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[quote="Chillosaurus"][quote="Maschine"]Ja stimmt da hast du recht! Aber Pumpspeicherwerke macht wieder eine andere Person. Mir ist erstmal nur wichtig wie ich die Leistung des Wasser darstelle. Aber erwähnen kann/sollte man das natürlich. LG[/quote] Du musst dir klar werden, was du unter der Leistung des Wassers verstehst. Betrachtet man die Energien, so ist die vor allem die Änderung der Energie durch die Wechselwirkung mit dem Generator interessant. Prinzipiell ist es kein einfaches Problem, da die Strömung durch den Generator turbulent wird. In erster Näherung ist jedoch klar, dass diese immer kleiner der potentiellen Energie (bezogen auf die Höhe der Turbinen ist). Denn das Wasser, das durch die Turbine geströmt ist, hat noch eine Geschwindigkeit (sonst gibt es ja keine Bewegung). Als Vergleichswert: Bei Windmühlen ist der Wirkungsgrad < 50%, Wasserkraftwerke müssten deutlich darüber liegen, da sie weitestgehend laminar angeströmt werden.[/quote]
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Maschine
Verfasst am: 11. Jun 2012 19:55
Titel:
Oh ok. Gibt es denn noch andere physikalische Vorgänge (außer Reibung) in den Rohren die einen Verlust der Energie nach sich ziehen?
Chillosaurus
Verfasst am: 11. Jun 2012 19:26
Titel:
Maschine hat Folgendes geschrieben:
[...] was mit dem Wasser nach dem Durchlauf durch die Turbine passiert ist an dieser Stelle ersteinmal irrelevant.[...]
Dann würde ich behaupten Turbulenz spielt für deinen Vortrag keine Rolle.
Maschine
Verfasst am: 11. Jun 2012 18:20
Titel:
Super vielen Dank! Hab soweit alles verstanden und aufgenommen.
Zu dem Voletzten Punkt: Ich betrachte hier nur die Leistung des Wassers.
Was in der Turbine passiert (macht wie gesagt der Partnet und ja es ist abgesprochen, wir haben schon einen Probevortrag gehalten:)) und was mit dem Wasser nach dem Durchlauf durch die Turbine passiert ist an dieser Stelle ersteinmal irrelevant.
Es sollte hier wirklich die kin. Energie des Wassers kurz vor dem Eintritt in die Turbine gemeint sein.
LG
Chillosaurus
Verfasst am: 11. Jun 2012 17:57
Titel:
Maschine hat Folgendes geschrieben:
[...]
(Der Wirkungsgrad berechnet sich aus dem Quotienten der Leistung die ich dem System entnehmen kann und der Gesamtleistung des Systems. Den ersten Quotienten kann man dabei auf Pumpspeicherkraftwerke beziehen. Hier ist der Zähler die Leistung die ich am Generator herausbekomme und der Nenner die Leistung die ich benötige um das Wasser in das Oberbecken zu pumpen.
Im zweiten Quotienten kann der Zähler direkt durch die Leistung die der Generatot erzeugt bestimmt werden.
Also sind beide Zähler doch identisch zu bestimmen! Wieso zweifach hinschreiben?
Zitat:
Darauf wird ein Partner noch näher eingehen.
Abgesprochen? Hoffentlich.
Zitat:
[...]
(Also die Energie pro Zeit)
Nein, die Energieänderung mit der Zeitänderung.
Zitat:
[...]
(Man kann allerdings auch nur die pot. Energie betrachten Viele Kraftwerke arbeiten ja gerade mit einen Höhendifferenz h zwische Ober- und Unterbecken.)
Dann würde das Kraftwerk nicht funktionieren. An der Turbine wird kinetische Energie umgesetzt!
Zitat:
[...]Allerdings gibt es auf dem Weg vom Oberbecken zur Turbine Verluste inden Rohrleitungen durch Turbulenzen und Reibung.
Was geht hier verloren, Wasser, Energie, Leistung, Geld,...?
Bist du dir sicher, das es auf dem Weg ZUR Turbine Turbulenzen gibt?
Zitat:
[...}
(wobei mit
hier die kin. Energie des Wassers an der Turbine gemeint ist. Setzt man diese Erkenntnis nun wieder oben ein, sieht man das die Leistung mit der Nettofallhöhe direkt bestimmt werden kann.)
Vor oder nach der Turbine?
Zitat:
Ist das so in ordnung oder muss ich irgendwo noch was ändern?
Sollte der Druck nicht auch noch eine Rolle spielen oder ist das über die Energieerhaltung irrelevant? Ich hatte noch etwas von einem Volumenstrom gelesen hab das aber nicht richtig versatnden und konnte das auch irgendwie oben nicht mit einordnen.
LG
Volumenstrom bezeichnet das Volumen an Wasser, dass in einer Sekunde im Mittel die Turbine passiert.
Betrachte den Zusammenhang zwischen Druck u. Kraft, sowie zw. Kraft u. Arbeit und du siehst, dass du dadurch keine neuen Informationen erhältst.
Ich dachte mir, besser ich stelle mal die "gemeinen" Fragen - als deine Mitschüler oder dein Lehrer.
Maschine
Verfasst am: 11. Jun 2012 17:36
Titel:
Es sollen wirklich ein paar Formeln in dem Vortragsteil auftauchen.
Ich möchte hier nun kurz mal meine Folie und die Zusatzinformationen die nur mündlich von mir weitergegeben werden darstellen. Vlt. hat einer von euch ja kurz nochmal Zeit und kann mir sagen ob das physikalisch alles korrekt und ausreichend ist.
Alles was im folgenden nicht in Klammern gesetzt ist steht so auch auf der PPFolie.
(Der Wirkungsgrad berechnet sich aus dem Quotienten der Leistung die ich dem System entnehmen kann und der Gesamtleistung des Systems. Den ersten Quotienten kann man dabei auf Pumpspeicherkraftwerke beziehen. Hier ist der Zähler die Leistung die ich am Generator herausbekomme und der Nenner die Leistung die ich benötige um das Wasser in das Oberbecken zu pumpen.
Im zweiten Quotienten kann der Zähler direkt durch die Leistung die der Generatot erzeugt bestimmt werden. Darauf wird ein Partner noch näher eingehen.
Ich möchte jetzt nur die Leistung des Wasser betrachten.)
(Die Leistung ist definiert als)
(Also die Energie pro Zeit)
(Die Gesamtenergie ist dabei)
(Man kann allerdings auch nur die pot. Energie betrachten Viele Kraftwerke arbeiten ja gerade mit einen Höhendifferenz h zwische Ober- und Unterbecken.)
(Wobei h die Bruttofallhöhe ist. Allerdings gibt es auf dem Weg vom Oberbecken zur Turbine Verluste inden Rohrleitungen durch Turbulenzen und Reibung. Um trotzdem nur mit der pot. Energie zu arbeiten führt man die sog. Nettofallhöhe h` ein. Hier sind alle Energieverluste des Wassers zwischen Oberbecken und Turbine in eine Höhe umgerechnet.)
(Es gilt daher)
(mit)
(gilt nun)
(wobei mit
hier die kin. Energie des Wassers an der Turbine gemeint ist. Setzt man diese Erkenntnis nun wieder oben ein, sieht man das die Leistung mit der Nettofallhöhe direkt bestimmt werden kann.)
Ist das so in ordnung oder muss ich irgendwo noch was ändern?
Sollte der Druck nicht auch noch eine Rolle spielen oder ist das über die Energieerhaltung irrelevant? Ich hatte noch etwas von einem Volumenstrom gelesen hab das aber nicht richtig versatnden und konnte das auch irgendwie oben nicht mit einordnen.
LG
Dopap
Verfasst am: 10. Jun 2012 00:51
Titel:
du musst ja nicht in Details gehen.
die potentielle energie des wassers ist klar.
die kommt mit verlusten als kinetische energie in die turbine.
mit diversen verlusten wird strom-energie produziert.
der quotient ist dann der netto-wirkungsgrad.
Somit gibt es eigentlich nichts zu berichten, oder brauchst du ein paar Formeln um Eindruch zu erzielen?
Chillosaurus
Verfasst am: 08. Jun 2012 21:23
Titel:
Maschine hat Folgendes geschrieben:
Ja stimmt da hast du recht! Aber Pumpspeicherwerke macht wieder eine andere Person.
Mir ist erstmal nur wichtig wie ich die Leistung des Wasser darstelle.
Aber erwähnen kann/sollte man das natürlich.
LG
Du musst dir klar werden, was du unter der Leistung des Wassers verstehst.
Betrachtet man die Energien, so ist die vor allem die Änderung der Energie durch die Wechselwirkung mit dem Generator interessant.
Prinzipiell ist es kein einfaches Problem, da die Strömung durch den Generator turbulent wird.
In erster Näherung ist jedoch klar, dass diese immer kleiner der potentiellen Energie (bezogen auf die Höhe der Turbinen ist). Denn das Wasser, das durch die Turbine geströmt ist, hat noch eine Geschwindigkeit (sonst gibt es ja keine Bewegung).
Als Vergleichswert: Bei Windmühlen ist der Wirkungsgrad < 50%, Wasserkraftwerke müssten deutlich darüber liegen, da sie weitestgehend laminar angeströmt werden.
Maschine
Verfasst am: 08. Jun 2012 11:40
Titel:
Ja stimmt da hast du recht! Aber Pumpspeicherwerke macht wieder eine andere Person.
Mir ist erstmal nur wichtig wie ich die Leistung des Wasser darstelle.
Aber erwähnen kann/sollte man das natürlich.
LG
franz
Verfasst am: 08. Jun 2012 11:33
Titel:
Man muß wohl vorab genau sagen, was man mit dem Wirkungsgrad jeweils meint. Bei Pumpspeicherwerken beispielsweise muß das Wasser ja erst ins Oberbecken und damit schlicht elektrisch gemittelt
Maschine
Verfasst am: 08. Jun 2012 11:32
Titel:
Also arbeiten die Kraftwerke nur indirekt mit der pot Energie aber man kann es so erkläre, dass die pot. Energie die das Wasser im Oberbecken hat ja unten an der Turbine dann komplett kinetisch ist!
Das finde ich gut, dann kann man mit der pot Energie arbeiten und kann über die NEttofallhöhe dann gleich noch Verluste durch Reibung in den Rohren und soweiter einführen.
Karlastian
Verfasst am: 08. Jun 2012 11:16
Titel:
Also die Formeln sehen soweit gut aus.
Das Problem mit der potentiellen Energie ist, dass sie auf dem Weg den Berg runter (so Arbeiten die Kraftwerke ja meist) in kinetische Energie umgewandelt wird.
Als Beispiel:
Oben am Berg ein Stausee. Dort hat das Wasser seine maximale Potentielle Energie, gegenüber der Höhe des Kraftwerks. Da es aber ein See ist, ist seine kinetische Energie gleich null.
Wenn es jetzt den Berg runter fließt wird es zwar schneller, dafür nimmt aber seine potentielle Energie im gleichen Maß ab.
Heißt wenn das Wasser auf Höhe vom Kraftwerk ist, ist die potentielle Energie gleich null, und die kinetische Energie maximal.
Dabei gilt, durch die Energieerhaltung, das die gesamte potentielle Energie jetzt kinetische Energie ist.
Hoffe das hilft dir bei den Überlegungen ein wenig weiter^^
Maschine
Verfasst am: 08. Jun 2012 11:11
Titel: Leistung von Wasse,
Hallo ihr,
ich muss im Rahmen eines Vortrages die physikalischen Grundlagen eines Wasserkraftwerks dastellen.
Dafür möchte ich zeigen, wie sich der Wirkunsgrad eines Wasserkraftwerkes berechnet.
Also:
Mit
möchte ich mich garnicht weiter beschäftigen das macht ein Freund wenn er über die Turbinen redet.
Für
gilt ja nun folgendes.
Leistung ist Energie pro Zeit. Das Wasser kann nun 2 Arten von mechanischer Energie haben nämlich kinetische und potentielle.
Die Gesamtenergie beträgt also:
wobei
die Fließgeschwindigkeit des Wassers ist.
Wobei
noch in Brutto- und Nettofallhöhe unterschieden wird.
Die Bruttofallhöhe ist einfach die Höhendifferenz zwischen Oberspeicher und Unterspeicher! Diese kann man auch noch in den Wasserdruck umrechnen.
Die Nettofallhöhe ist nicht so einfach.
Es ist an und für sich ein Druckabfall in den Leitungen der zu einer Höhe umgerechnet wird.
Jetzt die Frage:
1. Ist das ganze bis hierhin richtig?
2. Gibt es eine Formel in der ich die Nettofallhöhe darstellen kann?
3. Ist die Gesamtenergie am Ende wirklich die Summe der beiden Energien oder gibt es immer lediglich nur eine Energie.
(Ich habe gelesen das viele Kraftwerke nur mit der potentiellen Energie arbeitet und die kin. Energie dann garnicht mehr in die Rechnung mit eingeht)
Für Antworten bin ich sehr dankbar.
LG