i C. Amerika Afrika Sjeverna Amerika Azija i Pacifik
Promjena dokazanih svjetskih rezervi sirove nafte Postotni udjeli 1984 ukupno 761.6 milijardi barrela 1994 ukupno 1017.5 milijardi barrela 2004 ukupno 1188.6 milijardi barrela Europa i EurAzija Srednji istok Afrika J. i C. Amerika Sjeverna Amerika Azija i Pacifik
Dnevna proizvodnja sirove nafte Milijuna barrela na dan Europa i EurAzija Sjeverna Amerika J. i C. Amerika Azija i Pacifik Srednji istok Afrika Proizvodnja nafte raste više od 3 milijuna b/d u 2004, što je najveće povećanje od 1976. Proizvodnja u OPEC-u raste više od 2 milijuna b/d, raste i proizvodnja u Rusiji.
Dnevna potrošnja sirove nafte Milijuna barrela na dan J. i C. Amerika Europa i EurAzija Sjeverna Amerika Srednji istok Afrika Azija i Pacifik
Prosječna godišnja potrošnja sirove nafte u svijetu po stanovniku Tona po stanovniku
Promjena cijene sirove nafte Svjetski događaji Cijena sirove nafte US$/barrel US$ te godine US$ 2004. godine
Godišnji prijevoz sirove nafte (2000) Godišnji prijevoz, 106 t SAD Kanada Meksiko J. i C. Amerika Europa i EurAzija Srednji istok Afrika Azija i Pacifik
Dokazane svjetske rezerve zemnog plina U 1012 m3 plina Srednji istok Europa i EurAzija J. i C. Amerika Afrika Sjeverna Amerika Azija i Pacifik
Udjeli i iznosi dokazanih rezervi zemnog plina Postotni udjeli 1994 ukupno 142.89 1012 m3 2004 ukupno 179.53 1012 m3 1984 ukupno 96.39 1012 m3 Azija i Pacifik Srednji istok Europa i EurAzija J. i C. Amerika Sjeverna Amerika Afrika
Dnevna proizvodnja zemnog plina po područjima Proizvodnja, 106 m3 Sjeverna Amerika Europa i EurAzija Azija i Pacifik Ostatak svijeta
Dnevna potrošnja zemnog plina po područjima Proizvodnja, 106 m3 Ostatak svijeta Azija i Pacifik Sjeverna Amerika Europa i EurAzija