ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
5
образного водорода методом элек-
тролиза воды. Какое количество во-
ды должно поступать в установку
ежесекундно, чтобы скорость газо-
образного водорода в выходном
патрубке была V
H
= 10 м/с. Плот-
ность водорода в сечении выходного
патрубка
ρ
= 0,08 кг/м
3
, площадь
сечения S = 12,5 см
2
.
Кислород
Вода
Рис. 5. К примеру 1
б
.
Решение
В стационарном случае уравнение непрерывности для массы, пересекаю-
щей поверхность установки, можно записать в виде
Δ
Ф
В
-
Δ
Ф
О
-
Δ
Ф
Н
= 0,
где
Δ
Ф
В
- искомый расход воды,
Δ
Ф
О
- поток массы кислорода через выход-
ной патрубок,
Δ
Ф
Н
= ρ
H
VS⋅⋅ - поток массы водорода через соответствующий
выходной патрубок. Учтем, что в каждом акте расщепления молекулы воды по-
лучается 2 атома водорода с молярной массой 1 г/моль и 1 атом кислорода с
молярной массой 16 г/моль. Легко догадаться, что
Δ
Ф
О
= 8
Δ
Ф
Н
. Тогда
Δ
Ф
В
=
Δ
Ф
H
+8
Δ
Ф
Н
= 9
Δ
Ф
Н
= 9
ρ
H
VS
⋅
⋅
.
Произведем расчет
-3 -1 -4 2 3
Δ 90,08 кг м 10 мс 12,5 10 м 910 кг/с 9 г/с.
В
Ф
−
=⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ =⋅ =
Ответ: расход воды равен 9 г/с.
Пример 2
а
Вода подается в фонтан из большо-
го цилиндрического бака и вырыва-
ется из отверстия, диаметр кото-
рого d = 2 см (рис. 6). Уровень воды
h в баке равен 2 м, избыточное над
атмосферным давление над поверх-
ностью воды в баке
Δ
Р = 50 кПа.
Определить высоту струи фонтана
H и расход воды за одну секунду Q.
С
Δ
Р
А
h H
В
Рис. 6.
Решение
Применим уравнение Бернулли для точки поверхности воды в баке и устья
струи фонтана (точки А и В на рис. 6)
5
образного водорода методом элек-
тролиза воды. Какое количество во-
ды должно поступать в установку
ежесекундно, чтобы скорость газо- Кислород
образного водорода в выходном
патрубке была VH = 10 м/с. Плот-
ность водорода в сечении выходного
патрубка ρ = 0,08 кг/м3, площадь Вода
сечения S = 12,5 см2. Рис. 5. К примеру 1б.
Решение
В стационарном случае уравнение непрерывности для массы, пересекаю-
щей поверхность установки, можно записать в виде
ΔФВ - ΔФО - ΔФН = 0,
где ΔФВ - искомый расход воды, ΔФО - поток массы кислорода через выход-
ной патрубок, ΔФН = ρ ⋅ VH ⋅ S - поток массы водорода через соответствующий
выходной патрубок. Учтем, что в каждом акте расщепления молекулы воды по-
лучается 2 атома водорода с молярной массой 1 г/моль и 1 атом кислорода с
молярной массой 16 г/моль. Легко догадаться, что ΔФО = 8 ΔФН. Тогда
ΔФВ = ΔФH +8 ΔФН = 9 ΔФН = 9 ρ ⋅ VH ⋅ S .
Произведем расчет
ΔФВ = 9 ⋅ 0,08 кг ⋅ м -3 ⋅ 10 м ⋅ с-1 ⋅ 12,5 ⋅ 10-4м 2 = 9 ⋅ 10−3 кг/с = 9 г/с.
Ответ: расход воды равен 9 г/с.
Пример 2а
Вода подается в фонтан из большо- С
го цилиндрического бака и вырыва- ΔР
ется из отверстия, диаметр кото- А
рого d = 2 см (рис. 6). Уровень воды
h в баке равен 2 м, избыточное над
атмосферным давление над поверх- h H
ностью воды в баке ΔР = 50 кПа. В
Определить высоту струи фонтана
H и расход воды за одну секунду Q. Рис. 6.
Решение
Применим уравнение Бернулли для точки поверхности воды в баке и устья
струи фонтана (точки А и В на рис. 6)
