curs1

7/21/2019 curs1

http://slidepdf.com/reader/full/curs1-56d98f7f3d5ec 1/19

Titular curs: Şef lucrări dr. ing.

Liana

-

Ioana VUŢĂ

l_vuta

@yahoo.com

UTILIZAREA ENERGIEI

APELOR

Acordare punctaj

:

50 p./ Laborator:

4

lucrări de laborator efectuate în sală !

50 p./ Examinarea finală :

grilă

40

-

50

întrebăriproblemă

Suport curs

:

http://energ.curs.ncit.pub.ro/

mailto:[email protected]





7/21/2019 curs1


ISTORIA UTILIZĂRII

ENERGIEI APELOR:

DE LA ROŢILE DE APĂ LA

TURBINELE HIDRAULICE

7/21/2019 curs1


ROŢILE DE APĂ

Roata de apă (

w

ater wheel

)

: transformă energiahidraulică

în

energie

mecanică

Roată de apă cu admisie

inferioară:

undershot wheel

sau

noria

Descrisă de arhitectul roman

Marcus Vitruvius Pollio,

secolul I î.Hr.

Randament

< 20%

Roţi de apă cu admisie

superioară, de tip:

overshot wheel

(în contracurent)

Randament

70%

backshot

wheel

,

sau pitchback

wheel

Randament

90%

7/21/2019 curs1


Roţile

de

apă

au

fost

utilizate

încă

din

Antichitate

:

Grecii

antici

→

au

inventat

roata

de

apă

,

ca

să

preleveze

apadin râu şi s

-

o ridice până la o cotă superioară râului (deexemplu,

pentru

alimentarea

unui

viaduct)

Imperiul Roman → au apărut morile de apă (

watermills

)

:

arborele

roţii

de

apă

învârtea

piatra

de

moară

;

se

generalizeaz

ătipurile

fundamentale

ale

mori

lor

de

apă

:

–

cu

roata

orizontal

ă

:

cu

transmisie

direct

ă

(de

tip

oriental

)

–

cu

roata

vertical

ă

:

cu

angrenaj

pentru

multiplicarea

vitezei(de tip occidental sau "

vitruvian

“

: prima sa descriere

am

ă

nun

ţ

it

ă

a

f

ăcut

-

o

arhitec

tul

roman

Vitruviu

s

)

China

antică

(

secolul

II

î

.

Hr

.

)

→

mori

pentru

măcinat

grâne,acţionate

cu

roţi

mari

de

apă,

orizontale

7/21/2019 curs1


Perioada islamică medievală:

au fost descoperite resturi de roţide apă datând din

secolul VII e.n

. În prezent, pot fi văzute în

Siria câteva roţi de apă care alimentau viaductele

Triple N

orias

î

n

Hama

pe râul Orontes, Siria. Cea mai mare

roată are 20 m diametru şi 120 pale.

Noria

= roată de apă

7/21/2019 curs1


• Evul

Mediu

→

morile

de

apă

se

răspândesc

în

Europa

.

Pringeneralizarea

morilor

de

ap

ă

,

î

ntre

secolele

X

-

XII

,

î

n

î

ntreagaEurop

ă

, inclusiv

î

n ţ

ara

noastr

ă

, mor

ă

ritul devine

, dintr

-

o

mai veche î

ndeletnicire gospod

ă

reasc

ă

, o important

ăindustrie

f

eu

dal

ă

,

la

î

nceput

,

monopol

al

marilor

feude

laiceş

i

ecleziastice

ş

i

al

domnilor

de

ţ

ar

ă

sau

al

principilor

• Morile

de

apă

au

fost

larg

folosite

până

în

secolul

19

e

.

n

.

În

ultimii

900

de

ani,

energia

apelor

a

fost

utilizatăşi

în

alte

domenii

: De

la

începutul

secolului

12

e

.

n

. →

îndesirea

ţesăturilor

înapă

caldă

(

fulling

cloth

in

hot

water

)

î

n

mori

denumite

în

engleză

fulling

-

mills De

la

mijlocul

secolului

13

,

răspândite

apoi

pe

larg

în

secolul16

→

tăierea

lemnului

î

n

mori

denumite

în

engleză

sawmills

Evul

Mediu

târziu

→

roţi

de

apă

utilizate

în

min

erit

,

pentru

apompa apa din mine

, pentru a măcina minereul

, pentruacţionarea

hidraulică

a

ciocanului

în

fierării

etc

Sfârşitul

secolului

18

→

mori

pentru

fabricarea

bumbacului

7/21/2019 curs1


Dacia → a cunoscut moara cu apă, cel puţin la nivelul marilororaşe şi reşedinte de legiuni, încă din secolele II-III e.n., asacum dovedesc pietrele de moară descoperite la Apulum, Napocaşi Micia, care prezintă analogii cu descoperiri similare din

întreg Imperiul roman

Alt exemplu de utilizare a energieiapelor:Încă de la începutul secolului I e.n. → spălareaşi îndesirea ţesăturilor din lână într-o instalaţiehidraulică acţionată cu roata de apă, instalaţiedenumită stează sau vâltoare (whirlpool )

Informaţii intersante la Muzeul ASTRA din Dumbrava Sibiului:http://www.muzeulastra.ro/galerie/mori.php?indice=8

http://www.muzeulastra.ro/galerie/mori.php?indice=8











7/21/2019 curs1


Roţi de apă

din România:Cea mai mare roată de apădin România: 4.3 m

(moara din Rogojelu, jud. Cluj)

Imagini de la Muzeul ASTRA din Dumbrava Sibiului.Explicaţii complete se găsesc în pagina web:http://www.muzeulastra.ro/galerie/mori.php?indice=8




7/21/2019 curs1


Roata de apă de tip roată cu făcaie sau cu ciuturi

(Norse wheel ) de la moara din Galeşoaia, jud. Gorj

7/21/2019 curs1


Prin răspândirea Centralelor hidroelectrice = CHE

(Hydro - Power Plants = HPP ) pentru generareaelectricităţii, la sfârşitul secolului 19, turbinelehidraulice au înlocuit roţile de apă. Astfel:

Pe la mijlocul secolului 20 → doar câteva roţi de apă mai

erau utilizate

În prezent → aproape un sfert din electricitatea produsă lanivel mondial este generată în CHE

În prezent → Turbinele hidraulice echipează:

CHE cu derivaţie, amplasate în zona montanăCHE amplasate la piciorul barajului pe cursul unuirâu/fluviu

7/21/2019 curs1


Dezvoltarea turbinelor hidraulice în România

La sfârşitul secolului 19, turbinele

hidraulice au înlocuit pe scară largă roţilede apă:

• Prima CHE în România a fost centralaGrozăveşti (atestată în 1889), pe râulDâmboviţa în Bucureşti, echipată cu 4turbine de 132.35 kW fiecare

• 1896, CHE Sadu 1 (jud. Sibiu),operaţională cu 2 turbine Francis de192.2 kW fiecare

Principalele CHE din România au fost puse în funcţiune între 1960 şi începutul anilor 90’

1971: 12 turbine Kaplan, de 191.2 MW fiecare, SHEN Porţile de Fier I, pe Dunăre, binaţional Serbia-România, 9.5 m diametrul rotorului, cădere 28.5 m

1972: 3 turbine Pelton, 170 MW fiecare, CHE Lotru-Ciunget, pe râul Lotru, cădere 809 m

7/21/2019 curs1


SHEN Porţile de Fier I

7/21/2019 curs1


CHE Lotru-Ciunget

7/21/2019 curs1


Capitolul 1

RESURSELE DE APĂ

7/21/2019 curs1


Condensare

SublimareZăpadă

Advecţie

Ploaie

PloaieEvaporaţie

Evapotranspiraţie

Vegetaţie

Lac RâuOcean

Scurgere dinrâu

Infiltraţie Scurgere de

suprafaţăPercolaţie

Apă subterană

Apă subterană

Sol umed

Scurgerea apei

subterane

Scurgerea

apelor topite

Condensare

CondensareAdvecţie

Ciclul hidrologic

Constau în apa existentă sub diverse stări de agregare (apa lichidă,gheaţă sau vapori de apă) la suprafaţa planetei, în subsol şi în atmosferă(hidrosferă).

7/21/2019 curs1


Caracteristici:-caracter limitat în spaţiu (ca valoare medie a volumului disponibil la un momentdat) şi timp (pe o perioadă de timp, de exemplu anual);-inepuizabile, refăcându-se în mod ciclic (circuitul apei în natură)-distribuţie neuniformă în spaţiu şi timp posibilităţi de transport limitate

-regim puternic influenţat de către om, atât sub aspect cantitativ, cât şi calitativ-resursă refolosibilă-important factor de mediu

Rezervorul

Volumul de apă

[km3] % din total % din apa dulce

Total TERRA

din care:

1.400.000.000 100

Oceanul planetar 1.362.200.000 97,3

Apa dulcedin care:

37.800.000 2,7 100

calotele de gheaţă şi gheţarii 29.182.000 77,20

apa subterană 8.467.000 22,40

lacurile şi mlaştinile 132.100 0,35

vaporii de apă din atmosferă 15.120 0,04

cursurile de apă 3.780 0,01

Resursele de apă ale planetei

7/21/2019 curs1


Continentul Precipitaţii Evapotrans

piraţia

Scurgere totală Scurgere

maximă

Scurgere

minimă

Max/

min

km3/an km3/an km3/an % km3/an km3/an -

Europa 7.165 4.055 3.110 8,0 2.045 1.065 0.66

Asia 32.690 19.500 3.190 34,0 9.780 3.410 0.74

Africa 20.780 16.555 4.225 10,9 2.760 1.465 0.65

America de Nord 13.910 7.950 5.960 15,3 4.220 1.740 0.75

America de Sud 29.355 18.975 10.380 26,7 6.640 3.740 0.64

Australia şiOceania

6.405 4.440 1.965 5,1 1.500 465 0.76

TOTAL MONDIAL 110.305 71.475 38.830 100 26.945 11.885 0.69

Bilanţul hidrologic anual la scara continentelor

7/21/2019 curs1


• Resursele de apă dulce ale României sunt constituite din apele de suprafaţă

(râuri interioare, lacuri naturale şi artificiale, fluviul Dunărea) şi într-o măsurămai mică (cca 10%) din apele subterane.

• În România, partea din resursele de apă corespunzătoare râurilor interioareeste limitată la 1700 m3/(anlocuitor). Dacă se consideră şi Dunărea (fluviuinternaţional), se ajunge la cca 3250 m3/(anlocuitor), cu mult sub valorile întâlnite în alte ţări bogate în ape, cum sunt ţările nordice, Austria, Elveţia,Franţa etc.

• În România, consumurile de apă au scăzut drastic în ultimii ani, la cca 50% faţăde consumul din 1989, din cauza reducerii activităţilor industriale şi reducerii

activităţilor agricole.

7/21/2019 curs1


Nr.crt.

Râul Punctul Distanţaizvor

Altitudinepunct

Suprafaţăbazin

Altitudinemedieb.h.

Pantamedie

Stocmediuanual

km mdM km2 mdM ‰ 106 m3

1 Tisa super. Frontiera Ungaria - - 4640 - - 1802

2 Someş Frontiera Ungaria 345 112 15352 536 170 3800

3 Crişul Negru Frontiera Ungaria 144,1 75 4476 277 68 2584

4 Mureş Frontiera Ungaria 719 86 27919 613 179 4932

5 Timiş Front. Iugoslavia 241,2 72 5248 415 151 1618

6 Nera Confluenţa Dunăre 131,2 65 1361 559 217 1166

7 Jiu Confluenţa Dunăre 346,2 22 10594 438 93 2769

8 Olt Confluenţa Dunăre 698,8 21 24300 624 135 5040

9 Vedea Confluenţa Dunăre 242,7 20 5364 169 25 363

10 Argeş Confluenţa Dunăre 339,6 10 12521 376 90 1957

11 Ialomiţa Confluenţa Dunăre 414 8 8873 374 59 1319

12 Siret Confluenţa Dunăre 725,8 2 44014 515 110 5860

13 Prut Confluenţa Dunăre 952,9 - 28396 - - 2580

14 B.h.XIV(Dunăre)

- - - 7039 - - 259

15 B.h.XV(Litoral) - - - 5330 - - 35

Volum e de ap ă disponibile în anul mediu în România pe bazine hidrografice

curs1

Documents