Задача 15. Во сколько раз по сравнению с новым самоваром снизится тепловой поток в старом самоваре, латунные стенки внутренней трубы которого покрылись слоем накипи толщиной δнак = 0,1 мм. Толщина стенки трубы δст = 2,0 мм. Коэффициенты теплопроводности:
латуни λлат = 110 Вт/(м·К), накипи λнак = 2 Вт/(м·К).
Температура сырой воды 10 оС, кипящей 100 оС.
Q1=Q2
Количество теплоты, выделяемое при сгорании нефти:
Q1=lm=pVl,
где l -удельная теплота сгорания нефти; m=pV — масса нефти; р — плотность нефти; V — объем нефти
Количество теплоты, которое необходимо затратить на нагревания стали от начальной температуры Т1=10 С до температуры плавления Т2=1360 С и на плавление стали массы m0=500 кг:
Q2=ncm0(T2-T1)+l1m0,
где m0 — масса стали; с — удельная теплоемкость стали; l1 — удельная теплота плавления стали; n — кпд печи
Тогда,
lpV=m0*(nc(T2-T1)+l1
Отсюда объем расходуемой нефти равен:
V=(m0/pl)*(nc(T2-T1)+l1)=(500/950*4.61e+7)*(0.5*500*1350+2.7e+5)=0.0069 м3=6.9 л