Господа физики, минутка мозгового штурма.
Паровая машина джеймса уатта двойного действия, вот наша тема.
Вопрос, какие обороты и крутящий момент Н*м будет выдавать данная машина см. ниже
Слева есть входное отверстие в которое подается пар с температурой 100°с.
Придеться применить много формул)
Вот вам некоторые данные: бойлер(или же котел)состоит из титана имеет обьем 20л и общую массу 12 кг, заполнен водой, и подогреваеться горением сухого дерева, с максимальной t горения 700°с.
Остальные данные прошу подрасчитать из изображения, приложеного ранее.
Могу лишь уточнить обьем цилиндра-2л.
Прошу провести все расчеты, ответить на вопрос данный в начале, и желательно указать все примененные формулы.
Или просто скажите формулы, что сдесь будут применяться.
Возможно, я несколько раз продублирую вопрос, в случае неполучения точног о ответа.
Для расчета оборотов и крутящего момента паровой машины Джеймса Уатта двойного действия необходимо учесть следующие формулы:
1. Расчет массы воды в бойлере:
m_воды = V_бойлера * плотность_воды
2. Расчет количества теплоты, получаемого от горения сухого дерева:
Q_горения = m_дерева * Q_дерева
3. Расчет количества теплоты, передаваемого воде в бойлере:
Q_передачи = m_воды * c_воды * (T_вход - T_выход)
4. Расчет работы паровой машины:
W_машины = Q_передачи - Q_потерь
5. Расчет количества работы на один оборот:
W_оборота = W_машины / N_оборотов
6. Расчет крутящего момента:
M = W_оборота / (2 * π * f)
где:
- m_воды - масса воды в бойлере (кг)
- V_бойлера - объем бойлера (м^3)
- плотность_воды - плотность воды (кг/м^3)
- Q_горения - количество теплоты, получаемое от горения сухого дерева (Дж)
- m_дерева - масса сухого дерева (кг)
- Q_дерева - теплота сгорания сухого дерева (Дж/кг)
- Q_передачи - количество теплоты, передаваемое воде в бойлере (Дж)
- m_воды - масса воды в бойлере (кг)
- c_воды - удельная теплоемкость воды (Дж/(кг*°C))
- T_вход - температура входного пара (°C)
- T_выход - температура выходного пара (°C)
- Q_потерь - потери теплоты (Дж)
- W_машины - работа паровой машины (Дж)
- N_оборотов - количество оборотов в минуту
- W_оборота - работа на один оборот (Дж/оборот)
- M - крутящий момент (Н*м)
- π - число пи (3.14159)
- f - частота вращения (оборотов/сек)
При расчете необходимо учесть все данные, предоставленные на изображении, и использовать соответствующие значения для каждой переменной в формулах.
Оуоу полегче