Вопрос школьника
Насос, двигатель которого развивает мощность 25 кВт, поднимает 100 м3 нефти на высоту 6 м за 8 мин. Найдите КПД установки
Ответ от учителя
КПД (коэффициент полезного действия) установки можно найти по формуле:
КПД = (работа, совершенная насосом) / (энергия, затраченная на привод насоса)
Работа, совершенная насосом, равна работе против силы тяжести, т.е. работе на подъем нефти на высоту 6 м:
Работа = масса * ускорение свободного падения * высота подъема
Масса нефти, поднятой насосом за 8 минут, равна объему, умноженному на плотность нефти:
Масса = объем * плотность
Таким образом, работа насоса будет равна:
Работа = объем * плотность * ускорение свободного падения * высота подъема
Работа = 100 м3 * 860 кг/м3 * 9,81 м/с2 * 6 м = 5 045 560 Дж
Энергия, затраченная на привод насоса, равна мощности двигателя, умноженной на время работы насоса:
Энергия = мощность * время
Энергия = 25 кВт * 8 мин * 60 с/мин = 12 000 000 Дж
Таким образом, КПД установки будет равен:
КПД = 5 045 560 Дж / 12 000 000 Дж = 0,42 или 42%
То есть, установка неэффективна, так как большая часть энергии, затраченной на привод насоса, теряется на трение и другие потери.
