Некоторая установка, развивающая мощность 30 кВт, охлаждается проточной водой, текущей по спиральной трубке сечением 1 см². При установившемся режиме проточная вода нагревается на ∆t=15°C. Определите скорость течения воды, предполагая, что вся энергия, выделяющаяся при работе установки, идет на нагревание воды.
Ответы
Ответ:ДАНОN=30 кВт=30*10^3 ВтS=1см2=10^-4 м2deltaT=15 градС=4200 Дж/кг*Ср=1000 кг/м3 =10^3 кг/м3-----------------u -?РЕШЕНИЕЭТО не гидродинамика - это просто теплообмен.Сечение трубки SДлина трубки LВода находится в режиме нагрева время t на длине L при скорости течения u.Тогда за время t пройдет объем воды V=S*L=S*u*tПлотность воды pМасса воды m=V*p=S*u*t*pТогда скорость теченияu= m/(S*t*p) (1)При установившемся режиме deltaT = 15 градтогда количество тепла Q=cm*deltaT (2)Если N- мощность , то количество тепла также Q=N*t (3)По условию задачи потерь тепла нет, тогда приравняемN*t = cm*deltaT выразим МАССУm= N*t / (c*deltaT ) <--------------подставим в (1)u= N*t / (c*deltaT ) *1/(S*t*p) <------------сократим t и преобразуемu=N / (c*deltaT*S*p) <------------подставим численные значенияu=30*10^3 / (4200*15*10^-4*10^3) = 4.76 м/сОТВЕТ 4.76 м/с** варианты ответа 4.8 м/с ; 5 м/с
Объяснение: