Question

2.44.Установка, яка виділяє потужність 30 кВт, прохолоджується проточною водою, що
тече спіральною трубкою діаметром 15 мм. При стійкому режимі проточна вода нагрівається
на 15 °С. Знайти швидкість води, вважаючи, що вся потужність, яку виділяє установка, іде на
нагрівання води.

Answer 1

Дано:

n=30 квт=30*10^3 вт

s=1см2=10^-4 м2

deltat=15 град

с=4200 дж/кг*с

р=1000 кг/м3 =10^3 кг/м3

u -?

решение

это не гидродинамика - это просто теплообмен.

сечение трубки s

длина трубки l

вода 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*t

плотность воды p

масса воды m=v*p=s*u*t*p

тогда скорость течения

u= m/(s*t*p) (1)

при установившемся режиме deltat = 15 град

тогда количество тепла q=cm*deltat (2)

если n- мощность , то количество тепла также q=n*t (3)

по условию потерь тепла нет, тогда приравняем

n*t = cm*deltat

выразим массу

m= n*t / (c*deltat ) < в (1)

u= n*t / (c*deltat ) *1/(s*t*p) < t и преобразуем

u=n / (c*deltat*s*p) < численные значения

u=30*10^3 / (4200*15*10^-4*10^3) = 4.76 м/с

ответ 4.76 м/с

Пояснення: