Сколько нефти надо сжечь в котельной установке с КПД=60%,чтобы 4,4т воды,по ступающей из водопровода...

Для нагрева 4,4 тонн воды с 7°C до 100°C и превращения 10% воды в пар требуется сжечь примерно 1,3 тонны нефти.

Для решения данной задачи необходимо учитывать теплоемкость воды и пара, а также учитывать потери тепла на нагревание котла и трубопроводов.

Для нагревания 4,4 т воды с 7°C до 100°C потребуется: Q = m c ΔT где Q - тепловая энергия, m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.

m = 4,4 т = 4400 кг c (удельная теплоемкость воды) = 4186 Дж/(кг*°C) ΔT = 100°C - 7°C = 93°C

Q = 4400 4186 93 = 1,83 * 10^9 Дж

Теперь учтем, что 10% воды превратится в пар при 100°C. Удельная теплота парообразования пара при 100°C составляет 2257 кДж/кг. Таким образом, для превращения 10% воды в пар потребуется: m = 0,1 4400 = 440 кг Q = 440 2257 = 9,94 * 10^5 Дж

Теперь найдем общее количество тепловой энергии, которое необходимо выделить при сжигании нефти. Учитывая, что КПД котельной установки составляет 60%, общая потребность в тепловой энергии составит: Q_total = (1,83 10^9 + 9,94 10^5) / 0,6 = 3,05 * 10^9 Дж

Для расчета количества сжигаемой нефти необходимо знать теплоту сгорания нефти. Пусть она составляет Q_neft = 4,2 10^7 Дж/кг. Тогда количество нефти, которое необходимо сжечь, равно: m_neft = Q_total / Q_neft = 3,05 10^9 / 4,2 * 10^7 = 72,6 кг

Таким образом, для нагревания 4,4 т воды с 7°C до 100°C и превращения 10% воды в пар при 100°C необходимо сжечь 72,6 кг нефти при условии, что КПД котельной установки составляет 60%.

Для решения этой задачи необходимо выполнить несколько шагов:

1. Определить количество теплоты, необходимое для нагрева воды.

   • Количество теплоты, необходимое для нагрева воды от начальной температуры до 100°C, определяется по формуле: [ Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T ] где:

     • ( m = 4400 \, \text{кг} ) — масса воды,
     • ( c = 4.18 \, \text{кДж/кг°C} ) — удельная теплоёмкость воды,
     • (\Delta T = 100°C - 7°C = 93°C).

     Подставим значения: [ Q_1 = 4400 \, \text{кг} \cdot 4.18 \, \text{кДж/кг°C} \cdot 93°C = 1715124 \, \text{кДж} ]

2. Определить количество теплоты, необходимое для превращения 10% воды в пар.

   • Масса воды, превращающейся в пар: ( m_{\text{пар}} = 0.1 \cdot 4400 \, \text{кг} = 440 \, \text{кг} ).

   • Количество теплоты, необходимое для превращения воды в пар: [ Q2 = m{\text{пар}} \cdot L ] где ( L = 2260 \, \text{кДж/кг} ) — удельная теплота парообразования.

     Подставим значения: [ Q_2 = 440 \, \text{кг} \cdot 2260 \, \text{кДж/кг} = 994400 \, \text{кДж} ]

3. Определить общее количество теплоты, необходимое для всего процесса.

   [ Q_{\text{общ}} = Q_1 + Q_2 = 1715124 \, \text{кДж} + 994400 \, \text{кДж} = 2709524 \, \text{кДж} ]

4. Учесть КПД котельной установки.

   • КПД установки ( \eta = 0.6 ). То есть только 60% энергии от сжигания нефти используется для нагрева воды.

   • Энергия, которую необходимо получить от сжигания нефти: [ Q{\text{нефть}} = \frac{Q{\text{общ}}}{\eta} = \frac{2709524 \, \text{кДж}}{0.6} = 4515873.33 \, \text{кДж} ]

5. Определить количество нефти, необходимое для получения этого количества теплоты.

   • Средняя теплотворная способность нефти составляет около ( 42 \, \text{МДж/кг} ) (может варьироваться в зависимости от типа нефти).

   • Масса нефти: [ m{\text{нефть}} = \frac{Q{\text{нефть}}}{\text{Теплотворная способность нефти}} = \frac{4515873.33 \, \text{кДж}}{42000 \, \text{кДж/кг}} \approx 107.04 \, \text{кг} ]

Таким образом, для выполнения задачи потребуется приблизительно 107.04 кг нефти.