Домашние задания / Задача

Дано: Предприятие переплавливает тугоплавкий металл (титан и цирконий), используя тепловую энергию. За час работы тратится 7 кДж энергии, при этом плавится 19 кг металла. За это время сплав нагревается с комнатной температуры до 1647 °С (при необходимых 1853 °С для циркония). Теплота сгорания каменного угля – 27343 кДж/кг. Теплота на каждые 100 °С угля – 3128 кДж. За первый час работы печь разогревается и работает при необходимой температуре в ≈1853 °С.

Определить: Суммарное потребление предприятия. Эффективность использования каменного угля в первом часу работы и в остальное время.

Решение: найдём полную теплоту сгорания за час работы – 27343 кДж/кг * 7 кг = 191401 кДж.

Для случая с не разогретой печью высчитаем необходимую теплоту – 19 * 3128 кДж = 59432 кДж. Тогда энергоэффективность будет равна 59432/191401 = 0,31 (31%).

Для случая с разогретой печью. Для начала высчитаем металл, который плавится за час работы печи – 19 кг при 1647 °С, тогда для ≈1853 °С – 22 кг. Необходимая теплота для переплавки 22 кг металла – 68816 кДж; энергоэффективность – 0,35 (35%).

Для расчёт приходной части энергобаланса подсчитаем потребление тепловой энергии за год. Возьмём стандартные рабочие часы. Тогда в день тратится 56 кг каменного угла, а в месяц (возьмём 22 рабочих дня) – 1232 кг, соответственно в год – 14784 кг угля.