Часть 2. Задачи 11-23 по нетрадиционным источникам энергии.

Задача 11. Площадь солнечного дистиллятора (В∙L)м2. Поток излучения составляет G, МДж/(м2∙день). Удельная теплота парообразования воды r = 2,4 МДж/кг. G = 20 МДж/м2∙в день. Определить производительность дистиллятора.

Задача 12. Небольшой хорошо изолированный дом требует среднего внутреннего расхода тепла Q, КВт. Вместе с дополнительным теплом от освещения это обеспечивает поддержание внутренней температуры 20°С. Необходимо определить: глубину ёмкости, м; термическое сопротивление, К/Вт; толщину покрытия верхней крышки ёмкости, см; плотность энергии, запасённой в аккумуляторе.

Задача 13. Радиус ветроколеса R, м, скорость ветра до колеса V0, м/с, после колеса V2, м/с. Определить: скорость ветра в плоскости ветроколеса V1, мощность ветрового потока Р0, мощность ветроустановки Р и силу F, действующую на ветроколесо. Плотность воздуха r = 1,2кг/м3.

Задача 14. Активная гидротурбина с одним соплом (n = 1), мощностью Р и рабочим напором Н. Угловая скорость ω , при которой достигается максимальный КПД η =0,9. Определить диаметр D колеса турбины и угловую скорость ω.

Задача 15. Определить объём биогазогенератора Vб, и суточный выход биогаза Vг, получаемого с помощью биогазогенератора, утилизирующего навоз n коров, а также обеспечиваемую ею тепловую мощность N. Время пребывания очередной порции в биогенераторе tг суток при температуре t = 25 ͦ С; ...

Задача 16. Избыточная энергия аккумулируется с помощью маховика. Маховик разгоняется с помощью электродвигателя, подключенного к сети. Маховик представляет собой сплошной цилиндр массой М, кг, диаметром D, см. и может вращаться с частотой n, 1/мин. Определить: кинетическую энергию маховика при максимальной скорости.

Задача 17. Трубопровод диаметром D используется для подачи тепла на расстояние L, м. Qн изолирован с помощью теплоизоляционного материала с коэффициентом теплопроводности λ, толщина изоляции Х. Определить потери тепла вдоль трассы, если температура окружающего воздуха Тср, а пар имеет температуру 100 °С.

Задача 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. Определить минимальную требуемую площадь приёмника Ар 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 = ∞.

Задача 19. Каковы период, фазовая скорость и мощность волны на глубокой воде при длине волны λ, м и амплитуде а, м.

Задача 20. Рассчитайте полезное теплосодержание Е0 на 1 км2 сухой скальной породы (гранит) до глубины z, км. 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?

Задача 21. Определить начальную температуру t2 и количество геотермальной энергии Е0 (Дж) водоносного пласта толщиной h км при глубине залегания z км, если заданы характеристики породы пласта: плотность ρгр = 2700кг/м3; пористость а %; удельная теплоёмкость сгр = 840 Дж/(кг∙ К).

Задача №22. На солнечной электростанции башенного типа установлено n гелиостатов, каждый из которых имеет поверхность Fг. Гелиостаты отражают солнечные лучи на приёмник, на поверхности которого зарегистрирована максимальная энергетическая освещённость Hпр. Определить площадь поверхности приемника Fпр и тепловые потери в нем, вызванные излучением и конвекцией, если рабочая температура теплоносителя составляет t°C.

Задача 23. Рассчитать площадь солнечного опреснителя S, м2 при годовой потребности в пресной воде V,тыс. тонн в год. Интенсивность солнечного излучения М, тыс. МДж/м2год, число солнечных дней в году – 260, удельная теплота парообразования воды – 2,4 МДж/кг, КПД – η = 0,85