Comment calculer l'efficacité d'une turbine
Choses dont vous aurez besoin
Calculatrice
Tables à vapeur
Pointe
Utilisez des turbines à vapeur au lieu de moteurs à combustion interne sur des applications à grande échelle pour une plus grande efficacité.
Attention
Toutes les conceptions de turbines à vapeur doivent être vérifiées par un professionnel avant la mise en œuvre.
Les turbines, à la fois à vapeur et à gaz (combustion interne), créent de grandes quantités de puissance à l'arbre dans un petit ensemble physique, en particulier par rapport aux moteurs à piston. Les turbines à vapeur sont de loin le moyen le plus courant d’entraîner des générateurs d’énergie électrique dans les leur fiabilité et leur rendement élevé, en particulier par rapport aux méthodes de combustion interne de production d'électricité Puissance. Le calcul de l'efficacité d'une turbine est possible en connaissant la quantité d'énergie produite par la turbine et la quantité d'énergie dont elle a besoin pour la produire.
Étape 1
Définissez le calcul de la turbine à vapeur. Dans cet exemple, un générateur électrique de 1,2 mégawattheure dans une sucrerie est entraîné par une turbine à vapeur qui reçoit 52 462 livres par heure de vapeur surchauffée à 450 livres par pouce carré de pression absolue (psia) avec une température de 556,28 degrés Fahrenheit. La vapeur sort de la turbine saturée à 30 psia (environ 15 psi / jauge) et utilisée ailleurs dans l'usine. Si le générateur électrique a un rendement de conversion de 82%, vous pouvez calculer le rendement de la turbine.
Étape 2
Calculez la puissance réelle utilisée par le générateur pour produire les 1,2 mégawattheures d'électricité: 1,2 mégawattheure divisé par 0,82 (82 pour cent) d'efficacité du générateur = 1,4634 mégawatt-heure de Puissance.
Étape 3
Convertissez la puissance en arbre pour la turbine: 1,4634 mégawatt-heure / (0,746 kilowatt-heure / cheval-vapeur X 1000 kilowatt-heure / mégawatt-heure) = 1 962 chevaux.
Étape 4
Convertissez les 1 962 chevaux produits par la turbine en BTU / heure. La multiplication de 1 962,45 par 2 545 BTU / heure entraîne une consommation totale de 4 993 323 BTU / heure par la turbine.
Étape 5
Recherchez les valeurs d'enthalpie de la vapeur entrant et sortant. La vapeur surchauffée a une enthalpie de 1275,42 BTU / livre. La vapeur sortant a une enthalpie de 1164,1 BTU / livre. La valeur nette de la puissance fournie à la turbine par la vapeur est de 111,32 BTU / livre de vapeur.
Étape 6
Calculez les livres théoriques de vapeur surchauffée dans les conditions ci-dessus pour fournir 4 993 323 BTU / heure en divisant par les 111,32 BTU / livre d'enthalpie nette de vapeur consommée dans la turbine. Cela équivaut à 4 993 323 / 111,32 = 44 855,58 livres / heure de vapeur.
Étape 7
Calculez l'efficacité de la turbine à vapeur en divisant les livres théoriques par heure de vapeur par la vapeur réellement consommée. Cela représente 44 855,58 livres (théorique) / 52 462 livres réelles = 0,855 ou 85,5% d'efficacité opérationnelle.