Kvarkadabra forum

Voda teče po strugi ter nato preko hidroelektrarne, kjer se del njene energije preko generatorja pretvori v elektriko.
Zanima me v čem je razlika (npr. ob izlivu v morje) med vodo, ki potuje po opisani poti ter med vodo, ki potuje po naravni strugi? Smatram, da je to čas in temperatura. Ali imam prav? Kako se to fizikalno obrazloži?

Lp Jan

No, bistvena razlika je v tem, da se z zajezitvijo (jez hidrocentrale) zagotovi primeren padec in pretok (skratka: mehansko energijo), česar pri naravni strugi ni moč zagotoviti. Poučna animacija (nekoč sem jo že zlinkal):

http://www.dem.si/slo/elektrarneinproiz ... naenergija.

Hvala za odgovor. Delovanje hidroelektrarne mi je jasno. Vednar še vedno ne vem v čem je razlika v "energetski vrednosti" vode ki gre oz. ne gre preko hidroelektrarne.

Lp
Jan

Za poganjanje turbine mora imeti voda določeno hitrost in masni pretok. Hitrost je zagotovljena z ustreznim padcem, pretok pa z akumulacijo ustrezne količine vode. Energija se seveda skriva v hitrosti in masi (kinetična energija pač).

Očitno se ne pogovarjava o isti temi: zgoraj obrazloženo mi je vse jasno.
Zanima me le, v čem se razlikuje določeni volumen vode (ob izlivu v morje), ki potuje oz. ki ne potuje preko hidroelektarne.

Lp
Jan

Priporočam, da naslednjič bolje formuliraš vprašanje, kajti iz tvojega prvotnega posta ni bilo čisto jasno, kaj sprašuješ.

Sicer pa je težko na prvi pogled reči, koliko vplivajo zajezitve na neki reki na pretok ob izlivu v morje. Kitajci npr. pravijo, da bo zajezitev zaradi hidrocentrale "Three Gorges" zmanjšala vnos morske vode v rečno ustje Jangceja, iz česar sklepam, da bo v ustju (ob izlivu) povečan pretok:

http://www.springerlink.com/content/mm2027vvk3442q14/.

Hvala za tvoj trud. Vendar še vedno nimam željenega odgovora. Naj obrazložim moje vprašanje na primeru: reka teče proti hidroelektrarni. Pred njo se reka razcepi na dva toka: eden gre preko hidroelektrarne, kjer se del energije vode (potencialna in kinetična) pretvori preko turbin in generatorja v električno. Drugi del reke potuje po strugi mimo hidroelektrarne. Za hidroelektrarno se oba tokova spet združita. Torej bi moral imeti ekvivalenten volumen vode, ki ne potuje preko elektrarne v sebi večjo energijo. Imam prav?

Lp
Jan

leonk napisal/-a:Hvala za tvoj trud. Vendar še vedno nimam željenega odgovora. Naj obrazložim moje vprašanje na primeru: reka teče proti hidroelektrarni. Pred njo se reka razcepi na dva toka: eden gre preko hidroelektrarne, kjer se del energije vode (potencialna in kinetična) pretvori preko turbin in generatorja v električno. Drugi del reke potuje po strugi mimo hidroelektrarne. Za hidroelektrarno se oba tokova spet združita. Torej bi moral imeti ekvivalenten volumen vode, ki ne potuje preko elektrarne v sebi večjo energijo. Imam prav?

Odvisno kaj pomeni "po strugi mimo hidroelektrarne". Če to pomeni, da ga doleti isti padec kot drugi tok, potem je odgovor pritrdilen. Toku, ki poganja turbino, se hitrost praktično zmanjša na nič, zato seveda izgubi vso kinetično energijo. Nasprotno pa tok, ki gre mimo centrale, energijske izgube ne utrpi.

V stavku "po strugi mimo hidroelektrarne" sem predvidel, da je padec ter čas potovanja vode isti kot pri toku preko hidroelektrarne. Tokova, ki se za hidroelektrarno spet združita imata isto višino in čez čas isto hitrost.
Torej je razlika med tokovoma samo v hitrosti oz. kinetični energiji vode?

Lp
Jan

leonk napisal/-a:Torej je razlika med tokovoma samo v hitrosti oz. kinetični energiji vode?

V grobem ja.

Še vedno si nisem na "čistem". Če ponazorim še na drugem primeru: voda teče preko dveh paralelno postavljenih turbin. Ena se vrti in preko turbin in generatorja proizvaja elektriko. Druga se ne vrti (npr. je blokirana). Na vhodu in izstopu imata oba vodna tokova enako potencialno in kinetično energijo. Kje je torej energetska razlika med navedenema tokovoma?

Lp
Jan

Leonk: Voda iz ustavljene turbine je toplejša . Na desetih metrih padca se segreje za \(\Delta T = {{g h} \over {c_p}} = {10 m 10 m kg K \over 4200 J s^2} = 0.24 K\) Seveda sem izgube v cevi za vodo zanemaril. Izgub morda ni, če je temperatura okolice enaka.

Še to: če imaš dve skoraj identični strugi (npr. v paralelnih svetovih ), le da so na prvi postavljene HE, bo tok na prvi reki drugače nihal - zaradi nihanja akumulacijskih jezer.

leonk napisal/-a:Na vhodu in izstopu imata oba vodna tokova enako potencialno in kinetično energijo. Kje je torej energetska razlika med navedenema tokovoma?

Kinetična energija ni enaka.

Morda je v eni strugi recimo manjši vpliv erozije.

Čez čas se pa itak spet zgliha, ker en tok pospešuje, hitrejši pa teče še naprej enakomerno. (kot jabolko, ki pada iz drevesa, pospešuje, dokler zaradi upora gibanje ne postane enakomerno. Če bi enega sredi leta za hip ustavil, bi ta spet pospeševal in na koncu dosegel isto hitrost kot prvi.)
Če prav razumem, kaj sprašuješ...

Hvala za odgovore.
Smatram, da je v obeh primerih (ena turbina se vrti, ena miruje) potencialna in kinetična energija ista. Torej je razlika v temperaturi vode, kot je bilo obrazloženo v prejšnjem odgovoru. Ali je glede te tematike kakšna literatura oz. še kakšen prispevek na internetu?

Lp
Jan

Popotnik napisal/-a:Leonk: Voda iz ustavljene turbine je toplejša . Na desetih metrih padca se segreje za \(\Delta T = {{g h} \over {c_p}} = {10 m 10 m kg K \over 4200 J s^2} = 0.24 K\) Seveda sem izgube v cevi za vodo zanemaril. Izgub morda ni, če je temperatura okolice enaka.

Jaz pa ne razumem zakaj bi se spremenila temperatura vode z četrtino stopinje. No, pravzaprav se mi o zdi skregano z logiko.
tukaj namreč ni govora o desetmetrskem slapu ampak o rečni strugi (ki še nikoli ni bila gladka kot cev za vodo, če pa si računal za cev v okolici turbine je pa itak že shrink povedal, da je kinetična nič - in je to ta "izguba" ki se je pretvorila v električno)
Glede slapa, bi pa bilo zanimivo izmeriti temp. vode na vrhu in na dnu, kadar je temp. okolice pribl. enaka temp. vode.