5.2. Задание

1) Определить радиус круговой орбиты частицы.

2) Построить график и диаграмму зависимости радиуса круговой орбиты r от положения частицы z.

3) Определить кинетическую энергию волны.

5.3. Исходные данные для расчета

Амплитуда частицы составляет а=3м, период – Т=10с, положение частицы

z = – 3; –2; – 1; 0; 1; 2; 3 м. Частота волны равна 0,1 Гц.

5.4. Порядок выполнения работы

Длина волны определяется по уравнению, м:

(5.1)

где   угловая скорость с^-1; g  ускорение свободного падения, м/с²;

Соотношение (5.1) устанавливает зависимость между частотой и длиной для поверхностной волны на глубокой воде. Период движения волны, с,

(5.2)

Следовательно,

(5.3)

Скорость перемещения поверхности волны в направлении x, м/с,

(5.4)

.

Скорость с называют фазовой скоростью распространения волн, создаваемых на поверхности жидкости. Эта величина не зависит от амплитуды волны и неявным образом связана со скоростью движения частиц жидкости в волне.

Радиус круговой орбиты r, м, определяется по выражению:

r=ae^kz , (5.5)

где a – амплитуда, м; k – волновое число; z – положение частицы относительно среднего уровня поверхности, м;

:

Таблица 5.1

Зависимость радиуса круговой орбиты от положения частицы

z	-3	-2	-1	0	1	2	3
r	2,47	2,64	2,81	3	3,19	3,4	3.6

r, м

z, м

Рис.5.2 — Зависимость радиуса круговой орбиты от положения частицы

Полная кинетическая энергия, Дж, на единицу ширины волнового фронта и единицу длины вдоль направления распространения волны

(5.6)

где  – плотность воды, кг/м^3;

Мощность Р, Вт, равна полной энергии (кинетическая + потенциальная) Е в волне на единицу площади поверхности, умноженной на групповую скорость волн на глубокой воде u = c /2, с которой волны переносят энергию. С учетом выражения для групповой скорости

(5.7)

фазовая скорость, м/с,

(5.8)

(5.9)

,

Различие между групповой и волновой (фазовой) скоростями является общим для любых волновых процессов, для которых фазовая скорость зависит от длины волны.

Вывод: кинетическая энергия волны равна 2,25·10⁴Дж. Исходя из расчетов радиус круговой орбиты частицы r экспоненциально зависит от положения частицы z, т.е. с увеличением z радиус круговой орбиты частицы увеличивается.

П

Взам. инв. №

Подпись и дата

ИНМВ 710606.000 ПЗ

Изм.

Кол.

Лист

№док

Подпись

Дата

Инв. № подл.

Хххх

РАСЧЕТ БИОМАССЫ ДЛЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЦЕЛЕЙ

Стадия

Лист

Листов

Проверил

Лазарев

АС

Утв.

Стариков

Н.контролер

Ведрученко

рактическая работа 6 РАСЧЕТ БИОМАССЫ ДЛЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЦЕЛЕЙ

Цель работы: определение затрат энергии энергопотребляющих и энергопроизводящих систем, позволяющих выделить технические и технологические аспекты процесса.