Question

Какую массу природного газа надо сжечь в котле с КПД 40 %, чтобы 1 т воды, поступающей в него при 20 °С, нагреть до 100 °С и половину превратить в пар при 100 °С? ХЕЛП ПОЖАЛУЙСТА..​можно вместе с "дано" анализ и решение,чтобы было понятнее

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Дано:

КПД = 40%       или   η = 0,40

m₁ = 1 т = 1000 кг

c = 4200 Дж / (кг·°С)

L = 22,6·10⁵ Дж/кг

m₂ = m₁/2 = 500 кг

t₁ = 20°C

t₂ = 100°C

q = 4,4·10⁷ Дж/кг

________________

m - ?

1)

Нагреваем воду до температуры кипения:

Q₁ = m₁·c·(t₂ - t₁) = 1000·4200·(100-20) ≈ 340 МДж

2)

Половину воды испаряем:

Q₂ = m₂·L = 500·22,6·10⁵ ≈ 1 130 МДж

3)

Общее количество теплоты на нагревание воды и испарение половины ее:

Q₁₂ = Q₁ + Q₂ = 340 + 1130 = 1470 МДж

4)

Сжигаем природный газ:

Q = q·m = 4,4·10⁷·m = 44·m    МДж

5)

КПД:

η = Q₁₂ / Q

0,40 = 1470 / (44·m)

0,40 = 33,4 / m

m = 33,4/0,40 ≈ 85 кг

Answer 2

Дано: - КПД котла = 40% - Масса воды = 1 тонна - Температура воды до нагрева = 20 °C - Температура, до которой нужно нагреть воду = 100 °C

Решение: 1. Найдем количество теплоты, необходимое для нагрева 1 тонны воды с 20 °C до 100 °C. Для этого воспользуемся формулой:

Теплота = масса * удельная теплоемкость * изменение температуры

Удельная теплоемкость воды = 4.186 Дж/(г*°C)

Теплота = 1000 кг * 4.186 Дж/(г*°C) * (100 °C - 20 °C) Теплота = 1000 кг * 4.186 Дж/(г*°C) * 80 °C Теплота = 335,200 кДж

2. Рассчитаем половину воды, которая превратится в пар при 100 °C. Половина от 1 тонны = 0.5 тонны = 500 кг.

3. Теплота, необходимая для превращения половины воды в пар при 100 °C, может быть рассчитана с использованием формулы:

Теплота = масса * удельная теплота парообразования

Удельная теплота парообразования = 2260 кДж/кг

Теплота = 500 кг * 2260 кДж/кг Теплота = 1,130,000 кДж

4. Общая теплота, необходимая для нагрева 1 тонны воды до 100 °C и превращения половины ее в пар при 100 °C, равна сумме этих двух теплот:

Общая теплота = 335,200 кДж + 1,130,000 кДж Общая теплота = 1,465,200 кДж

5. КПД (КПД = полезная теплота / затраченная теплота) можно выразить следующим образом:

КПД = полезная теплота / общая теплота

Теплота, необходимая для сжигания природного газа, равна общей теплоте / КПД:

Теплота сжигания = общая теплота / КПД Теплота сжигания = 1,465,200 кДж / 0.4 Теплота сжигания = 3,663,000 кДж

Таким образом, чтобы нагреть 1 тонну воды с 20 °C до 100 °C и превратить половину ее в пар при 100 °C при КПД котла 40%, необходимо сжечь природный газ с теплотой сжигания 3,663,000 кДж.