Задачи по нетрадиционным источникам энергии(1). Методическое пособие по выполнению расчётно графических и контрольных работ. Алматы введение

• Название: Методическое пособие по выполнению расчётно графических и контрольных работ. Алматы введение
• Дата: 30.01.2023
• Размер: 373.54 Kb.
• Имя файла: Задачи по нетрадиционным источникам энергии(1).docx
• Тип: Методическое пособие; #912420
• страница: 17 из 21

К задаче 18.

Разлитое в бутылки молоко пастеризуется в потоке горячей воды (70°С) в течение 10 мин. Для качественной пастеризации необходимо на каждую бутылку подавать по 50 л. горячей воды. Вода циркулирует так, что минимальная температура составляет 40°С. Используется солнечная энергия для подогрева воды.

Определить минимальную требуемую площадь приёмника А_р в отсутствие потерь, если производительность завода 65000 бутылок за 8 часовую рабочую смену. Облучённость приёмника G, МДж/м² за 8 часов, τ = 1; α = 1; r = ∞.

Решение.

Дано: Облучённость приёмника G = 20 МДж/м² за 8 часов, с=50л. Поток тепла при нагревании массы жидкости m:
^Qж <sup>= m∙c∙dT/dt

Q</sup>ж ^{= τ∙α∙Ap∙G – [(Tp – To)/r]}
m∙c∙dT/dt = τ∙α∙A_p∙G – [(Tp – To)/r], т.к. r = ∞. m∙c∙dT/dt = τ∙α∙A_p∙G
Отсюда
A_p = m∙c∙dT/dtταG,
где G = 20 МДж/м² за 8часов. 1кВт = 3,6۰10⁶Дж/сек

Тогда G = 20۰10⁶Дж/ м²/8час/3,6۰10⁶Дж/сек = 0,694кВт/м² = 700Вт/м² A_p = 65000۰50۰ (70-40)/8۰(700۰1∙1) = 17410м².

К задаче 19

Каковы период, фазовая скорость и мощность волны на глубокой воде при длине волны λ, м и амплитуде а, м.

Решение:

Дано: длина волны λ = 100м; амплитуда а = 1,5м. Из выражения:
λ = 2π∙g/ω²; ω² = 2πg/λ

ω² = 2π∙10м²/с² /100м = 0,628 с^-2 ω = 0,8 с^-1

Период движения волны Т = 2π/ω

Т =6,28/0,8 = 8с

Фазовая скорость волны
с = ω∙λ/2π

с = 0,8∙100/6,28 ≈ 13 м/с Групповая скорость

u = c/2

u = 13/2 = 6.5м/с

Мощность волны на единицу ширины волнового фронта Р = ρ∙g∙а²∙с/4

Р = 1027кг/м³∙9,8м/с²∙2,25м²∙13/4 = 73672Вт/м ≈ 73,7кВт/м.

К задаче 20

Рассчитайте полезное теплосодержание Е₀ на 1 км² сухой скальной породы (гранит) до глубины z, км. Температурный градиент равен G °С/км. Минимальная допустимая температура, превышающая поверхностную , 140К, плотность гранита, ρ_г = 2700кг/м³, теплоёмкость гранита с_г = 820Дж/(кг∙К).

Чему равна постоянная времени, τ, извлечения тепла при использовании в качестве теплоносителя воды, если объёмная скорость v, м³/(с∙км²)? Какова будет тепловая мощность, извлекаемая первоначально (dE/dτ)_{τ = 0} и через 10 лет?