ENE-C2001 Käytännön energiatekniikkaa (KET) Convion Ltd:n SOFC-polttokenno / tehtävänanto / ver6
|
|
- Ilona Mattila
- 7 vuotta sitten
- Katselukertoja:
Transkriptio
1 ENE-C200 Käytännön energiatekniikkaa (KET) Convion Ltd:n SOFC-polttokenno / tehtävänanto / ver6 Yleistä Tässä asiakirjassa määritellään Convion Ltd:n kiinteäoksidipolttokenno ryhmätyöhön liittyvät tehtävät. Vierailuun liittyvät käytännön asiat (aikataulut jne.) esitetään erillisessä ohjeessa. Kukin ryhmä palauttaa kirjallisen raportin, jonka ulkoasusta ja jäsentelystä annetaan erillinen ohje. Raportista annetaan ryhmälle yhteinen arvosana. Erikseen valitaan ryhmä tai ryhmät, jotka pitävät myös suullisen esityksen loppuseminaarissa. 2 Ennakkoperehtyminen ja siihen liittyviä tietolähteitä Ennakkoperehtyminen ennen vierailua:. Perehdy tähän tehtävänantoon ja siinä olevaan SOFC polttokennon toimintaa koskevaan osioon. 2. Tutustu polttokennon perusperiaatteisiin ja polttoreaktioiden ja systeemien energiataselaskentaan 3. Tutustu polttokennoon esimerkiksi SOFC kennon eri valmistajien nettisivujen avulla. Mahdollisia tietolähteitä alkajaisiksi juelich.de/portal/en/research/energyenvironment/_node.html cell/solid oxide/ Muita tietolähteitä ovat esimerkiksi: Markku Lampinen: Termodynamiikan perusteet, Otatieto 997 Markku Lampinen: Kemiallinen termodynamiikka, Edita 200 Tietolähteitä saa ja pitää etsiä muitakin.
2 3 Tehtävänanto 3. Yleistä Seuraavassa on esitetty joukko kysymyksiä, joiden vastaukset esitetään ryhmän tuottamassa raportissa. Osa kysymyksistä on pakollisia. Näitä kysymyksiä pitää pohtia ja laskea. Osa kysymyksistä on vapaaehtoisia. Nämä kysymykset toimivat esimerkkeinä siitä, millaisia asioita työssä voi lisäksi pohtia. Vapaaehtoisten kysymysten osalta ryhmillä on oikeus tehdä valintoja työn rajausten suhteen: työssä voi joko keskittyä harvempiin asioihin perusteellisemmin tai useampiin asioihin pinnallisemmin. Työhön voi sisällyttää myös sellaisia kysymyksiä, joita ei ole lainkaan ehdotettu tässä listassa. Loppuraportin pitää olla itsenäinen tieteellinen kirjoitus siinä mielessä, että lukijan pitää ymmärtää se, vaikka hän ei näkisikään alkuperäistä tehtävänantoa. Loppuraportin selkeys ja johdonmukaisuus sekä raporttia laadittaessa tehdyt rajaukset ja niiden perustelut ovat osa kriteeristöä, jolla työtä arvioidaan. Loppuraporttiin tulee sisältyä myös osio, jossa kerrotaan ryhmän työskentelystä. Ryhmätyöskentelyn arvioinnissa voi vastata esimerkiksi seuraaviin kysymyksiin: Kuka ryhmässä teki mitäkin ja miten ryhmän työskentely onnistui kokonaisuudessaan? Mikä ryhmätyöskentelyssä meni hyvin ja mitä tekisitte toisin? " 3.2 Tuotekehitys ja liiketoiminta Näiden kysymysten tarkoituksena on pohtia uuden tuotteen kehittämisen, rahoituksen, markkinoille pääsyn sekä eri liiketoimintakonseptien problematiikkaa.. Milloin Suomessa ryhdyttiin kehittämään kyseistä SOFC järjestelmää ja miksi juuri silloin. Miksi tuotekehityksen kohteeksi valittiin SOFC kenno eikä esimerkiksi PEM kennoa? Mitkä ovat SOFC järjestelmän suurimmat edut ja haitat kilpaileviin teknologioihin verrattuna? 2. Kuinka suurella henkilömäärällä tuotekehitystä on tehty ja paljonko siihen on kulunut henkilötyövuosia? Miten henkilöstön ammattikuva / tarvittava ammattiosaaminen on muuttunut tuotteen kehittämisen edetessä? 2
3 3. Saatiinko ja saadaanko tuotekehitykseen yhteiskunnan tukea; minkälaista tukea ja kuinka paljon; onko start up yritykselle saatu erityistä tukea? 4. Minkälaiset markkinat SOFC järjestelmällä on arvioitu olevan; mitkä ovat oletetut pääsovellutuskohteet ja ketkä ovat mahdollisia asiakkaita? Mikä / mitkä teknologiat ovat pahimpia kilpailijoita näillä sovellutusalueilla? 5. Minkälaisia eri liiketoimintakonsepteja on hahmoteltu SOFCjärjestelmälle eli miten polttokennon on ajateltu pääsevän markkinoille? Miten toisaalta myynti ja markkinointi ja toisaalta toimitus, jakelu, huolto ja ylläpito on ajateltu järjestettävän? 6. Mikä on SOFC järjestelmän nimellinen käyttöikä ja mitkä asiat vaikuttavat SOFC järjestelmän käyttöikään ja huoltotarpeeseen? Pitääkö SOFC järjestelmää huoltaa usein? 3.3 Polttokennoprosessi Kuvaa ja selosta SOFC prosessin tärkeimmät laitteet ja niiden tehtävät. Esitä SOFC prosessin prosessikaavio ja merkitse laitteet siihen käyttäen standardin mukaisia piirrosmerkkejä. Kaaviokuvaan pitää merkitä polttokennoprosessiin tulevat ja poistuvat aine ja energiavirrat sekä merkitä numeroimalla tai muulla yksiselitteisellä tavalla prosessilaskennassa käytettävät pisteet. Esitä polttokennon prosessilaskelmat nimellistehoa tuotettaessa. Laskelmissa oletetaan, että: Laskelmat tehdään mitatun ilmamäärän ja metaanimäärän pohjalta (ei siis mitatun pakokaasun pohjalta) Polttokennomodulista jälkipolttimelle virtaavien kaasujen lämpötila on kennon oletetussa lämpötilassa 900 K (mahdollinen reformerin jälkeinen lämmönsiirrin jätetään laskelmissa huomiotta) Jälkipolttimelle tulevien kaasujen määrät voidaan laskea ohjeessa olevan taulukon pohjalta. Pakokaasut sisältävät jälkipolttimen jälkeen vain vettä, hiilidioksidia, happea ja typpeä. Laskennan alkuarvot saadaan liitteenä olevasta Convion Ltd:n prosessikaavion mittauksista, jonka mukaan Metaanin syöttö on 3,7 Nm³/tunnissa (normikuutiometriä tunnissa) 3
4 Ilman syöttö on38 Nm³/tunnissa, T = 24,3 C Poistuvien pakokaasujen lämpötila T = 246,5 C Tuotettu sähkö on P = 23, kw tasavirtaa / 8,9 kw vaihtovirtaa Laskelmissa ei lasketa koko prosessin kaikkia komponentteja läpi, koska tarvittavia tietoja ei kaikista komponenteista ole saatavilla. Laskelmista pitää kuitenkin käydä ilmi:. Syötetty polttoaineteho 2. Polttokennon ilmakerroin 3. Prosessin sähköntuotannon hyötysuhde (tuotettu nettosähköteho/tuotu polttoaineteho sekä tasavirralle että vaihtovirralle) 4. Polttokennosysteemin kokonaislämpöhäviöt ja DC/AC muuntimen lämpöhäviöt 5. Polttokennon kokonaisjännite, yhden yksikkökennon kennojännite sekä polttokennosta saatava sähkövirta, kun yksikkökennoja oletetaan olevan sarjassa N =00 kpl. 6. Jälkipolttimen yhteydessä olevan ilman esilämmittimen lämpöteho. 7. Poistuvien pakokaasujen savukaasuhäviöt (perustuen pakokaasun mitattuun lämpötilaan ja laskettuun moolivirtaan 8. Syöttöilman lämpötila esilämmittimen jälkeen 9. Syöttöilman aiheuttama jäähdytysteho polttokennomodulissa Mieti prosessikaaviosta saatavien mittausarvojen yhtenäisyyttä. Mitä voit sanoa esimerkiksi prosessikaaviossa olevasta mitatun pakokaasun määrästä suhteessa ilmamäärään ja syötettyyn metaanimäärään? Ovatko prosessin mittauksista saatavissa olevat mittausarvot mielestäsi kaikki yhtä tarkkoja vai onko tarkkuudessa eroja? Perustele. Vapaaehtoisia laskelmia ja pohdintoja: Laske miten prosessin kokonaishyötysuhde muuttuu, jos pakokaasuja voidaan hyödyntää lämmön talteenottolämmönsiirtimellä, jossa pakokaasut jäähtyvät eri lämpötiloihin. Pohdiskele näin saatavilla olevan lämmön erilaisia hyödyntämismahdollisuuksia. Arvioi esireformerin toimintaa ja lämpötilatasoa lähtien oletuksesta, että noin 0% laitteistoon syötettävästä metaanista reformoidaan esireformerissa. Esireformeriin kierrätetään anodilta tulevaa kaasua siten että kierrätyskaasun moolivirran suhde tuoreeseen syötettävään metaaniin on 4,3. 4
5 3.4 Polttokennon käyttö ja tarvittavat luvat Polttokenno ei ole vielä jokapäiväistä tekniikkaa. Pohdi ja selvitä polttokennolaitteiston käyttöön liittyviä käytännön kysymyksiä, kuten. Minkälaisia lupia tarvitaan SOFC järjestelmän käyttämiseen? Voidaanko sitä käyttää yksityistalouksissa ilman huomattavaa kouluttautumista? Vaikuttaako kennon nimellisteho tarvittaviin lupiin? Kuka myöntää luvat? 2. Miten polttokennossa tuotettu sähkö voidaan siirtää tarvittaessa yleiseen sähköverkkoon? Mitä laitteita ja lupia tähän tarvitaan? Kuka myöntää luvat? Vapaaehtoisia kysymyksiä, joissa voit pohtia polttokennon käyttöä laajemmin myös yhteiskunnan kannalta:. Mikä on tariffipolitiikka Suomessa kotitaloudessa polttokennolla tuotetulle sähkölle. Paljonko sähköstä maksetaan? Vaikuttaako tuotantotapa ja mahdollinen uusiutuvien polttoaineiden käyttö asiaan? 2. Kotimaisen energian käyttömahdollisuudet ja huoltovarmuus 3. Bioenergian käyttö polttokennossa ja Suomen velvoitteet kansainvälisissä ilmastosopimuksissa 4. Polttokennoprosessiin mahdollisesti liittyvät onnettomuusriskit 4. Polttokennon toiminnasta 4. Johdanto Tavanomaisessa polttoreaktiossa happi yhtyy polttoaineeseen vapauttaen lämpöarvon mukaisen lämpömäärän, jonka ansiosta palokaasuilla on paloreaktion jälkeen erittäin korkea lämpötila. Polttokennoissa polttoaine yhtyy happeen katalyytin aikaansaamassa sähkökemiallisessa reaktiossa, jonka 5
6 lopputuotteena on sähkövirtaa, lämpöä ja reaktion lopputuotteita kuten H 2 O ja CO 2. Reaktion lämpötila vaihtelee voimakkaasti, riippuen polttokennon tyypistä. Matalissa lämpötiloissa (jopa huoneen lämpötilassa) toimivia kennoja ovat alkaaliset polttokennot (AFC) ja PEM kennot (Polymer Electrolyte Membrane). Keskilämpötiloissa toimivat fosforihappokennot PAFC) ja korkeissa lämpötiloissa sulakarbonaatti (MCFC) ja kiinteäoksidikennot (SOFC). Polttokennoja nimetään pääsääntöisesti sen mukaan, mikä on kennon elektrolyytti, eli aine, jonka läpi sähkövirta kulkee ioneina kennon sisällä. Kuva. Eri polttokennotyyppien lämpötila alueet, elektrolyytit ja varausta siirtävät ionit 4.2 SOFC polttokennon reaktiot Kiinteäoksidi polttokenno (Solid Oxide Fuel Cell) eli SOFC kenno toimii tyypillisesti C:n lämpötilatasolla ja sen polttoaineena toimii usein metaani CH 4, joka hapettuu kokonaisreaktion 6
7 CH 4 +2O 2 =CO 2 +2H 2 O () mukaan. Palaminen ei kuitenkaan tapahdu tavanomaisena palamisena vaan sähkökemiallisena reaktiona nikkelikatalyytin vaikutuksesta. Varsinaista sähkökemiallista hapettumista varten metaani pitää ensin hajottaa vedyksi ja hiilidioksidiksi. Hajotus tehdään esimerkiksi korkeassa lämpötilassa vesihöyryreformoinnin avulla joka tapahtuu seuraavan reaktion mukaan. CH 4 +H 2 O=CO+3H 2 (2) Näin aikaansaadut kaasut CO ja H 2 reagoivat katalyytin avustuksella polttokennossa. Reaktio tapahtuu elektrolyytin läpi kulkeutuneen negatiivisesti varautuneen happi ionin kanssa, jolloin ulkoiseen virtapiiriin vapautuu elektroneja. 3H 2 +3 O 2 =3H 2 O+6 e (3) CO+O 2 =CO 2 +2e (4) Lopputuotteena saadaan siis vettä ja hiilidioksidia sekä elektroneja, jotka kulkeutuvat ulkoisen virtapiirin kautta katodille jonne syötetään ilmaa, jolloin ilman joukossa oleva happi ionisoituu. 2O 2 +8 e =4 O 2 (5) Reformointi on voimakkaasti endoterminen reaktio, joka sitoo lämpöä, jolloin sitä voidaan hyödyntää polttokennomodulin jäähdyttämisessä. Esimerkiksi 900 C:n lämpötilassa reaktioentalpia on 224 kj/mol. Reformointi tapahtuukin vain pieneltä osalta esireformerissa ja suurin osa SOFC kennon reformoinnista tapahtuu kennossa, jolloin tarvittava jäähdytysilmamäärä vähenee. Jotta kennon virtapiiri olisi suljettu, pitää happi ionien kulkeutua polttokennon sisällä elektrolyytin läpi takaisin anodille. SOFC kennossa eletrolyyttinä on kiinteä happi ioneja O ² johtava keraami. Tavanomainen keraamimateriaali on yttriumilla (8%) seostettu zirkonium oksidi ZrO 2 josta käytetään lyhennettä YSZ. Keraamin pitää olla kaasutiivis ja elektroneja johtamaton, koska 7
8 sähkövarauksen pitää kulkea sen sisällä siis pelkästään happi ioneina eikä elektroneina. Elektronit aiheuttavat ulkoiseen virtapiiriin sähkövirran, jonka suuruus määräytyy syntyvien elektronien moolimäärän mukaan, Kaavan 2 mukaan yhdestä moolista metaania syntyy mooli hiilimonoksidia CO ja 3 moolia vetyä H 2, jolloin kaavojen 3 ja 4 mukaisesti syntyvien elektronien määrä on 8 moolia hapetettua metaanimoolia kohti. Syntyvä sähkövirta on I= 8 F N ṅ(ch 4 ) tot (6) jossa F on Faradayn vakio = [As/mol] ja ṅ (CH 4 ) tot on polttokennoon syötettävän metaanin moolivirta ja N on sarjaan kytkettyjen yksikkökennojen lukumäärä. SOFC polttokennon yhden anodi katodi parin välinen jännite on tyypillisesti normaalissa käyttötilanteessa U 0 = 0,6 0,8 V. Jotta jännite saadaan korkeammaksi, kytketään useita elektriodipareja sarjaan. Ulkoiseen virtapiiriin syötettävä kokonaisjännite on siis U=N U 0 (7) ja sähköteho P säh =U I (8) 4.3 SOFC kennon rakenne Polttokenno tehdään kiinteästä keraamirakenteesta siten että sekä polttoaineen että hapen virtauskanavat on muotoiltu rakenteen osaksi. Tällaista rakennetta kutsutaan membraani elektroni rakenteeksi MEA (Membrane Electrode Assembly) jonka periaate näkyy kuvasta 2. MEA rakenteita kytketään päällekkäin sarjaan, jolloin ne muodostavat ns. sandwitch rakenteen josta koko polttokenno koostuu (kuva 3) 8
9 Kuva 2. SOFC polttokennon membraani elektrodi rakenne (MEA) [] Kuva 3. Tasomaisista MEA rakenteista tehty SOFC polttokenno [] 9
10 4.4 Polttokennon energiatase Polttokennon kokonaisenergiatase on ṅ (CH 4 ) tot h CH4 +ṅ (i)tot h i =Φ+P säh +ṅ ( pk)tot h pk (9) jossa ṅ (CH 4 ) tot on polttokennoon tulevan metaanin moolivirta, h CH 4 metaanin standardientalpia (kemiallinen entalpia), ṅ (i )tot tulevan ilman moolivirta ja h i tulevan ilman standardientalpia. Φ on polttokennosta poistuva lämpövirta, P säh =UI poistuva teho (sähköteho), ṅ (pk)tot poistuvien pakokaasujen moolivirta ja h pk niiden standardientalpia. P säh =UI ṅ (CH 4 ) tot h CH 4 ṅ (pk)tot h pk ṅ (i )tot h i Φ Kuva 4. Polttokennosysteemin kokonaisenergiatase
11 Energiataseen avulla voi helposti laskea mitkä ovat polttokennon (lämpö)häviöt, kun ainevirtojen moolivirrat, niiden standardientalpiat ja kennosta saatava sähköteho tiedetään. Polttokennon hyötysuhde voidaan määritellä usealla eri tavalla. Usein sähkötehoa verrataan polttoaineen alempaan lämpöarvoon. Polttokennosysteemiin polttoaineen mukana syötettävä polttoaineteho on Φ pa =ṅ pa q (0) jossa ṅ pa on polttoaineen moolivirta [mol/s] ja q polttoaineen alempi lämpöarvo [kj/mol]. Kun ulkoiseen virtapiiriin saatava sähköteho on P = UI, on polttokennon hyötysuhde polttoaineen alemman lämpöarvon mukaan η= UI Φ pa () 4.5 Polttokennon molekyylitase ja ilmakerroin Polttokennoon syötetään metaania ja ilmaa. Kun oletetaan että hapettumisreaktio on täydellinen ja ilmassa on 79% typpeä, on kokonaisreaktio stökiömetriselle hapettumiselle CH 4 +2O 2 +7,54 N 2 =CO 2 +2H 2 O+7,54 N 2 (2) Täydellisen hapettumisen tapauksessa polttokennoon syötettyjen kaasujen moolimäärän pitäisi olla siis sama kuin sieltä poistuvien kaasujen moolimäärän. Yhtä metaanimoolia kohden tarvitaan stökiömetrisessä tapauksessa siis 9,54 moolia ilmaa jolloin poistuvan savukaasun määrä on 0,54 moolia. Polttokennoa käytetään yleensä huomattavasti suuremmalla ilmamäärällä, koska ilma toimii myös kennon jäähdyttimenä. Ilmakerroin määritellään todellisen ilman moolivirran ja stökiömetriseen palamiseen tarvittavan ilman moolivirran suhteena
12 λ= ṅtod ṅ stö (3) Kun otetaan ilmakerroin huomioon, on polttokennon reaktioyhtälö CH 4 +λ(2o 2 +7,54 N 2 )=CO 2 +2H 2 O+(λ )2O 2 +λ 7,54 N 2 (4) Polttokennoon syötettävä ilmamäärä ilmoitetaan joskus normikuutiometreissä. Tämä tarkoittaa siis ilman tilavuutta standardiolosuhteissa, jossa lämpötila T = 0 C ja paine p = bar. Moolitilavuuden saa laskettua ideaalikaasun tilanyhtälön avulla V m = V n = RT p (5) Kun tiedetään tilavuusvirta normikuutiometreissä saa moolivirran laskettua tilavuusvirran ja moolitilavuuden avulla ṅ= V V m (6) 4.6 Pakokaasujen lämmön talteenotto Polttokennon läpi virranneet kaasut ovat kuumia, jolloin niiden sisältämää lämpöenergiaa voidaan kennon jälkeen vielä hyödyntää. Lisäksi anodilta poistuva pakokaasu sisältää jonkin verran vetyä ja metaania, jotka voidaan polttaa jälkipolttimessa. Polttokennon anodilta poistuva kaasu kierrätetään esireformerille, jossa se sekoitetaan tulevaan metaaniin esireformointia varten. Osa kaasusta virtaa kuitenkin suoraan jälkipolttimelle, jossa se poltetaan katodilta tulevan ilman avulla. Pakokaasut jäähtyvät syöttöilman esilämmittimessä ja lopulta virtaavat ulos. Anodilta jälkipolttimelle tulevan kaasun koostumus arvioidaan lähteessä [2] olevan taulukon pohjalta. Tulokseksi saadaan pitoisuudet
13 CH 4 = 3, % H 2 = 8,4% CO = 4,8 % H 2 O = 56,2 % CO 2 = 27,5 % Jälkipolttimessa kaasuseoksen vety ja hiili poltetaan vedeksi ja hiilidioksidiksi jonka jälkeen pakokaasut jäähtyvät lämmönsiirtimessä lämmittäen polttokennolle virtaavaa kylmää syöttöilmaa. Tällaisen systeemin energiatase kuvan 5 mukainen. Kuvassa Φ on lämmönsiirtimen kautta kuumista kaasuista syöttöilmaan siirtynyt lämpöteho. Kuumien kaasujen energiatase on siis kuvan 6 mukainen. Kaasuseos palaa vedeksi ja hiilidioksidiksi ilmakertoimella λ, jolloin poistuvan kaasuseoksen koostumus on kaavan 4 oikean puolen mukainen. Varsinaiseen jälkipolttimen palamiseen osallistuu sisään tuleva happivirta ṅ O2 kun taas ilmakertoimesta johtuva ylimääräinen happivirta ṅ ( λ )O2 virtaa reagoimatta jälkipolttimen läpi. syöttöilma Σ(ṅh) sisään Σ(ṅ h) ulos Φ Kuva 5. Jälkipoltin + lämmönsiirrin
14 sisään ṅ CH 4 h CH4 ṅ H 2 h H 2 ulos ṅ (H 2 O) tot h H 2 O ṅ CO h CO ṅ (CO2 ) tot h CO2 ṅ H 2 O h H 2 O ṅ CO 2 h CO2 ṅ (λ )O 2 h O2 ṅ O2 h O2 ṅ N2 h N 2 ṅ (λ )O 2 h O2 ṅ N2 h N 2 Φ=Σ(ṅ h) sisään Σ(ṅ h) ulos Kuva 6. Jälkipoltin lämmönsiirrin yhdistelmän kuumien kaasujen energiatase Jälkipolttimen syöttökaasuissa oleva hiili C palaa hiilidioksidiksi ja vety H 2 vedeksi. Stökiömetrisen palamisen mukaisesti tulevien hiiltä sisältävien kaasujen ja poistuvan hiilidioksidin moolivirrat riippuvat toisistaan seuraavasti ṅ CH4 + 2 ṅco+ṅ CO2 =ṅ (CO2 ) tot (7 jossa alaindeksi tot tarkoittaa koko polttokennosysteemin hapetusreaktion kokonaistaseen mukaista moolivirtaa. Vastaavasti vedylle on voimassa
15 2ṅ CH ṅ H 2 +ṅ H2 O=ṅ (H 2 O) tot (8) Happea näihin reaktioihin kuluu ṅ O2 =2 ṅ CH4 + 2 ṅh ṅco (9) Reaktioyhtälöstä 2 voi päätellä että koko polttokennosysteemistä poistuvat moolivirrat hiilidioksidille ja vedelle ovat ṅ (CO2 ) tot =ṅ (CH 4 ) tot (20) ṅ ( H 2 O) tot =2ṅ (CH4 ) tot (2) Yhtä syötettyä metaanimoolia kohden on koko systeemistä poistettava mooli hiilidioksidia ja 2 moolia vettä. Kaavojen avulla saadaan laskettua anodilta tulevan syöttökaasun määrä yhtä kulutettua metaanimoolia n (CH 4 ) tot kohden. Seuraavassa taulukossa on esitetty jälkipolttimeen tulevien ja sieltä lähtevien kaasujen moolimäärät kun metaanin kokonaiskulutus polttokennosysteemissä on mooli. Kun polttokennosysteemiin syötettävän metaanin moolivirta ṅ (CH 4 ) tot tiedetään ja ilmakerroin tiedetään, saadaan kertomalla taulukon kaasujen moolimäärät syötettävän metaanin moolivirralla selville jälkipolttimelle tulevat ja lähtevät todelliset kaasumäärät. Kun moolivirrat ovat tiedossa on jälkipoltin + lämmönsiirrin systeemin energiatase Σ(ṅh) sisään =Φ+Σ(ṅ h) ulos (22) helposti laskettavissa. esimerkiksi lähteestä [3] Standardientalpiat (kemialliset entalpiat) saadaan
16 Taulukko. SOFC polttokennon jälkipolttimelle tulevat ja lähtevät kaasut yhtä polttokennosysteemiin syötettyä metaanimoolia kohden Kaasu Tulevat kaasut mol / mol n (CH 4 ) tot CH 4 0,088 H 2 0,236 CO 0,35 H 2 O,587 CO 2 0,777 O 2 0, ( λ ) N 2 7,54 λ Lähtevät kaasut CO 2 H 2 O 2 O 2 2( λ ) N 2 7,54 λ 4.7 Lämmönsiirrin Lämmönsiirtimessä kuumista kaasuista pois siirtynyt lämpövirta siirtyy syöttöilmaan, joka lämpenee. Kun tunnetaan syöttöilman massavirta voidaan sen lämpeneminen laskea tunnetusti kaavalla Φ=ṁ i c pi Δ T i (23) jossa ṁ i on ilman massavirta, c pi ilman keskimääräinen ominaislämpö ja Δ T i ilman lämpötilan nousu.
17 Näin lämmennyt ilma virtaa polttokennoon, jossa se lämpenee ja samalla jäähdyttää polttokennoa. Pakokaasut ovat lämmönsiirtimestä poistuessaan vielä kuumia, joten niiden hyödyntäminen ylimääräisellä lämmön talteenotolla on mahdollista. Lähteet:. Robert J. Kee & al, Combustion. Sci. and Tech., 80, , 2008, 2. R. Peters & al, Journal of Power Sources, 86, , Markku J. Lampinen, Kemiallinen termodynamiikka energiatekniikassa, Edita Prima 200 LIITTEET: Convionilta saadut prosessiarvot ja kaavio
ENE-C2001 Käytännön energiatekniikkaa. Rakennusten energiatekniikka, Skanskan vierailun tehtävänanto
23.2.2018 / Simo Kilpeläinen ENE-C2001 Käytännön energiatekniikkaa Rakennusten energiatekniikka, Skanskan vierailun tehtävänanto 1 Yleistä Tässä ohjeessa määritellään Skanskan pääkonttorin ryhmätyöhön
Lisätiedotvetyteknologia Muut kennotyypit 1 Polttokennot ja vetyteknologia Risto Mikkonen
DEE-5400 Polttokennot ja vetyteknologia Muut kennotyypit 1 Polttokennot ja vetyteknologia Risto Mikkonen Alkaalipolttokennot Anodi: Katodi: H 4OH 4 H O 4e O e H O 4OH 4 Avaruussovellutukset, ajoneuvokäytöt
LisätiedotMIKKELIN AMMATTIKORKEAKOULU Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka T8415SJ Energiatekniikka. Hannu Sarvelainen HÖYRYKATTILAN SUUNNITTELU
MIKKELIN AMMATTIKORKEAKOULU Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka T8415SJ Energiatekniikka Hannu Sarvelainen HÖYRYKATTILAN SUUNNITTELU HARJOITUSTYÖOHJE SISÄLLYS SYMBOLILUETTELO 3 1 JOHDANTO 4 2 TYÖOHJE
LisätiedotMamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus
Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus KEMIALLISIIN REAKTIOIHIN PERUSTUVA POLTTOAINEEN PALAMINEN Voimalaitoksessa käytetään polttoaineena
Lisätiedotvetyteknologia Polttokennon termodynamiikkaa 1 DEE Risto Mikkonen
DEE-5400 olttokennot ja vetyteknologia olttokennon termodynamiikkaa 1 DEE-5400 Risto Mikkonen ermodynamiikan ensimmäinen pääsääntö aseraja Ympäristö asetila Q W Suljettuun systeemiin tuotu lämpö + systeemiin
Lisätiedotvetyteknologia Polttokennon tyhjäkäyntijännite 1 DEE-54020 Risto Mikkonen
DEE-5400 olttokennot ja vetyteknologia olttokennon tyhjäkäyntijännite 1 DEE-5400 Risto Mikkonen 1.1.014 g:n määrittäminen olttokennon toiminta perustuu Gibbsin vapaan energian muutokseen. ( G = TS) Ideaalitapauksessa
LisätiedotOsio 1. Laskutehtävät
Osio 1. Laskutehtävät Nämä palautetaan osion1 palautuslaatikkoon. Aihe 1 Alkuaineiden suhteelliset osuudet yhdisteessä Tehtävä 1 (Alkuaineiden suhteelliset osuudet yhdisteessä) Tarvitset tehtävään atomipainotaulukkoa,
LisätiedotMamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus
Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus KATTILAN VESIHÖYRYPIIRIN SUUNNITTELU Höyrykattilan on tuotettava höyryä seuraavilla arvoilla.
LisätiedotSISÄLLYSLUETTELO SYMBOLILUETTELO 4
1 SISÄLLYSLUETTELO SYMBOLILUETTELO 4 1 KEMIALLISESTI REAGOIVA TERMODYNAAMINEN SYSTEEMI 6 11 Yleistä 6 12 Standarditila ja referenssitila 7 13 Entalpia- ja entropia-asteikko 11 2 ENTALPIA JA OMINAISLÄMPÖ
LisätiedotPolttokennoteknologian tarjoamat mahdollisuudet suomalaiselle kulkuneuvo-, kone- ja elektroniikkateollisuudelle 02-11/2001
Polttokennoteknologian tarjoamat mahdollisuudet suomalaiselle kulkuneuvo-, kone- ja elektroniikkateollisuudelle 02-11/2001 Hankkeen pääsisältö Teknologian kehitystilannekartoitus Yrityskysely kotimaisesta
LisätiedotENE-C2001 Käytännön energiatekniikkaa (KET) VTT Bioruukki / tehtävänanto
ENE-C2001 Käytännön energiatekniikkaa (KET) VTT Bioruukki / tehtävänanto v04 / 5.4.2017 JS 1 Yleistä Tässä asiakirjassa määritellään VTTn biotutkimusyksikkö ryhmätyöhön liittyvät tehtävät. Vierailuun liittyvät
Lisätiedotc) Tasapainota seuraava happamassa liuoksessa tapahtuva hapetus-pelkistysreaktio:
HTKK, TTY, LTY, OY, ÅA / Insinööriosastot Valintakuulustelujen kemian koe 26.05.2004 1. a) Kun natriumfosfaatin (Na 3 PO 4 ) ja kalsiumkloridin (CaCl 2 ) vesiliuokset sekoitetaan keske- nään, muodostuu
LisätiedotPolttokennolaboratoriotyö
Polttokennolaboratoriotyö Polttokennot ovat sähkökemiallisia laitteita, jotka muuntavat polttoaineen kemiallisen energian suoraan sähköksi ja lämmöksi [1]. Ne eivät nimensä mukaisesti kuitenkaan polta
LisätiedotMamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus
Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus HÖYRYTEKNIIKKA 1. Vettä (0 C) höyrystetään 2 bar paineessa 120 C kylläiseksi höyryksi. Laske
LisätiedotREAKTIOT JA ENERGIA, KE3 Ekso- ja endotermiset reaktiot sekä entalpian muutos
ympäristö ympäristö 15.12.2016 REAKTIOT JA ENERGIA, KE3 Ekso- ja endotermiset reaktiot sekä entalpian muutos Kaikilla aineilla (atomeilla, molekyyleillä) on asema- eli potentiaalienergiaa ja liike- eli
LisätiedotBensiiniä voidaan pitää hiilivetynä C8H18, jonka tiheys (NTP) on 0,703 g/ml ja palamislämpö H = kj/mol
Kertaustehtäviä KE3-kurssista Tehtävä 1 Maakaasu on melkein puhdasta metaania. Kuinka suuri tilavuus metaania paloi, kun täydelliseen palamiseen kuluu 3 m 3 ilmaa, jonka lämpötila on 50 C ja paine on 11kPa?
LisätiedotReaktiosarjat
Reaktiosarjat Usein haluttua tuotetta ei saada syntymään yhden kemiallisen reaktion lopputuotteena, vaan monen peräkkäisten reaktioiden kautta Tällöin edellisen reaktion lopputuote on seuraavan lähtöaine
LisätiedotTekijä: Markku Savolainen. STIRLING-moottori
Tekijä: Markku Savolainen STIRLING-moottori Perustietoa Perustietoa Palaminen tapahtuu sylinterin ulkopuolella Moottorin toiminta perustuu työkaasun kuumentamiseen ja jäähdyttämiseen Työkaasun laajeneminen
Lisätiedot1. Malmista metalliksi
1. Malmista metalliksi Metallit esiintyvät maaperässä yhdisteinä, mineraaleina Malmiksi sanotaan kiviainesta, joka sisältää jotakin hyödyllistä metallia niin paljon, että sen erottaminen on taloudellisesti
LisätiedotErilaisia entalpian muutoksia
Erilaisia entalpian muutoksia REAKTIOT JA ENERGIA, KE3 Erilaisille kemiallisten reaktioiden entalpiamuutoksille on omat terminsä. Monesti entalpia-sanalle käytetään synonyymiä lämpö. Reaktiolämmöllä eli
LisätiedotEnergiatehokkuuden analysointi
Liite 2 Ympäristöministeriö - Ravinteiden kierrätyksen edistämistä ja Saaristomeren tilan parantamista koskeva ohjelma Energiatehokkuuden analysointi Liite loppuraporttiin Jani Isokääntä 9.4.2015 Sisällys
LisätiedotElektrolyysi Anodilla tapahtuu aina hapettuminen ja katodilla pelkistyminen!
Elektrolyysi MATERIAALIT JA TEKNOLOGIA, KE4 Monet kemialliset reaktiot ovat palautuvia eli reversiibeleitä. Jo sähkökemian syntyvaiheessa oivallettiin, että on mahdollista rakentaa kahdenlaisia sähkökemiallisia
LisätiedotKäytetään nykyaikaista kvanttimekaanista atomimallia, Bohrin vetyatomi toimii samoin.
1.2 Elektronin energia Käytetään nykyaikaista kvanttimekaanista atomimallia, Bohrin vetyatomi toimii samoin. -elektronit voivat olla vain tietyillä energioilla (pääkvanttiluku n = 1, 2, 3,...) -mitä kauempana
LisätiedotVesi. Pintajännityksen Veden suuremman tiheyden nesteenä kuin kiinteänä aineena Korkean kiehumispisteen
Vesi Hyvin poolisten vesimolekyylien välille muodostuu vetysidoksia, jotka ovat vahvimpia molekyylien välille syntyviä sidoksia. Vetysidos on sähköistä vetovoimaa, ei kovalenttinen sidos. Vesi Vetysidos
LisätiedotTehtävä 1. Tasapainokonversion laskenta Χ r G-arvojen avulla Alkyloitaessa bentseeniä propeenilla syntyy kumeenia (isopropyylibentseeniä):
CHEM-A1110 Virtaukset ja reaktorit Laskuharjoitus 10/017 Lisätietoja s-postilla reetta.karinen@aalto.fi tai tiia.viinikainen@aalto.fi vastaanotto huoneessa E409 Kemiallinen tasapaino Tehtävä 1. Tasapainokonversion
LisätiedotPolttokennojärjestelmät
AS.84-3134 Energiatekniikan automaatio Polttokennojärjestelmät Matias Halinen DI, Tutkija VTT, Polttokennot Sisältö SOFC -järjestelmät Rakenne Vaatimuksia automaatiojärjestelmälle Kiinteäoksidipolttokenno,
Lisätiedot= P 0 (V 2 V 1 ) + nrt 0. nrt 0 ln V ]
766328A Termofysiikka Harjoitus no. 7, ratkaisut (syyslukukausi 2014) 1. Sylinteri on ympäristössä, jonka paine on P 0 ja lämpötila T 0. Sylinterin sisällä on n moolia ideaalikaasua ja sen tilavuutta kasvatetaan
LisätiedotLuku 15 KEMIALLISET REAKTIOT
Thermodynamics: An Engineering Approach, 7 th Edition Yunus A. Cengel, Michael A. Boles McGraw-Hill, 2011 Luku 15 KEMIALLISET REAKTIOT Copyright The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for
LisätiedotTuulienergialla tuotetun sähköntuotannon lisäys Saksassa vuosina Ohjaaja Henrik Holmberg
IGCC-voimlaitosten toimintaperiaate ja nykytilanne Ohjaaja Henrik Holmberg IGCC-voimlaitoksissa (Integrated Gasification Combined Cycle) on integroitu kiinteän polttoaineen kaasutus sekä Brayton- että
Lisätiedotkipinäpurkauksena, josta salama on esimerkki.
Sähkö 25 Esineet saavat sähkövarauksen hankauksessa kipinäpurkauksena, josta salama on esimerkki. Hankauksessa esineet voivat varautua sähköisesti. Varaukset syntyvät, koska hankauksessa kappaleesta siirtyy
LisätiedotLukion kemia 3, Reaktiot ja energia. Leena Piiroinen Luento 2 2015
Lukion kemia 3, Reaktiot ja energia Leena Piiroinen Luento 2 2015 Reaktioyhtälöön liittyviä laskuja 1. Reaktioyhtälön kertoimet ja tuotteiden määrä 2. Lähtöaineiden riittävyys 3. Reaktiosarjat 4. Seoslaskut
LisätiedotPoltto- ja kattilatekniikan perusteet
Poltto- ja kattilatekniikan perusteet #1 Palaminen ja polttoaineet Esa K. Vakkilainen Polttoaineet Suomessa käytettäviä polttoaineita Puuperäiset polttoaineet Maakaasu Öljy Hiili Turve Biopolttoaineita
LisätiedotKertausluennot: Mahdollisuus pisteiden korotukseen ja rästisuorituksiin Keskiviikko klo 8-10
Kertausluennot: Mahdollisuus pisteiden korotukseen ja rästisuorituksiin Keskiviikko 25.10 klo 8-10 Jokaisesta oikein ratkaistusta tehtävästä voi saada yhden lisäpisteen. Tehtävä, joilla voi korottaa kotitehtävän
LisätiedotErilaisia entalpian muutoksia
Erilaisia entalpian muutoksia REAKTIOT JA ENERGIA, KE3 Erilaisille kemiallisten reaktioiden entalpiamuutoksille on omat terminsä. Monesti entalpia-sanalle käytetään synonyymiä lämpö. Reaktiolämmöllä eli
LisätiedotBiodiesel Tuotantomenetelmien kemiaa
Biodiesel Tuotantomenetelmien kemiaa Tuotantomenetelmät Kasviöljyjen vaihtoesteröinti Kasviöljyjen hydrogenointi Fischer-Tropsch-synteesi Kasviöljyt Rasvan kemiallinen rakenne Lähde: Malkki, Rypsiöljyn
LisätiedotOppimistehtävä 4: Pienimuotoinen vedyntuotanto
ENE-C3001 Energiasysteemit Oppimistehtävä 4: Pienimuotoinen vedyntuotanto Sisällysluettelo 1 Johdanto... 1 2 Vedyn valmistaminen elektrolyyttisesti... 2 3 Paikallinen vetyjärjestelmä... 4 4 Tehtävänanto...
LisätiedotN:o 1017 4287. Uusien polttolaitosten ja kaasuturbiinien, joiden polttoaineteho on suurempi tai yhtä suuri kuin 50 megawattia päästöraja-arvot
N:o 1017 4287 Uusien polttolaitosten ja kaasuturbiinien, joiden polttoaineteho on suurempi tai yhtä suuri kuin 50 megawattia päästöraja-arvot Taulukko 1. Kiinteitä polttoaineita polttavien polttolaitosten
LisätiedotKäsitteitä. Hapetusluku = kuvitteellinen varaus, jonka atomi saa elektronin siirtyessä
Sähkökemia Nopea kertaus! Mitä seuraavat käsitteet tarkoittivatkaan? a) Hapettuminen b) Pelkistyminen c) Hapetusluku d) Elektrolyytti e) Epäjalometalli f) Jalometalli Käsitteitä Hapettuminen = elektronin
LisätiedotLämpöoppi. Termodynaaminen systeemi. Tilanmuuttujat (suureet) Eristetty systeemi. Suljettu systeemi. Avoin systeemi.
Lämpöoppi Termodynaaminen systeemi Tilanmuuttujat (suureet) Lämpötila T (K) Absoluuttinen asteikko eli Kelvinasteikko! Paine p (Pa, bar) Tilavuus V (l, m 3, ) Ainemäärä n (mol) Eristetty systeemi Ei ole
LisätiedotLämmityksen lämpökerroin: Jäähdytin ja lämmitin ovat itse asiassa sama laite, mutta niiden hyötytuote on eri, jäähdytyksessä QL ja lämmityksessä QH
Muita lämpökoneita Nämäkin vaativat työtä toimiakseen sillä termodynamiikan toinen pääsääntö Lämpökoneita ovat lämpövoimakoneiden lisäksi laitteet, jotka tekevät on Clausiuksen mukaan: Mikään laite ei
LisätiedotTasapainotilaan vaikuttavia tekijöitä
REAKTIOT JA TASAPAINO, KE5 Tasapainotilaan vaikuttavia tekijöitä Fritz Haber huomasi ammoniakkisynteesiä kehitellessään, että olosuhteet vaikuttavat ammoniakin määrään tasapainoseoksessa. Hän huomasi,
LisätiedotMuita lämpökoneita. matalammasta lämpötilasta korkeampaan. Jäähdytyksen tehokerroin: Lämmityksen lämpökerroin:
Muita lämpökoneita Nämäkin vaativat ovat työtälämpövoimakoneiden toimiakseen sillä termodynamiikan pääsääntö Lämpökoneita lisäksi laitteet,toinen jotka tekevät on Clausiuksen mukaan: laiteilmalämpöpumppu
LisätiedotPuhtaan kaasun fysikaalista tilaa määrittävät seuraavat 4 ominaisuutta, jotka tilanyhtälö sitoo toisiinsa: Paine p
KEMA221 2009 KERTAUSTA IDEAALIKAASU JA REAALIKAASU ATKINS LUKU 1 1 IDEAALIKAASU Ideaalikaasu Koostuu pistemäisistä hiukkasista Ei vuorovaikutuksia hiukkasten välillä Hiukkasten liike satunnaista Hiukkasten
Lisätiedot1. Tasavirta. Virtapiirin komponenttien piirrosmerkit. Virtapiiriä havainnollistetaan kytkentäkaaviolla
Fy3: Sähkö 1. Tasavirta Virtapiirin komponenttien piirrosmerkit Virtapiiriä havainnollistetaan kytkentäkaaviolla Sähkövirta I Sähkövirran suunta on valittu jännitelähteen plusnavasta miinusnapaan (elektronit
LisätiedotCHEM-A1110 Virtaukset ja reaktorit. Laskuharjoitus 9/2016. Energiataseet
CHEM-A1110 Virtaukset ja reaktorit Laskuharjoitus 9/2016 Lisätietoja s-postilla reetta.karinen@aalto.fi tai tiia.viinikainen@aalto.fi vastaanotto huoneessa D406 Energiataseet Tehtävä 1. Adiabaattisen virtausreaktorin
LisätiedotBiKa-hanke Viitasaaren työpaja Uusiutuvan energian direktiivi REDII ehdotus
BiKa-hanke Viitasaaren työpaja 27.3.2018 Uusiutuvan energian direktiivi REDII ehdotus Saija Rasi, Luonnonvarakeskus Biokaasuliiketoimintaa ja -verkostoja Keski-Suomeen, 1.3.2016 30.4.2018 29.3.201 RED
Lisätiedot2.1 Sähköä kemiallisesta energiasta
2.1 Sähköä kemiallisesta energiasta Monet hapettumis ja pelkistymisreaktioista on spontaaneja, jolloin elektronien siirtyminen tapahtuu itsestään. Koska reaktio on spontaani, vapautuu siinä energiaa, yleensä
LisätiedotHapetus-pelkistymisreaktioiden tasapainottaminen
Hapetus-pelkistymisreaktioiden tasapainottaminen hapetuslukumenetelmällä MATERIAALIT JA TEKNO- LOGIA, KE4 Palataan hetkeksi 2.- ja 3.-kurssin asioihin ja tarkastellaan hapetus-pelkistymisreaktioiden tasapainottamista.
LisätiedotSÄHKÖ KÄSITTEENÄ. Yleisnimitys suurelle joukolle ilmiöitä ja käsitteitä:
FY6 SÄHKÖ Tavoitteet Kurssin tavoitteena on, että opiskelija ymmärtää sähköön liittyviä peruskäsitteitä, tutustuu mittaustekniikkaan osaa tehdä sähköopin perusmittauksia sekä rakentaa ja tutkia yksinkertaisia
LisätiedotHSC-ohje laskuharjoituksen 1 tehtävälle 2
HSC-ohje laskuharjoituksen 1 tehtävälle 2 Metanolisynteesin bruttoreaktio on CO 2H CH OH (3) 2 3 Laske metanolin tasapainopitoisuus mooliprosentteina 350 C:ssa ja 350 barin paineessa, kun lähtöaineena
LisätiedotSuljetun lyijyakun toiminnan peruskäsitteitä
Suljetun lyijyakun toiminnan peruskäsitteitä Akun toiminta perustuu täysin sähkökemiallisiin ilmiöihin + ja - materiaalin välillä elektrolyytin mahdollistaessa kemiallisenreaktion. Akun pääosina ovat anodi,
LisätiedotT F = T C ( 24,6) F = 12,28 F 12,3 F T K = (273,15 24,6) K = 248,55 K T F = 87,8 F T K = 4,15 K T F = 452,2 F. P = α T α = P T = P 3 T 3
76628A Termofysiikka Harjoitus no. 1, ratkaisut (syyslukukausi 2014) 1. Muunnokset Fahrenheit- (T F ), Celsius- (T C ) ja Kelvin-asteikkojen (T K ) välillä: T F = 2 + 9 5 T C T C = 5 9 (T F 2) T K = 27,15
LisätiedotEnergia-alan keskeisiä termejä. 1. Energiatase (energy balance)
Energia-alan keskeisiä termejä 1. Energiatase (energy balance) Energiataseet perustuvat energian häviämättömyyden lakiin. Systeemi rajataan ja siihen meneviä ja sieltä tulevia energiavirtoja tarkastellaan.
LisätiedotMitä on huomioitava kaasupäästöjen virtausmittauksissa
Mitä on huomioitava kaasupäästöjen virtausmittauksissa Luotettavuutta päästökauppaan liittyviin mittauksiin 21.8.2006 Paula Juuti 2 Kaupattavien päästöjen määrittäminen Toistaiseksi CO2-päästömäärät perustuvat
LisätiedotMolaariset ominaislämpökapasiteetit
Molaariset ominaislämpökapasiteetit Yleensä, kun systeemiin tuodaan lämpöä, sen lämpötila nousee. (Ei kuitenkaan aina, kannattaa muistaa, että työllä voi olla osuutta asiaan.) Lämmön ja lämpötilan muutoksen
LisätiedotDEE Polttokennot ja vetyteknologia
DEE-54020 Polttokennot ja vetyteknologa Polttokennon hävöt 1 Polttokennot ja vetyteknologa Rsto Mkkonen Polttokennon tyhjäkäyntjännte Teoreettnen tyhjäkäyntjännte E z g F Todellnen kennojännte rppuu er
LisätiedotJohdanto... 3. Tavoitteet... 3. Työturvallisuus... 3. Polttokennoauton rakentaminen... 4. AURINKOPANEELITUTKIMUS - energiaa aurinkopaneelilla...
OHJEKIRJA SISÄLLYS Johdanto... 3 Tavoitteet... 3 Työturvallisuus... 3 Polttokennoauton rakentaminen... 4 AURINKOPANEELITUTKIMUS - energiaa aurinkopaneelilla... 5 POLTTOKENNOAUTON TANKKAUS - polttoainetta
LisätiedotOsa2. Kemiallinen reaktio
Osa2. Kemiallinen reaktio 1. Kertoimien määrittäminen 2. Määrälliset laskut - massasuhdemenetelmä - moolimenetelmä 3. Palamisreaktiot 4. Lämpöenergia reaktioissa 5. Reaktionopeuteen vaikuttavia tekijöitä
LisätiedotTutkimuksellinen lähestymistapa polttokennojen kemian opetukseen
Tutkimuksellinen lähestymistapa polttokennojen kemian opetukseen Matleena Ojapalo Pro gradu -tutkielma Ohjaaja: Maija Aksela Kemian opettajankoulutusyksikkö Kemian laitos Helsingin yliopisto 29.10.2010
Lisätiedot1. Laske ideaalikaasun tilavuuden lämpötilakerroin (1/V)(dV/dT) p ja isoterminen kokoonpuristuvuus (1/V)(dV/dp) T.
S-35, Fysiikka III (ES) välikoe Laske ideaalikaasun tilavuuden lämpötilakerroin (/V)(dV/d) p ja isoterminen kokoonpuristuvuus (/V)(dV/dp) ehtävän pisteyttäneen assarin kommentit: Ensimmäisen pisteen sai
LisätiedotTehtävä 1. Valitse seuraavista vaihtoehdoista oikea ja merkitse kirjain alla olevaan taulukkoon
Tehtävä 1. Valitse seuraavista vaihtoehdoista oikea ja merkitse kirjain alla olevaan taulukkoon A. Mikä seuraavista hapoista on heikko happo? a) etikkahappo b) typpihappo c) vetykloridihappo d) rikkihappo
LisätiedotLuku 2. Kemiallisen reaktion tasapaino
Luku 2 Kemiallisen reaktion tasapaino 1 2 Keskeisiä käsitteitä 3 Tasapainotilan syntyminen, etenevä reaktio 4 Tasapainotilan syntyminen 5 Tasapainotilan syntyminen, palautuva reaktio 6 Kemiallisen tasapainotilan
LisätiedotENY-C2001 Termodynamiikka ja lämmönsiirto Luento 9 /
ENY-C2001 Termodynamiikka ja lämmönsiirto Luento 9 / 14.11.2016 v. 03 / T. Paloposki Tämän päivän ohjelma: Vielä vähän entropiasta... Termodynamiikan 2. pääsääntö Entropian rooli 2. pääsäännön yhteydessä
LisätiedotPROSESSISUUNNITTELUN SEMINAARI. Luento 5.3.2012 3. vaihe
PROSESSISUUNNITTELUN SEMINAARI Luento 5.3.2012 3. vaihe 1 3. Vaihe Sanallinen prosessikuvaus Taselaskenta Lopullinen virtauskaavio 2 Sanallinen prosessikuvaus Prosessikuvaus on kirjallinen kuvaus prosessin
LisätiedotLämpöopin pääsäännöt. 0. pääsääntö. I pääsääntö. II pääsääntö
Lämpöopin pääsäännöt 0. pääsääntö Jos systeemit A ja C sekä B ja C ovat termisessä tasapainossa, niin silloin myös A ja B ovat tasapainossa. Eristetyssä systeemissä eri lämpöiset kappaleet asettuvat lopulta
LisätiedotLasku- ja huolimattomuusvirheet ½ p. Loppupisteiden puolia pisteitä ei korotettu ylöspäin, esim. 2½ p. = 2 p.
Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta dia-valinta 2015 Insinöörivalinnan kemian koe 27.5.2015 MALLIRATKAISUT JA PISTEET Lasku- ja huolimattomuusvirheet ½ p. Loppupisteiden puolia pisteitä ei
LisätiedotENE-C2001 Käytännön energiatekniikkaa (KET) Katri Valan lämpöpumppulaitos / tehtävänanto
11.4.2016 HH ENE-C2001 Käytännön energiatekniikkaa (KET) Katri Valan lämpöpumppulaitos / tehtävänanto Sisällysluettelo 1 Yleistä... 1 2 Ennakkoperehtyminen ja siihen liittyviä tietolähteitä... 2 3 Raportin
LisätiedotTKK, TTY, LTY, OY, TY, VY, ÅA / Insinööriosastot Valintakuulustelujen kemian koe 31.5.2006
TKK, TTY, LTY, Y, TY, VY, ÅA / Insinööriosastot Valintakuulustelujen kemian koe 1.5.006 1. Uraanimetallin valmistus puhdistetusta uraanidioksidimalmista koostuu seuraavista reaktiovaiheista: (1) U (s)
LisätiedotAS.84-3134 Energiatekniikan automaatio. Polttokennot. Matias Halinen. DI, Tutkija VTT, Polttokennot
AS.84-3134 Energiatekniikan automaatio Polttokennot Matias Halinen DI, Tutkija VTT, Polttokennot AS-84.3134 Energiatekniikan automaatio, Syksy 2007 Sisältö Luento 1 Polttokennot yleisesti Polttokennojen
LisätiedotTehtävä 1. Avaruussukkulan kiihdytysvaiheen kiinteänä polttoaineena käytetään ammonium- perkloraatin ja alumiinin seosta.
Helsingin yliopiston kemian valintakoe 10.5.2019 Vastaukset ja selitykset Tehtävä 1. Avaruussukkulan kiihdytysvaiheen kiinteänä polttoaineena käytetään ammonium- perkloraatin ja alumiinin seosta. Reaktio
LisätiedotElektroniikan perusteet, Radioamatööritutkintokoulutus
Elektroniikan perusteet, Radioamatööritutkintokoulutus Antti Karjalainen, PRK 14.11.2013 Komponenttien esittelytaktiikka Toiminta, (Teoria), Käyttö jännite, virta, teho, taajuus, impedanssi ja näiden yksiköt:
LisätiedotLämpö- eli termokemiaa
Lämpö- eli termokemiaa Endoterminen reaktio sitoo ympäristöstä lämpöenergiaa. Eksoterminen reaktio vapauttaa lämpöenergiaa ympäristöön. Entalpia H kuvaa systeemin sisäenergiaa vakiopaineessa. Entalpiamuutos
LisätiedotKäytännön esimerkkejä on lukuisia.
PROSESSI- JA Y MPÄRISTÖTEKNIIK KA Ilmiömallinnus prosessimet allurgiassa, 01 6 Teema 4 Tehtävien ratkaisut 15.9.016 SÄHKÖKEMIALLISTEN REAKTIOIDEN TERMODYNAMIIKKA JA KINETIIKKA Yleistä Tämä dokumentti sisältää
LisätiedotAKKU- JA PARISTOTEKNIIKAT
AKKU- JA PARISTOTEKNIIKAT H.Honkanen Kemiallisessa sähköparissa ( = paristossa ) ylempänä oleva, eli negatiivisempi, metalli syöpyy liuokseen. Akussa ei elektrodi syövy pois, vaan esimerkiksi lyijyakkua
LisätiedotREAKTIOT JA ENERGIA, KE3. Kaasut
Kaasut REAKTIOT JA ENERGIA, KE3 Kaasu on yksi aineen olomuodosta. Kaasujen käyttäytymistä kokeellisesti tutkimalla on päädytty yksinkertaiseen malliin, ns. ideaalikaasuun. Määritelmä: Ideaalikaasu on yksinkertainen
Lisätiedotln2, missä ν = 1mol. ja lopuksi kaasun saama lämpömäärä I pääsäännön perusteella.
S-114.42, Fysiikka III (S 2. välikoe 4.11.2002 1. Yksi mooli yksiatomista ideaalikaasua on alussa lämpötilassa 0. Kaasu laajenee tilavuudesta 0 tilavuuteen 2 0 a isotermisesti, b isobaarisesti ja c adiabaattisesti.
LisätiedotKemiallinen reaktio
Kemiallinen reaktio REAKTIOT JA ENERGIA, KE3 Johdantoa: Syömme elääksemme, emme elä syödäksemme! sanonta on totta. Kun elimistömme hyödyntää ravintoaineita metaboliassa eli aineenvaihduntareaktioissa,
LisätiedotAine-, energia- ja rahataseet prof. Olli Dahl
Aine-, energia- ja rahataseet prof. Olli Dahl Puhtaat teknologiat tutkimusryhmä Sisältö Johdanto Aine- ja energiatase Reaaliset rahavirrat, yritystaso rahatase Esimerkkejä: Kemiallisen massan eli sellun
LisätiedotAinemäärien suhteista laskujen kautta aineiden määriin
REAKTIOT JA ENERGIA, KE3 Ainemäärien suhteista laskujen kautta aineiden määriin Mitä on kemia? Kemia on reaktioyhtälöitä, ja niiden tulkitsemista. Ollaan havaittu, että reaktioyhtälöt kertovat kemiallisen
LisätiedotJohdantoa. Kemia on elektronien liikkumista/siirtymistä. Miksi?
Mitä on kemia? Johdantoa REAKTIOT JA ENERGIA, KE3 Kemia on elektronien liikkumista/siirtymistä. Miksi? Kaikissa kemiallisissa reaktioissa tapahtuu energian muutoksia, jotka liittyvät vanhojen sidosten
LisätiedotÖljyalan Palvelukeskus Oy Laskelma lämmityksen päästöistä. Loppuraportti 60K30031.02-Q210-001D 27.9.2010
Öljyalan Palvelukeskus Oy Laskelma lämmityksen päästöistä Loppuraportti 60K30031.02-Q210-001D 27.9.2010 Tausta Tämän selvityksen laskelmilla oli tavoitteena arvioida viimeisimpiä energian kulutustietoja
LisätiedotDiplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta dia-valinta Insinöörivalinnan kemian koe MALLIRATKAISUT
Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta dia-valinta 2015 Insinöörivalinnan kemian koe 27.5.2015 MALLIRATKAISUT 1 a) Vaihtoehto B on oikein. Elektronit sijoittuvat atomiorbitaaleille kasvavan
LisätiedotReaktiolämpö KINEETTINEN ENERGIA POTENTIAALI- ENERGIA
POTENTIAALI- ENERGIA KINEETTINEN ENERGIA Reaktiolämpö REAKTIOT JA ENERGIA, KE3 Johdantoa: Syömme elääksemme, emme elä syödäksemme! sanonta on totta. Kun elimistömme hyödyntää ravintoaineita metaboliassa
LisätiedotKOE 3, A-OSIO Agroteknologia Agroteknologian pääsykokeessa saa olla mukana kaavakokoelma
KOE 3, A-OSIO Agroteknologia Agroteknologian pääsykokeessa saa olla mukana kaavakokoelma Sekä A- että B-osiosta tulee saada vähintään 10 pistettä. Mikäli A-osion pistemäärä on vähemmän kuin 10 pistettä,
LisätiedotTEKNIIKKA. Dieselmoottorit jaetaan kahteen ryhmään: - Apukammiomoottoreihin - Suoraruiskutusmoottoreihin
TALOUDELLISUUS Dieselmoottori on vastaavaa ottomoottoria taloudellisempi vaihtoehto, koska tarvittava teho säädetään polttoaineen syöttömäärän avulla. Ottomoottorissa kuristetaan imuilman määrää kaasuläpän
LisätiedotRATKAISUT: 12. Lämpöenergia ja lämpöopin pääsäännöt
Physica 9 1. painos 1(7) : 12.1 a) Lämpö on siirtyvää energiaa, joka siirtyy kappaleesta (systeemistä) toiseen lämpötilaeron vuoksi. b) Lämpöenergia on kappaleeseen (systeemiin) sitoutunutta energiaa.
LisätiedotPinnoitteen vaikutus jäähdytystehoon
Pinnoitteen vaikutus jäähdytystehoon Jesse Viitanen Esko Lätti 11I100A 16.4.2013 2 SISÄLLYS 1TEHTÄVÄN MÄÄRITTELY... 3 2TEORIA... 3 2.1Jäähdytysteho... 3 2.2Pinnoite... 4 2.3Jäähdytin... 5 3MITTAUSMENETELMÄT...
Lisätiedot13 KALORIMETRI. 13.1 Johdanto. 13.2 Kalorimetrin lämmönvaihto
13 KALORIMETRI 13.1 Johdanto Kalorimetri on ympäristöstään mahdollisimman täydellisesti lämpöeristetty astia. Lämpöeristyksestä huolimatta kalorimetrin ja ympäristön välinen lämpötilaero aiheuttaa lämmönvaihtoa
LisätiedotP = kv. (a) Kaasun lämpötila saadaan ideaalikaasun tilanyhtälön avulla, PV = nrt
766328A Termofysiikka Harjoitus no. 2, ratkaisut (syyslukukausi 204). Kun sylinterissä oleva n moolia ideaalikaasua laajenee reversiibelissä prosessissa kolminkertaiseen tilavuuteen 3,lämpötilamuuttuuprosessinaikanasiten,ettäyhtälö
Lisätiedotluku 1.notebook Luku 1 Mooli, ainemäärä ja konsentraatio
Luku 1 Mooli, ainemäärä ja konsentraatio 1 Kemian kvantitatiivisuus = määrällinen t ieto Kemian kaavat ja reaktioyhtälöt sisältävät tietoa aineiden rakenteesta ja aineiden määristä esim. 2 H 2 + O 2 2
LisätiedotUusi ejektoripohjainen hiilidioksidin talteenotto-menetelmä. BioCO 2 -projektin loppuseminaari elokuuta 2018, Jyväskylä.
Uusi ejektoripohjainen hiilidioksidin talteenotto-menetelmä BioCO 2 -projektin loppuseminaari - 30. elokuuta 2018, Jyväskylä Kristian Melin Esityksen sisältö Haasteet CO 2 erotuksessa Mitä uutta ejektorimenetelmässä
LisätiedotLämpöopin pääsäännöt
Lämpöopin pääsäännöt 0. Eristetyssä systeemissä lämpötilaerot tasoittuvat. Systeemin sisäenergia U kasvaa systeemin tuodun lämmön ja systeemiin tehdyn työn W verran: ΔU = + W 2. Eristetyn systeemin entropia
LisätiedotKemialliset reaktiot ja reaktorit Prosessi- ja ympäristötekniikan perusta I
Kemialliset reaktiot ja reaktorit Prosessi- ja ympäristötekniikan perusta I Juha Ahola juha.ahola@oulu.fi Kemiallinen prosessitekniikka Sellaisten kokonaisprosessien suunnittelu, joissa kemiallinen reaktio
LisätiedotLahti Energian uusi voimalaitos KYMIJÄRVI II. Jaana Lehtovirta Viestintäjohtaja Lahti Energia Oy
Lahti Energian uusi voimalaitos KYMIJÄRVI II Jaana Lehtovirta Viestintäjohtaja Lahti Energia Oy Miksi voimalaitos on rakennettu? Lahti Energialla on hyvät kokemukset yli 12 vuotta hiilivoimalan yhteydessä
LisätiedotNormaalipotentiaalit
Normaalipotentiaalit MATERIAALIT JA TEKNOLOGIA, KE4 Yksittäisen elektrodin aiheuttaman jännitteen mittaaminen ei onnistu. Jännitemittareilla voidaan havaita ja mitata vain kahden elektrodin välinen potentiaaliero
LisätiedotPHYS-C0220 TERMODYNAMIIKKA JA STATISTINEN FYSIIKKA
PHYS-C0220 TERMODYNAMIIKKA JA STATISTINEN FYSIIKKA Kevät 2016 Emppu Salonen Lasse Laurson Arttu Lehtinen Toni Mäkelä Luento 8: Kemiallinen potentiaali, suurkanoninen ensemble Pe 18.3.2016 1 AIHEET 1. Kanoninen
LisätiedotSähkökemia. Sähkökemiallinen jännitesarja, galvaaninen kenno, normaalipotentiaali
Sähkökemia Sähkökemiallinen jännitesarja, galvaaninen kenno, normaalipotentiaali Esimerkki 1 Pohdi kertauksen vuoksi seuraavia käsitteitä a) Hapettuminen b) Pelkistin c) Hapetusluku d) Elektrolyytti e)
LisätiedotENE-C2001 Käytännön energiatekniikkaa (KET) Katri Valan lämpöpumppulaitos / tehtävänanto
23.2.2018 HH ENE-C2001 Käytännön energiatekniikkaa (KET) Katri Valan lämpöpumppulaitos / tehtävänanto Sisällysluettelo 1 Yleistä... 1 2 Ennakkoperehtyminen ja siihen liittyviä tietolähteitä... 2 3 Raportin
Lisätiedotenergiatehottomista komponenteista tai turhasta käyntiajasta
LUT laboratorio- ato o ja mittauspalvelut ut Esimerkkinä energiatehokkuus -> keskeinen keino ilmastomuutoksen hallinnassa Euroopan sähkönkulutuksesta n. 15 % kuluu pumppusovelluksissa On arvioitu, että
LisätiedotLuento 9 Kemiallinen tasapaino CHEM-A1250
Luento 9 Kemiallinen tasapaino CHEM-A1250 Kemiallinen tasapaino Kaksisuuntainen reaktio Eteenpäin menevän reaktion reaktionopeus = käänteisen reaktion reaktionopeus Näennäisesti muuttumaton lopputilanne=>
Lisätiedot