Question

Энергетическая установка мощностью 80 кВт охлаждается проточной водой, протекающей по спиральной трубке, диаметр которой 15 мм. При установившемся режиме вода в трубке нагревается на 20°С. Определи скорость прокачки воды в охладительной системе, если известно, что на нагревание идёт 40 % энергии установки. Удельная теплоёмкость воды равна 4200 Дж/(кг·°С), плотность воды — 1000 кг/м³. При расчётах прими π=3,14. Ответ (округли до сантиметра в секунду):

Answer 1

Ответ:

5 м/с

Объяснение:

Задача є елементарною. Не бачу доцільності її розв'язувати.

Answer 2

Для определения скорости прокачки воды в охладительной системе сначала найдем количество теплоты, которое уходит на нагрев воды.

Установка мощностью 80 кВт расходует 40% этой мощности на нагрев воды, что составляет:

0.4 * 80 кВт = 32 кВт = 32,000 Вт.

Теплоёмкость воды (C) равна 4200 Дж/(кг·°C), плотность воды (ρ) равна 1000 кг/м³, и вода нагревается на 20°C.

Используем уравнение для определения количества теплоты (Q):

Q = mcΔT,

где: Q - количество теплоты (в Вт), m - масса воды (в кг), c - удельная теплоёмкость воды (в Дж/(кг·°C)), ΔT - изменение температуры (в °C).

Массу воды можно найти, используя плотность и объем:

m = V * ρ,

где: V - объем воды (в м³).

Объем можно найти, зная диаметр трубки (d) и скорость прокачки воды (v):

V = π * (d/2)^2 * L,

где: π ≈ 3.14, d = 15 мм = 0.015 м, L - длина трубки (в м).

Теперь мы можем выразить m через v:

m = π * (d/2)^2 * L * ρ.

Теперь мы можем выразить Q через v:

Q = π * (d/2)^2 * L * ρ * c * ΔT.

Подставим известные значения:

Q = π * (0.015 м / 2)^2 * L * 1000 кг/м³ * 4200 Дж/(кг·°C) * 20°C.

Теперь мы знаем, что Q = 32,000 Вт (32 кВт). Подставляем это значение:

32,000 Вт = π * (0.015 м / 2)^2 * L * 1000 кг/м³ * 4200 Дж/(кг·°C) * 20°C.

Теперь мы можем решить это уравнение относительно скорости прокачки воды (v):

v = (32,000 Вт) / (π * (0.015 м / 2)^2 * 1000 кг/м³ * 4200 Дж/(кг·°C) * 20°C).

Вычисляем v:

v ≈ 0.143 м/с.

Теперь округлим этот ответ до сантиметра в секунду:

v ≈ 14.3 см/с.

Скорость прокачки воды в охладительной системе составляет около 14.3 см/сек.