Определить к.п.д. топки

[Антон Огурцевич]

Определить к.п.д. топки, в которой сжигают 139,3 кг кокса для превращения 800 кг воды в пар.

[Виктор]

Решение: КПД топки можно определить, рассчитав полезную и затраченную работу и найти их отношение. В данном случае: полезная работа – количество теплоты, необходимое на нагрев и превращение волы в пар, затраченная работа – количество теплоты, выделяемое при сгорании кокса. Таким образом, полезная работа:
\[ \begin{array}{l} {Q_{1}=Q_{n} +Q_{p},} \\ {Q_{n} =c\cdot m\cdot \left(100-t_{1} \right),} \\ {Q_{p} =L\cdot m,} \\ {Q_{1} =c\cdot m\cdot \left(100-t_{1} \right)+L\cdot m.} \end{array} \]
Здесь Q_n – количество теплоты, необходимое для нагрева воды до кипения (до 100ºС) от первоначальной температуры t₁, c = 4200 Дж/(кг∙ºС) – удельная теплоёмкость воды, m  - масса воды. Q_p – количество теплоты, необходимое для превращения воды в пар, L = 2256∙10³ Дж/кг – удельная теплота парообразования воды.
Затраченная работа:
\[ Q_{2}=Q_{k}=q\cdot M. \]
Здесь q = 29 300∙10³ Дж/кг – удельная теплота сгорания кокса, M – масса кокса. Таким образом, КПД установки:
\[ \eta =\frac{Q_{1}}{Q_{2}} \cdot 100\% =\frac{c\cdot m\cdot \left(100-t_{1} \right)+L\cdot m}{q\cdot M} \cdot 100\% . \]
Расчёт (считаем воду холодной, при t₁ = 0ºС)

η = 52,5%