结构推理
用泵将5℃的水从水池吸上,经换热器预热后打入某容器。已知泵的流量为1000kg/h, 加热器的传热速率为11.6W,管路的散热率为2.09kw,泵的有效功率为1.2kw。设池面与容器的高度不变,求水进入容器时的温度。
分析:本系统对水提供能量的来源有二:泵和加热器。泵所提供的能量除使水的机械能增加外,其余部分则因克服流动阻力而转化为热能。这部分热能和加热器加入的热能,一部分散失到环境中,一部分被水吸收转化为内能使水温升高。如果设法求出水的内能增加值,该问题就迎刃而解。
【正确答案】解:(1)水的内能增加值
如图2-2,以0-0'面为基准面,列1-1’,2-2’截面间的柏努利方程式。
式中 , ——截面1,2水的内能,J/Kg ;
Q——加热器加入的热量,J/Kg。
已知
将其代入上式, 整理得
传热速率:
可写成
泵对水加入的能量:
水的内能增加值:
(2)水温 取水的比热容为,则水进入容器时的温度为
【答案解析】