Какое количество топлива будет израсходовано двигателем передвижной электростанции за 5 часов работы, если эффективный КПД двигателя составляет 30% и КПД электрогенератора — 85%?
При использовании охлаждаемых водой тормозов для испытания двигателя, часть работы, произведенной двигателем, преобразуется в теплоту, 75% которой отводится водой. Определите расход воды.
Ответ:
1. Расчет КПД двигателя:
— КПД двигателя составляет 30%. Это означает, что только 30% энергии, полученной из сгорания топлива, превращается в полезную работу. Оставшиеся 70% тепловой энергии отводятся охлаждающей системой двигателя в виде тепла.
2. Расчет КПД электрогенератора:
— КПД электрогенератора составляет 85%. Это означает, что только 85% энергии, полученной от двигателя, превращается в электроэнергию. Оставшиеся 15% превращаются в теплоту, которая также отводится охлаждающей системой двигателя.
3. Расчет расхода топлива:
— Для вычисления расхода топлива необходимо знать полезную работу, которую должен выполнить двигатель. Поскольку конкретная работа не указана в задаче, предположим, что двигатель должен вырабатывать 100 единиц работы.
— Работа электрогенератора составляет 85% от работы двигателя. То есть, работа электрогенератора равна 85 единицам.
— Расход топлива можно определить с использованием КПД двигателя. Для этого необходимо разделить работу двигателя на КПД двигателя:
Расход топлива = Работа двигателя / КПД двигателя = 100 / 0,3 = 333,33 единицы топлива.
4. Расчет расхода воды:
— Работа двигателя преобразуется в теплоту, 75% которой отводится водой.
— Для определения расхода воды необходимо узнать количество теплоты, которое отводится водой.
— Количество теплоты, отводимое водой, равно 75% от 70% тепловой энергии, полученной от работы двигателя.
Количество теплоты = 0,75 * 0,7 * 100 = 52,5 единиц теплоты.
— Расход воды можно определить, зная количество теплоты, отводимое водой, и энергию, полученную от каждой единицы теплоты водой.
Расход воды = Количество теплоты / Энергия, полученная от каждой единицы теплоты = 52,5 / 1 = 52,5 литров воды.
Таким образом, двигатель передвижной электростанции израсходует 333,33 единицы топлива и 52,5 литров воды за 5 часов работы при заданных КПД двигателя и электрогенератора.