Физика, дз, лабраторная работа. В баке с К.П.Д. 65% содержится 156 л воды при температуре 24°С. Сколько пара при 100°C нужно пропустить через змеевик бака, чтобы нагреть воду в нем ДО 60ºС? Считать, что температура вытекающего конденсата, тоже равна 60°C.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения задачи воспользуемся формулой для расчета количества теплоты, необходимого для нагревания воды:

Q = mcΔT,

где Q - количество теплоты (Дж),
m - масса воды (кг),
c - удельная теплоемкость воды (4,18 кДж/(кг*°C)),
ΔT - изменение температуры (°C).

Данные:
КПД = 65% = 0,65,
масса воды = 156 л = 156 кг,
температура начальная = 24°C,
температура конечная = 60°C,
температура конденсата = 60°C.

Так как КПД равен отношению реальной мощности к теоретической (которая равна мощности пара), то можно составить уравнение:

КПД = (Q_1 + Q_2)/(Q_1),

где
Q_1 - количество теплоты, необходимое для прогрева воды от 24°C до 60°C,
Q_2 - количество теплоты, переданное воде из пара.

Q_1 = mcΔT,
ΔT = 60 - 24 = 36°C,
Q_1 = 1564,1836 = 22301,28 кДж = 22,3 МДж.

Так как КПД = 0,65, то

0,65 = (22,3 + Q_2)/Q_2,

0,65Q_2 = 22,3 + Q_2,
Q_2 = 22,3/0,35 = 63,714 МДж.

Теперь найдем сколько пара нужно пропустить через змеевик бака:

Q_2 = m_пара*λ,
где
m_пара - масса пара,
λ - удельная теплота парообразования (2257 кДж/кг).

m_пара = Q_2/λ = 63,714/2,257 = 28,25 кг.

Итак, нужно пропустить через змеевик бака 28,25 кг пара при температуре 100°C, чтобы нагреть воду в нем до 60°C.