АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Расчет тепла, расходуемого на таяние ледяного покрова

Читайте также:
  1. Cводный расчет сметной стоимости работ по бурению разведочной скважины 300-С
  2. I. Расчет термодинамических процессов, составляющих цикл
  3. II. Расчет прямого цикла 1-2-3-4-5-1
  4. II. Тематический расчет часов
  5. III Расчет количеств исходных веществ, необходимых для синтеза
  6. Алгоритм геометрического расчета передачи
  7. Алгоритм расчета основных параметров производства
  8. Алгоритм расчета товарооборота.
  9. Анализ кассовой книги и банковской книги и расчет прибыли вашего предприятия
  10. Анализ результатов расчета ВПУ
  11. Анализ состояния расчетов по кредиторской задолженности, возникшей в бюджетной и во внебюджетной деятельности, причины её образования, роста или снижения.
  12. Аналитические поправки к расчету прибыли в связи с инфляцией

 

Исходные данные:

1. Начальная температура льда Тн = –15ºС.

2. Толщина льда h = 0,75 м.

3. Плотность льда ρл = 916 кг/м3.

4. Площадь зеркала водоема F = 1,3 км2.

Требуется:

1. Определить количество тепла, затрачиваемого на прогрев льда до 0ºС.

2. Определить полное количество тепла, затрачиваемого на таяние льда в водоеме.

Таблица 11.5

№ вари- анта Тн, ºС h, м ρл, кг/м3 F, км2 Ср, удельная теплоемкость воды, Дж/(кг∙К)
  –15 0,75   1,3  
  –10 1,0      
  –9 1,5      
  –8 1,8      
  –7 2,0      
  –6 2,1      
  –5 2,2      
  –4 2,4      

 

Решение.

Определяем затраты тепла па прогрев льда от Тн = –15ºС до Тк = 0ºС. На единицу поверхности (на м2) они составят:

 

Д = Ср∙ρл∙h∙Тн = 2100∙916∙0,75(–15) = –21,64∙106 Дж/м2.

Здесь Ср – удельная теплоемкость воды, равная 2100 Дж/(кг∙К).

Затраты тепла на прогрев льда на всей площади водоема:

Дп = –21,64∙106∙1,3∙106 = –28,1∙1012 Дж

(множитель 106 – коэффициент перехода от квадратных километров к квадратным метрам).

Затраты тепла на таяние льда, имеющего температуру 0ºС, в расчете на единицу поверхности:

 

Д1 = ρл∙Ср∙h = –916∙3,33∙105∙0,75 = –228,8∙106 Дж/м2.

На всю площадь водоема они составят:

Дп= –228,8∙106∙1,3∙106 = –297,4∙1012 Дж.

Общее количество тепла, затрачиваемое на таяние льда, складывается из затрат тепла на прогрев льда до 0ºС и затрат тепла на таяние льда, имеющего температуру 0ºС, т. е.:

 

Д = (–28,1∙1012) + (–297,4∙1012) = –325,5∙1012 Дж.

 

Расчет притока и стока тепла на участке реки без притоков

 

№ вари- анта Тв, ºС Тгр, ºС Sатм, Вт/м2 Sдно, Вт/м2 F, км2 Qв, м3/с Qн, м3/с
  8,1 6,1   –9      
        –8      
        –7      
        –8      
  7,7     –6      
  6,5     –8      
  5,9     –7      
  5,7     –9      

 

Исходные данные:

1. В верхнем створе участка реки температура воды T = 8,1ºС.

2. Расход воды в верхнем створе Qв = 270 м3/с.

3. Расход воды в нижнем створе Qн = 279 м3/с.

4. Температура грунтовых вод Тгр = 6,1ºС.

5. Площадь зеркала воды между створами F = 3 км2.

6. Теплообмен с атмосферой Sатм = 215 Вт/м2.

7. Теплообмен с грунтом дна Sдно = –9 Вт/м2.

8. Удельная теплоёмкость воды 4,19кДж/(кг∙К)

 

Требуется определить количество тепла, выносимого с участка реки, и температуру воды в нижнем створе.

 

Пример решения.

Вычислим количество тепла, поступающего с русловыми водами через верхний створ:

Sв = (4,19∙270∙8,1)/3 = 3054 Вт/м2.

Определим количество тепла, поступающего с грунтовыми водами.

Расход грунтовых вод Qгp равен разности расходов воды в верхнем и нижнем створах, т. е.:

Qгр = Qниж – Qвер = 279 – 270 = 9 м3/с.

(испарением с водной поверхности пренебрегаем).

Зная расход и температуру грунтовых вод находим:

Sгр = (4,19∙9∙6,1)/3 = 77 Вт/м2.

 

Количество тепла S, уносимого рекой со стоком воды с расчетного участка, определим по уравнению теплового баланса, которое для рассматриваемого случая имеет вид:

S = Sатм + Sв + Sгр + Sдно.

Подставив в это уравнение значения входящих в него величин с учетом знака, определяющего направление потока, найдем:

 

S= 215 + 3054 + 77 – 9 = 3337 Вт/м2.

Температуру воды в нижнем створе рассчитаем по формуле:

T=3S\Cp Q=3x3337\4/19x279=8/6

 


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Эдельштейн К.К. Гидрология материков: Учеб. для вузов. – М.: Академия, 2005. – 302с.

2. Михайлов В.Н. Гидрология: Учеб. для вузов / МГУ им. М.В. Ломоносова. – М.: Высшая школа, 2005. – 462с.

3. Гидрология: Пособие к практ. занятиям / Авт.–сост. Ю.В.Новицкий; Новгород. гос. ун–т им. Ярослава Мудрого. – Новгород, 1997. – 52 с.

4. Михайлов В.Н., Добровольский А.Д. Общая гидрология. – М.: Высш. шк., 1991. – 368 с.

5. Богославский Б.Б., Самохин А.А. Общая гидрология. – Л., 1984. – 422 с.

6. Чеботарев А.И. Общая гидрология. – Л.: Гидрометеоиздат, 1975. – 544 с.

7. Великанов М.А. Гидрология суши. – Л.: Гидрометеоиздат, 1981. – 310 с.

8. Линслей Р.К., Колер М.А., Паулюс Д.Л.Х. Прикладная гидрология. – Л.: Гидрометиздат, 1992. – 759 с.

9. Гавич И.К., Лучшева А.А. Семенова–Ерофеева С.М. Сборник задач по общей гидрогеологии: Учеб. пособие для вузов. – М.: Недра, 1985. – 412 с.

10. Гидрология суши / Соломенцев Н.А. и др. – Л.: Гидрометеоиздат, 1991. – 448 с.

11. Руководство к практическим занятиям по гидрогеологии / П.Б. Гордеев, В.А. Шемелина, О.К. Шулякова. – М.: Высш. шк., 1981. – 150 с.

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица 1


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 |

Поиск по сайту:

Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.006 сек.)