Двигатель мощностью 15 квт расходует в час 15 кг нефти: Двигатель, мощностью 15КВт расходует в час 15 кг нефти. Определить КПД машины. Вняяяятно

Содержание

§5. Тепловые двигатели. Расчетные задачи.

Пример 1. Автомобиль прошел путь 121,5 км со скоростью 42 км/ч и истратил при этом 24,3 кг бензина. Какую среднюю мощность развивал двигатель автомобиля во время движения, если коэффициент полезного действия двигателя 25 %?

Решение. При работе двигателя автомобиля за счет сгорания бензина выделяется количество теплоты, часть которой (25 %) расходуется на выполнение механической работы по перемещению автомобиля. Значит, можно записать .

Однако работа , где N – мощность двигателя, t – время движения автомобиля.

Приравняв правые части уравнений, получим:

, откуда .

Учитывая, что , получим окончательную формулу для определения мощности:

.

Пример 2. На сколько километров хватит автомобилю 40 л бензина, если сопротивление движению составляет 18 кН, а КПД двигателя 18 %. Движение считать равномерным.

Дано: F = 18 кН, V = 0,04 м3, = 0,18, q = Дж/кг, = 700 кг/м3

Найти: S

Анализ:

Работа совершается двигателем , где F1 – сила тяги двигателя.

Т.к. автомобиль движется равномерно, то F1 = F. Отсюда пройденный путь .

Работу A двигатель совершает, используя часть всей энергии Q, полученной при сжигании топлива

откуда

Энергия, выделяющаяся при сгорании топлива, равна

, где .

Отсюда

.

Полученное нами выражение для A подставляем в формулу для S:

Вычисления:

км

Ответ: бензина хватит на 130 км.

Задачи для самостоятельного решения.

Задача 412. Какая механическая работа (в кДж) совершается при расширении газа в цилиндре с поршнем, если площадь поршня 240 см2, ход поршня 25 см, а среднее давление газа 490 кН/м2?

Задача 413. Вычислите работу расширения пара в цилиндре, производимую за каждую минуту, если среднее давление 980 000 Н/м2, ход поршня 0,52 м, площадь поршня 18 дм2 и поршень делает за секунду два хода.

Задача 414. Определите среднее давление воздуха в цилиндре компрессора, площадь поршня в котором 0,025 м2, ход поршня 48 см, а мощность, развиваемая при 110 ходах в минуту, равна 35 л. с.

Задача 415. Определите КПД двигателя трактора, которому для совершения работы потребовалось 1,5 кг топлива с удельной теплотой сгорания .

Задача 416. Двигатель внутреннего сгорания совершил полезную работу, равную , и израсходовал при этом 2 кг бензина. Вычислите КПД этого двигателя.

Задача 417 За 1,25 ч в двигателе мотороллера сгорело 2,5 кг бензина. Вычислите КПД двигателя, если за это время им было произведено полезной работы.

Задача 418. Двигатель внутреннего сгорания мощностью 36 кВт за 1ч работы израсходовал 14 кг керосина. Определите КПД двигателя.

Задача 419. Автомобиль прошел 300 км со средней скоростью 72 км/ч. При этом был израсходован бензин объемом 70 л. КПД двигателя автомобиля 25 %. Какую среднюю мощность развивал двигатель автомобиля во время пробега?

Задача 420. Какая масса пороха сгорает при выстреле из карабина? Масса пули 10 г, скорость пули при вылете из дула 700 м/с, КПД карабина 30 %.

Задача 421. Найти расход бензина автомобиля «Запорожец» на 1 км пути при скорости 60 км/ч. Мощность мотора равна 17 кВт, КПД равен 30 %.

Задача 422.

Автомобиль «Москвич» расходует бензин массой 5,67 кг на 50 км пути. Определить мощность, развиваемую двигателем, если скорость движения 90 км/ч и КПД двигателя 22 %.

Задача 423. Двигатель мощностью 15 кВт потребляет в час нефть массой 15 кг. Определите КПД машины.

Задача 424. Пуля массой 9 г вылетает из ствола винтовки со скоростью 850 м/с; масса порохового заряда 4 г. Определите КПД выстрела.

Задача 425. Сколько горючего потребуется для тепловоза ТЭ-2, состоящего из двух секций с двигателями Дизеля по 1000 л.с. в каждой при КПД 28 %, чтобы пройти расстояние 1000 км со средней скоростью 72 км/ч?

Задача 426. Сколько угля требовалось для паровоза серии ФД-20, имеющего мощность 2000 л. с. при КПД 7,5 %, чтобы пройти 1000 км со средней скоростью 54 км/ч?

Задача 427. Определить мощность газогенератора, работающего на природном горючем газе и потребляющего за 3,5 ч работы 140 м3 газа. КПД установки 30 %.

Задача 428. Подвесной мотор «Вихрь» имеет мощность 18 л.с. и КПД 15 %. На сколько километров пути хватит ему 20 л бензина при скорости лодки 30 км/ч?

Задача 429. На тепловозе имеется 9000 кг нефти. При скорости поезда 60 км/ч тепловоз развивает среднюю мощность 3000 кВт. Определить, на какое расстояние хватит имеющегося запаса нефти, если КПД тепловоза 28 %.

Задача 430. Двигатели тракторов ДТ-250 и ДТ-54 работают на дизельном горючем; первый из них развивает мощность 300 л.с. и потребляет 0,17 кг горючего на 1 л.с. в час; второй развивает мощность 54 л.с. и потребляет 0,22 кг горючего на 1л.с. в час. Определить КПД каждого двигателя.

Задача 431. Двигатель автомобиля «Волга» развивает мощность 75 л.с. и потребляет 0,23 кг на 1 л.с. в час. Определить КПД двигателя.

Задача 432. Речное судно на подводных крыльях «Метеор» развивает мощность 1500 кВт при КПД 30 %. Определить расход горючего на 1 км пути при скорости 72 км/ч. Теплота сгорания горючего 50 МДж/кг.

Задача 433. Реактивный самолет пролетает с постоянной скоростью 900 км/ч путь 1800 км, затрачивая при этом горючее массой 4 т. Мощность двигателя самолета равна 5900 кВт, КПД равен 23 %. Какова теплотворная способность горючего, применяемого самолетом?

Задача 434. Средняя мощность двигателя автомобиля «Волга» 60 л.с., а КПД 25 %. На пробег 250 км израсходовали 40 кг бензина. Определить среднюю скорость движения.

Задача 435. Автомобиль развивает скорость 72 км/ч, расходуя при этом бензин массой 80 г на 1 км. Какое количество бензина будет расходовать автомобиль при скорости 90 км/ч? Какую мощность он при этом разовьет? Сила сопротивления пропорциональна скорости. КПД двигателя 28 %.

Задача 436. С какой средней скоростью движется грузовик, двигатель которого при развиваемой мощности 76,5 кВт израсходовал на пути 120 км 64 л бензина? КПД двигателя 32 %.

Задача 437. На сколько километров пути хватит 10 л бензина для двигателя мотоцикла, развивающего при скорости 54 км/ч мощность 8,5 кВт и имеющего КПД 21 %?

Задача 438. Главная силовая установка морского теплохода состоит из двух двигателей Дизеля мощностью по 800 кВт каждый. Зная, что расход горючего составляет 245 , определить КПД двигателей и расход горючего за время недельного плавания.

Задача 439. Какое количество бензина потребуется для двигателя автомобиля, чтобы проехать 300 км, если масса машины 5 т, КПД двигателя 22 %, а сопротивление движению составляет 0,050 веса машины? Найти силу тяги двигателя и мощность, развиваемую при скорости 108 км/ч.

Задача 440. Какой вид топлива используется в теплосиловой установке, в которой за 1,5 ч работы с КПД 0,2 при развиваемой мощности 25,2 кВт сожжено 33 кг горючего?

Задача 441. Двигатель реактивного самолета при полете со скоростью 1800 км/ч развивает силу тяги 88,2 кН и имеет КПД 20 %. Определить расход керосина за 1ч полета и развиваемую мощность.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Сколько нефти нужно электромобилям :: Общество :: Журнал РБК

Что будет с энергетикой, если завтра весь мир откажется от бензина?

При нынешних темпах роста продажи электромобилей в мире будут удваиваться каждые три года. Они начнут доминировать на рынке уже в 2025-м, а дальнейшее ужесточение экологических требований и снижение себестоимости производства полностью вытеснят «грязный» автотранспорт до 2050 года.

В 2013-м продажи самых популярных электромобилей выросли вдвое, до 206 тыс. Власти Евросоюза поставили задачу к 2020 году увеличить количество электромобилей на дорогах до 8–9 млн и для этой цели субсидируют их покупку. Развивается инфраструктура: в 2011-м электрозаправок было около 12 тыс., а к 2020-му их число возрастет до 800 тыс. Производитель электромобилей Tesla Motors планирует покрыть сетью зарядных станций основные магистрали США до конца этого года, а к 2017-му построить завод по выпуску аккумуляторов мощностью 1 ГВт. Себестоимость батарей снизится на 30%.

Перемены в автомобильной индустрии повлекут за собой перестройку энергетической отрасли. Чтобы понять, в какой мере, можно представить, что весь мир пересел на электромобили уже сегодня.

Сколько понадобится энергии, чтобы обеспечить все электромобили? В России легковые машины в среднем проезжают 15,6 тыс. км в год, грузовые – в 4 раза больше. В США – 18,3 и 40,5 тыс. км соответственно. Согласно данным по 72 странам, средний пробег автомобиля составляет 16,4 тыс. км. В 2012 году все 1,14 млрд автомобилей в мире проехали 18,72 трлн км.

Общий расход топлива автотранспорта в 2011-м достиг 1,89 гигатонн условного топлива, что эквивалентно 2,53 трлн л бензина или 22,3 трлн кВт·ч энергии. Обычный автомобиль расходует 13,2 л бензина на 100 км, то есть примерно 117 кВт·ч. Популярный электромобиль Tesla Model S тратит всего 23,6 кВт·ч на 100 км. Таким образом, годовые затраты электроэнергии для всех электромобилей могут составить 4,42 трлн кВт·ч – примерно на 20% больше того, что вырабатывается сейчас.

Для производства такого объема на современных электростанциях с учетом их КПД понадобится сжигать порядка 1,9 млрд тонн каменного угля или 850 млрд куб. м природного газа. Строительство достаточного числа солнечных электростанций потребует 20 млн тонн поликристаллического кремния (ПКК). Если верить физикам, самые значительные, но пока условные объемы энергии получаются с помощью аннигиляции: при КПД 50% из 1 кг антиматерии выходит 25 млрд кВт·ч энергии. На мировой автопарк уйдет 177 кг.

Учитывая КПД ТЭС в 30–42%, для обеспечения всех электромобилей потребуется сжечь не более 950 млн тонн бензина. Это лишь 40% от топлива, сэкономленного за счет вытеснения двигателей внутреннего сгорания. Большая часть нефти идет на производство дизельного топлива и бензина, поэтому спрос на нее упадет в несколько раз.

Более того, сегодня лишь 4% электроэнергии вырабатывается из нефти (41% – из угля, 22% – из природного газа, 16% – ГЭС, 12% – АЭС). С ужесточением экологических стандартов эта доля едва ли увеличится. Получается, что лишняя нефть может оказаться слабо востребованной и в производстве электроэнергии. При резком сокращении спроса и цен на нефть эксплуатация значительной части месторождений углеводородов станет нерентабельной. Зато сократятся выбросы углекислого газа в атмосферу – с 5,7 млрд нынешнего автопарка до 2,4 млрд тонн, выработанных электростанциями.

На самом деле беспокоиться нефтяникам еще рано. Аналитики Goldman Sachs считают, что продажи электромобилей в 2020 году не превысят 1%, их коллеги из PwC и Navigant Research придерживаются более оптимистичных оценок (2,3 и 3% соответственно). Правительство США ставило задачу увеличить число электромобилей на дорогах до 1 млн к 2015-му, однако пока их в 4 раза меньше. Китай также не выполняет поставленную два года назад задачу повышения доли электромобилей. В середине 2014-го на один электромобиль приходилось 200 обычных машин.

Специалисты Министерства энергетики США отмечают, что автопроизводители предпочтут создание более экологичных и эффективных двигателей внутреннего сгорания, а не радикальные перемены в своем модельном ряду. Топ-менеджеры крупнейших автомобильных корпораций (Toyota, Volvo и Renault-Nissan) согласны, что большое будущее имеют гибриды с двигателем внутреннего сгорания. По крайней мере, им это было бы гораздо выгоднее.

Калькулятор расхода топлива дизельного генератора.

Рекомендации от Мототех
Представляем вашему вниманию калькулятор расхода топлива дизельного генератора. Расчеты производятся нелинейно, и зависят от мощности (и КПД) дизельного двигателя. Чем меньше удельная мощность дизельного генератора, тем больше удельный расход топлива, требуемого на производство 1 кВт*ч. электроэнергии.

Расход топлива дизельного генератора считается исходя из реальных данных электростанций, которые находятся на нашем сервисном обслуживании (более 500 единиц) и, безусловно, отличаются от заводских заявляемых параметров. Калькулятор позволяет оценить ожидаемый и реальный расход топлива, предположить наличие перерасхода и рассчитать требуемый объём хранилища дизельного топлива.


При этом калькулятор расхода топлива учитывает отклонение реального расхода от нормы расхода топлива дизельным генератором, которая составляет 0.2-0.22 гр. на один кВт*ч. То есть, по удельному расходу генератор 10 кВт должен потреблять 2 литра в час, чего в реальности мы не видели никогда. Чем больше мощность генератора, тем ближе его реальный расход к удельному, но на практике реальный расход всё же выше.

Для того, что бы калькулятор заработал - просто вставьте любую цифру в одно из его полей.