Каков должен быть коэффициент полезного действия (к.п.д.) печи?

В дачном домике с объемом жилых помещений V топится
дровами печь. Кратность воздухообмена в домике K. Теплота сгора-
ния дров Qсг. Через каждый интервал времени t в печь взамен выго-
ревших подбрасывают новую охапку дров массой m. Уличная темпе-
ратура t ул. Каков должен быть коэффициент полезного действия
(к.п.д.) печи, чтобы в помещении установилась комфортная темпера-
тура? Каким образом можно менять к.п.д. печи?
Дано:
V,м3=80
K,1/час=1,8
Q,МДж/кг=5,5
m,кг=2,2
Формулы все есть, но вопрос такой как найти к.п.д. Так как там в формуле надо знать к.п.д.

1 нет данных по теплопотерям дома, постановка задачи некорректна, поэтому решение можно привести тока в общем виде...
2 что есмь комфортная температура? 20?

На второй вопрос ответить легче. если предполагается изменение только приведенных величин, то можно увеличить воздухообмен, либо использовать более эффективное топливо(с более высокой температурой сгорания).

Откуда эта задача? не из новых ли учебников по физике?

Возможно, в условии задачи есть материал из которого построен дом и его параметры, и по ним можно узнать значение теплопотерь.
Кста, вы написали t - температура улицы и t - время...
и неи указали их значение

Это что за задача. Она кривая. Не учитываются теплопотери через стены , теплоемкость материалов и и еще много чего. Не ясно даже речь идет о динамическом или установившемся процессе.
Поэтому видимо эта задача из учебника по физике для 7 класса и задача найти КпД печи . Условно принимается что процесс установившийся и теплопотери через ограждающие констукции не учитываются.
Итак
Объем помещения=30 кубов, кратность воздухообмена =1,8 значит нужно ежечасно нагревать 54 куба воздуха. Теплоемкость воздуха грубо равна 1 кдж/кг/С, что грубо равно 1 кдж/м3/С
Соответственно на то чтобы прогревать этот объем воздуха по сравнению с уличной температурой надо вводить в систему 54 кдж/градус.
Итак, на улице -30С, внутри +20 С разница температур= 50 С
Количество энергии получается равным 2700 кДж или 2,7 мдж.
В этом случае КПД печки составляет :
Получено из дров энергии = 2,2 кг*5,5 мдж/кг= 11 мдж /кг
Отдано воздуху домика энергии 2,7 мдж
КПД = 2,7/11= 0,245 или грубо 25%. Хреновая печка однако.

Увеличение КПД-
1) Улучшение химизмы сгорания топлива, в этой печке топливо сгорает дай бог наполовину ( дерево имеет около 10 мдж/кг), за счет оптимизации воздухо-топливного соотношения и форсировка газообразования из дров за счет температуры топки.
2)Улучшение теплоотдачи.
Способ усиления нагрева поверхности печки неприменим ( перекал металла и риск пожара) поэтому увеличивают поверхность теплоотдачи печки и дымохода за счет оребрения и изгибания дымохода коленами.
Самый оптимальный по энергетике вариант- использование промежуточного теплоносителя с фазовым переходом- так работают котельные ТЭЦ - перегретый пар крутит турбины , а отработанный пар подается в бойлерные жилых домов и греет воду.
Иной вариант- использование фазового перехода промежуточного теплоносителя в "тепловом насосе" на стороне нагревателя. Применительно к печам не используется из-за технической сложности работы с фреонами, аммиаком и взрывоопасности пропана, а вот в электрических холодильниках /кондиционерах применяется. В этом случае можно дополнительно перекачать тепло из окружающей среды в дом и формально достичь эффективности по топливу более 100 % (за счет тепла воздуха). Обращаю внимание, это не КПД, а коэффециент условной эффективности тепловой машины.

Если предполлагается, что воздух для печи забирается с улицы при температуре Тул и пороходя через печку нагревается до Ткомф, то решить можно... хотя такое допущение не совсем корректно.
Уточните условие задачи.

кпд будет равен Q2/Q1
Q1 - теплота сгорания топлива в единицу времени
Q2 - теплота для нагрева воздуха с Тул до Ткомф в единицу времени.

собсно это формула к вычислениям предыдущего оратора))) я чет не посмотрел, что это уже есть

Полагаю что нет. В этом случае КПД равен тупо отношению "работа/зарплата" то есть Х= Q2/Q1

DSP007 написал :
Полагаю что нет. В этом случае КПД равен тупо отношению "работа/зарплата" то есть Х= Q2/Q1

спс исправил. чет протупил

на эту тему есть специальная статья в журнале Наука и Жизнь №2-87.

основных проблемы может быть 2

1. в печи плохо горит топливо-здесь тепла вообще не жди. Плохо идет процесс горения, не хватает кислорода-химический недожог.
2. топливо горит хорошо,но тепла нет-все улетает в трубу. Печь имеет низкий КПД,перерасходует топливо.
   а вообще средний кпд русской печи- 0,58

остальное это
потери с отходящими газами
потери с удаляемым шлаком
потери несоревшего топлива

отопительно-варочная печь со щитком-устройством использующим тепло отработанных газов --- имеет уже кпд ок. 0.8 .

Это задачи с БЖД. Я учусь в универе и вот не могу решить 2 задачи. Вот одна из них. Мне хотя бы эту правильно решить. Кто может помогите!!!
Извините, что сразу не написала температуру!!!
t, мин=20
t улица, по цельсе =-15.
Есть вот такие формулы:
Задачи 14-18.
(1). Мощность Р, развиваемая печью для обогрева помещения,
определяется формулой
Р, Вт = ХQсгm/t (1),
где Х – коэффициент полезного действия печи,
Qсг, – теплота сгорания двор,
m – масса сгораемых дров,
t – время сгорания дров.
o o
(2). Уличная температура (t ул), температура в помещении (t п),
мощность нагревателя Р и воздухообмен L связаны друг с другом
следующим соотношением
o o
Р + cL(t ул– t п) = 0 (2),
3
где – плотность воздуха, равная 1,29 кг/м ,
с – удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кг К).
(3). Кратность воздухообмена К определяется по формуле
К, 1/ч = L/V (3),
где V – объем помещения.
Пользуясь формулами (1)-(3), находим искомую величину, то
o
есть один из следующих параметров: t п, К, t, m, X.

Вот, что я отправляла данные они правильные. Других уже точно нет!!!
Может я уже заучилась, что элементарного не понимаю, а может это и трудно для меня стало!!!
Вот поэтому я прошу помощи у вас!!! Кто чем может помогите, буду очень благодарна!!!

DSP007 написал :
Объем помещения=30 кубов, кратность воздухообмена =1,8 значит нужно ежечасно нагревать 54 куба воздуха. Теплоемкость воздуха грубо равна 1 кдж/кг/С, что грубо равно 1 кдж/м3/С
Соответственно на то чтобы прогревать этот объем воздуха по сравнению с уличной температурой надо вводить в систему 54 кдж/градус.
Итак, на улице -30С, внутри +20 С разница температур= 50 С
Количество энергии получается равным 2700 кДж или 2,7 мдж.
В этом случае КПД печки составляет :
Получено из дров энергии = 2,2 кг*5,5 мдж/кг= 11 мдж /кг
Отдано воздуху домика энергии 2,7 мдж
КПД = 2,7/11= 0,245 или грубо 25%.

тут вам уже написали

могу расписать по-другому
кпд=Q1/Q2, где Q1-энергия на нагрев воздуха в час, Q2-энергия сгорания дров в час

Q1=mвозд*С*(tmin-ty)=p*V*k*С*(tmin-ty) где р -плотность воздуха V -объем дома k -коэф воздухообмена С - удельная теплоемкость воздуха.

Q2 =mдров*Qcr/t, где t - интервал забрасывания дров.
Можно, конечно вычислить, но я не телепат, и не знаю значение t.

ps Кстати, это получится минимально допустимый кпд, а не точное его значение.
ps2 в каком интересно УНИВЕРЕ дают такие задачи?

Спасибо. постараюсь решить...

А еще есть раздел форума "Дачное отопление".

Я учусь в Сибирском Университете потребительскй кооперации! А если мне будут, что то не понятно. Можно я уточню у вас?

пахарь написал :
А еще есть раздел форума "Дачное отопление".

ммм... этот топик там побыл чучуть... но я попросил админа его вернуть, мне кажется что ему совсем не место в отоплении...

Ala написал :
Я учусь в Сибирском Университете потребительскй кооперации! А если мне будут, что то не понятно. Можно я уточню у вас?

Канеш... тут много народа, ктонить да поможет, для разминки мозга это неплохо.

Спасибо большое! У меня еще есть задача, но я ее вроде решила, но цифры какие-то не реальные!!!

Ala написал :
У меня еще есть задача, но я ее вроде решила, но цифры какие-то не реальные!!!

Ну, давайте ее сюда, не кокетничайте и ваше решение приложите... тока сразу приводите все данные

Хорошо позже скину вам все!!!

условие
В металлическом гараже объемом V двигатель автомобиля
работает на холостом ходу. При этом расходуется Х литров топлива
(бензина или солярки) в час. Плотность топлива . Y% массы сго-
раемого топлива переходит в диоксид серы SO2, который выходит в
объем гаража в составе выхлопных газов. Какова должна быть крат-
ность воздухообмена для обеспечения безопасности людей, находя-
щихся в гараже? Как следует заводить автомобиль в гараж, передом
или задом? Какие меры следует предпринимать для уменьшения рис-
ка отравления выхлопными газами?
Исходные данные:
V,м3=45
X,л,час=25
p,кг/л=0,75
Y,%=0,13
Я решила так:
1)Находиться масса бензине Gб, сгорающего за час:
Gб,кг/час=х*р=2,5*0,73=1,825
2) Затем находится, как часть от GБ, масса i-го вредного ком-
понента Gi, поступающего в составе выхлопных газов в объем гара-
жа.
Gi=Gб*Y%/100%=1,825*0,13/100=0,0024
СГН
3). Воздухообмен (Li ), удовлетворяющий санитарно-
гигиеническим нормам по i-му загрязнителю для воздуха производ-
ственных помещений, находится по формуле
СГН 3
Li , м /ч = Gi/ПДКi=0,0024/10=0,00024
где Gi – масса i-го загрязнителя, поступающего в объем помещения в
единицу времени.
4). Соответствующая кратность воздухообмена Кi определяется
как
СГН
Кi, 1/ч = Li /V=0,00024/45=0,0000053
где V – объем помещения.
Вот так решила я. Я совниваюсь во второй формуле, может я ее не так вывела? А остальное я точно знаю, что правильно!!!

Не могу понять откуда DSP007 вы взяли все цифры например 30, 54, 1? Это вы написали образец? А мне надо подставить только свои цифры, так?

Задачка еще интереснее.
Во первых в каком масштабе выражен ПДК. То есть процент от чего?
Мне сдается что в данном случае понимается как процент объемный , поскольку ПДК сернистого газа в воздухе производственных помещений сколь я помню около 1 ppm или 1 мг/м3 (БСЭ)
Проверяем исходя из закона Авогадро.
Формула сернистого газа ( серы диоксид VI/IUPAC-79/,окись серы IV /JCC-1929/, сернистый ангидрид , CAS 74046-9-5)= SO2, Молекулярная масса = 32+16*2= 64 аем (атомных единиц массы)
1 моль газа ( грамм-молекула) при нормальных условиях занимает объем в 22,4 л (при других условиях см формулу Менделеева-Клайперона), соответственно 64 г сернистого газа занимают 22,4 л объема, а кубометр сернистого газа весит 64*1000/22,4= 2,86 кг.
Соответственно при процентном объеме в 0,00024% в воздухе допускается =0,00024*2,86*1000000/100= 6,8 мг сернистого газа в кубометре воздуха.Несовпадение цифр на порядок ( ну типа "нормальный рост человека равен 9 метрам"), но хрен с ним. Другие варианты размерностей дают еще более безумные цифры , например если считать 0,00024% за массовый процент то мы получаем содержание сернистого ангидрида в 0,024 мг/м3 , что по маразму эквивалентно росту человека в 5 сантиметров.

Ну да ладно.
Далее все просто.

Находим количество сожженного топлива и его массу
=25*0,75= 16 кг с копейками
Находим количество в нем серы ( безумное, по ГОСТ - не более 0,05 % , по ASTM- примерно раз в сто меньше)
16*0,13%= 0,020 кг.
(Правильный вариант
Находим количество образующегося из него сернистого газа, в том случае если для топлива дано как содержание серы (по Гост)
=0,020*64/32 =0,04 где 64 Мм сернистого газа/)
Дальше все просто- находим количество воздуха в котором надо растворить 0,04 кг сернистого ангидрида

если 0,00024 массовая концентрация.
0,04кг /0,00024%/100%= 1,66 кг или 1,66 кубометра воздуха, что бред явный.
если 0,00024- объемная концентрация
40 г /64 г/моль*1000 литров/22,4 литров/моль /0,00024%(это безразмерная величина) /100 % = 1164 куба воздуха ,что величина более здравая.
Для того чтобы обеспечить такой объем воздуха в 50 м3 помещении его надо сменить 20 раз.

2DSP007 +5

Ala написал :
Воздухообмен (Li ), удовлетворяющий санитарно-гигиеническим нормам по i-му загрязнителю для воздуха

а у вас, я смотрю и вышку преподают)))

Да она и есть!!! Я, что ее не правильно решила? Спасибо большое, что проверили мое решение!!! Так, а что делать с той задачей, а то я не получил ответа!!! Вы мне очень помогли...

Не очень . Боюсь что первоначалюную задачку советских времен переврали в вашем университете до неузнаваемости, чтобы сделать задачей для "дибилов". Боюсь я слишком высоко оцениваю требования к подготовке нынешних экологов.

То есть посчитали что 0,00024 % это массовая доля в воздухе (2,4 мг/м3, это больше ПДК, но кто ж это знает ) , а 0,13 % это не содержание серы, а отношение веса сернистого ангидрида к весу сгоревшего горючего (чтобы упростить вопрос). Тогда задача становится чисто дебильной математикой
= (25*0,75 *0,13/100)/0,00024 ,получается необходим на обмен 101 м3 воздуха, значит кратность воздухообмена равна двум. Другой вопрос, откуда это ПДК взято... скорее всего получилось из перевирания объемных отношений в массовые.

Зы.
Учите перевод единиц (ppm, мг/М3 , мг /л, моль/л ) для жидкостей и газов.

Я вот не могу понять,что правильней мне писать? Какое ваше сообщение мне надо разобрать и писать!!! Я, наверное, начну учить перевод едениц!!!

Я думаю что писать второе. Вам же надо получить оценку, а ее будет выставлять тот же преподаватель , что редактировал задачу. А вот учиться думать самостоятельно и проверять информацию вам следует , если вы планируете заниматься практической деятельностью а не варианто "как бы нам уж выйти замуж"- с тем что вам дают в университете дров наломаете запросто. Общую химию, органическую химию, аналитическую химию ,токсикологию, физиологию человека , санитарию и гигиену Вам сколько часов дали ? И сколько в них лабораторных работ?

Я учусь на заочном отделении! И времени на один предмет всего один день, чтоб сдать и защитить его. Лабораторных нет. Нам выдали контрольные как хотите так и делайти их. Как я понимаю писать вот это:
То есть посчитали что 0,00024 % это массовая доля в воздухе (2,4 мг/м3, это больше ПДК, но кто ж это знает ) , а 0,13 % это не содержание серы, а отношение веса сернистого ангидрида к весу сгоревшего горючего (чтобы упростить вопрос). Тогда задача становится чисто дебильной математикой
= (25*0,75 *0,13/100)/0,00024 ,получается необходим на обмен 101 м3 воздуха, значит кратность воздухообмена равна двум. Другой вопрос, откуда это ПДК взято... скорее всего получилось из перевирания объемных отношений в массовые.
А в первой задачи мне подставить свои данные надо? А то я смотрела цифры не которые не те!!!

Всем добрый вечер!!! Не ъотите еще не много помочь?!

извените ошиблась не много, не могли бы еще не много помочь с задачей?