2. ЗАДАЧИ ПО РАЗДЕЛУ
Энергетика и оборудование нефтегазовых объектов
Задача 2.1.
Наблюдающиеся в природе молнии характеризуются следующими средними величинами: ток , разность потенциалов (между двумя облаками или облаками и землёй) , продолжительность . Число молний на всём земном шаре в среднем достигает молний в секунду. Оцените по этим данным среднюю мощность одной молнии и все молний вместе . Сравните полученную величину с мощностью Красноярской ГЭС – одной из крупнейших в мире станций .
-
Задача 1
|
|
|
|
|
|
№вар.
|
I,А
|
U,В
|
t,сек
|
n
|
Ро
|
4
|
16000
|
90000
|
0.021
|
101
|
5E+09
|
Решение: Вт. Вт/сек.Молния - кВтГЭС – 5000000000 кВт разОтвет: ГЭС вырабатывает в 3274 раза больше мощности, чем молния.
Задача 2.2.
Третий блок Белоярской атомной электростанции имени И.В.Курчатова имеет электрическую мощность при к.п.д. . Определить тепловую мощность реактора и суточный расход
полагая, что делении одного ядра в среднем выделяется энергии ( ).
-
Задача 2
|
|
|
№вар.
|
Рэл,Вт
|
к.п.д.
|
4
|
5.7E+08
|
0.4
|
Задача 2.3.
Определить скорость выхода струи пара из сопла паровой турбины, если каждый килограмм пара при расширении уменьшает свою внутреннюю энергию на . Принять начальную скорость пара на входе в сопло, равную нулю.
-
Задача 3
|
|
№вар.
|
U,Дж
|
4
|
550000
|
Задача 2.4.
В газопроводе течёт газ под давлением при температуре . Какова средняя скорость движения газа в трубе, если через поперечное сечение трубы равное , за протекает газ массой ?
-
Задача 4
|
|
|
|
|
|
№вар.
|
Р,н/кв.м
|
Т,к
|
s,кв.см
|
t,мин
|
m,кг
|
4
|
395000
|
283
|
8
|
10
|
35
|
Решение:Универсальная газовая постоянная
R = 8,31 Дж/(моль·К), молярная масса газа
μ = 40·10
-3 кг/моль.Объем газа, протекающего через сечение S за время t: .Объем газа из уравнения Менделеева - Клапейрона: .Скорость газа в трубе:
t = 10 мин = 600 с м/сОтвет: м/с
Задача 2.5.
ГОСТом допускается мощность потерь в линиях электропередач (ЛЭП) на дальние расстояния не более , а в распределительных линиях – до 2,5 % от установленной мощности.Электроэнергия передаётся однофазным переменным током. Каково должно быть сопротивление ЛЭП, чтобы мощность потерь в линии не превышало установленной нормы, если напряжение , а передаваемая мощность ? Как изменятся потери мощности в этой линии, если повысить напряжение до ?
-
Задача 5
|
|
|
|
№вар.
|
U,В
|
U1,В
|
Р,Вт
|
4
|
36000
|
220000
|
6E+07
|
Задача 2.6.
Атомный реактор, работающий на уране , развивает мощность . Зная, что при единичном акте деления ядра урана выделяется энергия , определитеа) число ежесекундно происходящих делений;б) промежуток времени, за который начальное число атомов урана уменьшается на 1%, если в реактор было загружено
урана;
в) относительную убыль урана за счёт этого процесса.
-
Задача 6
|
|
|
№вар.
|
Р,Вт
|
w,Мэв
|
4
|
120000
|
240
|
Задача 2.7.
Для откачки нефти из скважины глубиной поставлен насос, мощностью . Коэффициент полезного действия насоса . Какова добыча нефти за пять часов?
-
Задача 7
|
|
|
|
№вар.
|
H,м
|
N,Вт
|
к.п.д
|
4
|
300
|
12000
|
0.81
|
Решение. кг.Ответ: m=59463 кг.
Задача 2.8.
Длина линий электропередачи постоянного тока Кашира-Москва . Определить падение напряжения в линии, если сила тока , с сечением токоведущей алюминиевой жилы провода . Линия имеет два одножильных провода. Удельное сопротивление провода .
Задача8
|
|
|
|
|
№вар.
|
l,км
|
I,А
|
S,кв.мм
|
p,Ом м
|
4
|
125
|
155
|
150
|
2.8E-08
|
Решение:где
R - сопротивление
I - сила тока ( 155 А ) ,где
p - удельное электрическое сопротивление (для алюминия 0,028 Ом * мм² /м) 2 Ом ВОтвет: В
Задача 2.9.
В железнодорожной цистерне высотой и диаметром содержится керосин. При температуре керосин не доходит до края на . Рассчитать при какой температуре керосин начал бы переливаться через край цистерны. Расчёт сделать без учёта расширения цистерны.
Задача9
|
|
|
|
№вар.
|
h1,м
|
d1,м
|
h2,см
|
4
|
7
|
7
|
14
|
Решение:
0CОтвет:
0C
Задача 2.10.
Завод потребляет из электрической сети мощностью при напряжении . Он удалён от электростанции на расстояние . В сети допускается потеря мощности, не превышающая