Uppgift 12

I en isolerad by i norrlands inland tänker man sig att bygga ett litet energiverk. Tanken är att energiverket ska leverera både elektricitet och värme till byn genom att utnyttja förnybara resurser, i detta fall flis från skogsavverkning. Genom att mala flisen till ett fint pulver kan man använda den som bränsle i en gasturbincykel som producerar både elektricitet och värme. Elektriciteten alstras i en generator som drivs av den mekaniska effekt som gasturbincykeln avger. Generatorns verkningsgrad är $97\ \%$. Värmen utvinns genom att isobariskt värmeväxla avgasvärmen efter turbinen från gasturbincykeln. Efter att värmen utvunnits ur avgaserna är avgastemperaturen $150\ ^\circ\mathrm{C}$. Massflödet i gasturbincykeln är $0{,}35\ \mathrm{kg/s}$. Gasturbincykelns tryckförhållande är $9$ och omgivningstillståndet är $1\ \mathrm{bar}$ och $10\ ^\circ\mathrm{C}$. Kompressorns och turbinens isentropiska verkningsgrader är $0{,}83$ respektive $0{,}87$. Både turbinen och kompressorn är adiabatiska. Temperaturen före turbinen är $1000\ ^\circ\mathrm{C}$. Arbetsmediet kan antas vara luft (ideal gas, $M = 29\ \mathrm{kg/kmol}$, $\kappa = 1{,}4$). Beräkna hur stor eleffekt och värmeeffekt som kan produceras med detta system.