Liköpig Uiversity etame EN vt 0 Joha edbrat 0-05-5 eoridel. I kg helt torr ved fis eligt e valig formel 9. MJ eergi. Om dea mägd ved ligger i fukt lagom läge väger de kg, där hälfte av vikte är fukt. Om vi u eldar de fuktiga vede ger de bara ifrå sig 8.37 MJ. Me eergi ka ju ite förstöras, och all vede bra ju upp vart försva reste av eergi? (5 p). Ett vattekraftverk brukar ha e sträcka med svagt ökade diameter efter turbie, me ia vattet lämar kraftverket. Se pil i figure itill. Varför utformas kraftverket på detta sätt, och hur ka ma beräka vilke iverka de har på kraftverkets fuktio? (5 p) 3. Liea hade fått tag på ågra små kolvmotorer som ho byggt ihop i ett atal steg till e tryckluftskompressor som drevs av e elmotor. Varje kolvmotor gav e rejäl tryckökig. itta, sa Liea, för att få ett jättehögt tryck har jag kopplat i flera steg så att de första kolvmotor matar de adra, och de adra matar de tredje. Med korta rör mella stege blir värmeförluste frå kompressioe lite, och ma sparar eergi. Smart va? Sarare osmart, sa Lius, Du skulle og gjort på ett aat sätt. Vilket sätt tror Du Lius täkte på? Motivera Ditt svar. (5 p) 4. Nedaståede pricipskisser föreställer e värmepump. Vad är det för skillad mella A och B? När aväder ma de ea resp de adra? A B (5 p)
Liköpig Uiversity etame EN vt 0 Joha edbrat 0-05-5 Problemdel 5. I Sverige fis uder viter risk för elbrist vitertid (bilde itill frå dec 00). I Di stad fis ett kraftvärmeverk. urbie drivs av åga, 480 o C, 5.0 MPa. Kodeserig sker mot e del av fjärrvärmeätet, som är 30 o C. urbie tål fuktig åga. Me vid elbrist behövs ite fjärrvärme uta el, och till ästa vilket pris om helst. Eftersom Du jobbar på stades eergiverk, föreslår Du att ma u ska lägga er vatterör uder de delar av cetrum där ma ska asfaltera om i sommar. Med vatteröre ka ma få 30 o C att kodesera mot uder kalla viterdagar, samtidigt som ma får söfritt i cetrum. ur mycket ökar elverkigsgrade? (0 p) 6. Liea och Lius fuderade på sommares husreoverigsprojekt. De bodde i e eplas 70-talsvilla på 0 m med tvåglasföster som fortfarade var i gott skick. uset låg i Liköpigstrakte och värmdes med fjärrvärme. Fjärrvärme kostade 44.3 öre/kwh (maj 0). Vi byter till treglasföster, sa Lius. De vi har håller läge till, sa Liea. Me eergi är pegar!, sa Lius. Låt oss räka efter, sa Liea. a) Gör e grov beräkig! ur måga kwh sparar ma per år geom att byta frå tvåglasföster till treglasföster? ur mycket pegar blir det? (7 p) b) Efter hur låg tid har fösterbytet betalat sig? Bortse frå räta och prisökigar. (3 p) Redovisa alla atagade och beräkigar! Mått:. m x. m. U-värde:. W/(m o C). Pris: 4095 :- (Prisexempel: Byggvaruhus, maj 0.)
Liköpig Uiversity etame EN vt 0 Joha edbrat 0-05-5 7. Du är eergirådgivare åt e orgaisatio som jobbar i Afrika. I e by i e regio med jäma vidförhållade plaeras ett vidkraftverk med e trebladig propeller med 4 m diameter. Om ma ka ställa av vidkraftverket uder blåsigaste periodera ka tor och propellerblad ka tillverkas av lokala material. De får då goda aerodyamiska egeskaper me blir ite lika tåliga i stark vid. De geerator ma har tillgåg till är e sykrogeerator som maximalt ka ge 3000 W. De är kopplad via e växel (remskivor) så att varvtalet på propeller är 80 varv per miut. Propeller är utformad så att propellerblade överstegras vid strax över 3000 W. De högsta effekt verket ka ge är alltså 3000 W äve om det blåser mycket. Vides hastighet ka grovt beskrivas av edaståede fuktio (och tabell). Beräka hur mycket eergi ma ite ka ta tillvara om ma ställer av vidkraftverket vid de högsta vidhastighete eligt diagrammet! (0 p) 8. Eligt Livsmedelsverkets statistik kosumerar (köper) vi 3000 kcal mat per idivid och dyg. Eligt gamla läroböcker i medici behöver vi 30 x kroppsvikte i kalorier varje dag. E geomsittssvesk på 80 kg behöver alltså 400 kcal per dag. Det fis alltså ett svi på 600 kcal livsmedel per perso och dag i Sverige. Atag att de livsmedel vi kastar har följade sammasättig: 55 % av eergi är kolhydrat, 30 % av eergi är fett och 5 % av eergi är protei (el ärigsrekommedatioera). Kolhydrat och protei iehåller 4 kcal/g, och fett iehåller 9 kcal/g. a) ur måga kwh biogas skulle kua tillverkas av livsmedelsavfallet? (8 p) b) E moder bil drar 4.5 liter diesel per 00 km. E liter diesel iehåller 0 kwh. ur lågt skulle e moder bil kua åka på livsmedelsavfallet frå e idivid? ( p) 3
Liköpig Uiversity etame EN vt 0 Joha edbrat 0-05-5 Formelsamlig MMV09 Eergiomvadlig Vattekraft och turbier. Eergiekvatioe v v Q & m& h h + + g + ( z z ) W& Beroullis utvidgade ekvatio ρv ρv p + + ρgz p + + ρgz + ρw t + p f ryckhöjd över vatteturbi " turbi" v v g brutto + förlust tryckhöjd [m] v hastighet [m/s] astighetstriagel vid turbisteg Impulssatse för turbihjul Absolute velocity V Relative velocity W Frame velocity U V U + W Rotor P m& ( u v u u vu Specifika eergiomvadlige ( skovelarbetet ) P Y m & ( u v u u vu ) ) v u r u u r v u Likformighetslagar för turbi V& V& D D 3 3 Y Y 3 5 D P D 3 5 D P D Specifikt varvtal, turbi * q q s kw * V& Y V& / 3 / 4 / 3 / 4 P / kw 5/ 4 V & volymflöde [m 3 /s] Y skovelarbete [J/kg] * varvtal [/s] * q specifikt varvtal [-] V & volymflöde [m 3 /s] höjdtryck [m] P kw effekt [kw] P hk effekt [hk] driftvarvtal [/mi] q, s kw, s hk olika spec varvtal s hk P / hk 5 / 4 s hk 3.65 q s kw 0.858 s hk s hk.66 s kw 4
Liköpig Uiversity etame EN vt 0 Joha edbrat 0-05-5 Förbräigslära. c, h, s, o, f och eda är viktsprocetiga adelar av resp substas. (CO), ( ), ( S), (C x y ), (CO ), (N ) och ( O) är volymprocetiga adelar av resp substas. eoretisk luftmägd l t l t l t + 3.76 c h s o 00 4 3 3 3 + 3.76 8 c h s o 00 4 3 3 ( + 3.76).7 c h s o 00 4 3 3 kmol luft per kg bräsle kg luft per kg bräsle m 3 luft per kg bräsle l t 4.76 y 0.5 x y 00 4 ( CO) + 0.5 ( ) +.5 ( S ) + x + ( C ) ( O ) m 3 luft per m 3 bräsle eoretisk avgasmägd g t g t g t c h f s c h s o + + + + + 3.76 00 8 3 8 4 3 3 44 c 8 h 64 s c h s o + + f + + + 3.76 8 00 3 4 3 3.7 c h f s c h s o + + + + + 3.76 00 8 3 8 4 3 3 kmol / kg bräsle kg / kg bräsle m 3 / kg bräsle g y 79 l + ( ) + ( ) + ( ) + + ( ) + ( ) + ( ) + ( ) t CO S x Cx y CO N O 00 m 3 luft per m 3 bräsle t Verklig och teoretisk luftmägd, luftöverskott samt verklig och teoretisk avgasmägd l l v t l ö lv lt g v gt + lö 5
Liköpig Uiversity etame EN vt 0 Joha edbrat 0-05-5 Effektivt, udre, värmevärde ( i ).5 s (9 h f ) MJ / kg bräsle 00 i +.98 Σ O MJ / m 3 bräsle i s i i o 0.339 c + 0.05 s +. h 0. 05 f MJ / kg bräsle 8 9. 0. 7 f MJ / kg bräsle 6
Liköpig Uiversity etame EN vt 0 Joha edbrat 0-05-5 Ågcykler, kraftvärme. Ekel, ideal ågcykel Verkigsgrad wturb w pump q η q q η L m i out i m : ur verkigsgradssypukt effektiv medeltemperatur vid värmeupptagig mella och 3. Kraftvärme η tot w ut, turbi + q q i, bräsle ut, till fjv -s-diagram med tryck- och etalpikurvor (beteckas här i ) 7
Liköpig Uiversity etame EN vt 0 Joha edbrat 0-05-5 Eergiavädig i byggader Klimatlast P klimat 3600 Q & tot ( ie ute ) W där Q& tot ( UA) + Vie ρ Cpluft W/ o C Årligt eergibehov för uppvärmig Avloppsförluster (varmvatteförluster) W år, uppv Qtot Gt & kwh 000 W avlopp lgh + 0. 05 area 5 kwh/dyg lgh atalet lägeheter i byggade area bruksarea i byggade m U-värde (förr: K-värde) för väggar U-värde (förr: K-värde) för vid ikl tak Gradtimmar (VVS-adboke, s 7:8. Förlags AB VVS, Stockholm 974) 8
Liköpig Uiversity etame EN vt 0 Joha edbrat 0-05-5 Normaltemperaturer (VVS-adboke, s 7:. Förlags AB VVS, Stockholm 974) U-värde för föster -glasföster U.5 W/(m o C) 3-glasföster U.75 W/(m o C) 4-glasföster U W/(m o C) Fösterarea (atag 5% av fasades area) Värmekoduktiviteter Cellplast (frigolit) λ 0.03 W/(m o C) Glasull, mieralull λ 0.033 W/(m o C) Sågspå λ 0. W/(m o C) Spåplatta λ 0.3 W/(m o C) rä, tvärs fibrera λ 0.4 W/(m o C) Gasbetog (lätt-, blå-) λ 0.5 W/(m o C) Murbruk λ 0.5 W/(m o C) egel λ 0.6 W/(m o C) Glas λ 0.8 W/(m o C) Gipsplatta λ.3 W/(m o C) Betog λ.7 W/(m oc) Värmeövergågstal Vidskyddat läge (iomhus) α i 7.7 W/(m o C) Sv Byggstadard (äldre) Ablåst yta (utomhus) α u 5 W/(m o C) Sv Byggstadard (äldre) Data för luft Desitet ρ. kg/m 3 Värmekapacitivitet Cp 000 J/(kg K) Data för vatte Desitet ρ 000 kg/m3 Värmekapacitivitet Cp 400 J/(kg K) 9
Liköpig Uiversity etame EN vt 0 Joha edbrat 0-05-5 Vidkraft Vides atureffekt & W ki A v ρ Löptal, λ 3 λ vigspetsaras hastighet ostörd vidhastighet Effektkoefficiet, c p c p vidturbies effekt atureffekt Utyttjigstid, τ τ årseergi maximal effekt Kompressio p V p V Isoterm: Isetropisk: κ Sambad vid isetrop kompressio p p V V κ p p κ κ V V κ Kompressiosarbete Luft: κ.4 Argo: κ.67 Meta: κ.30 Etaol: κ.3 Buta: κ.09 Okta: κ.04 p w l i R [kj/kg] om p w i ( ) R R p p [kj/kg] om > 0