Режим тренировки Edu

Баллы скрыты. Решайте по частям: открывайте подсказки и ответ только когда застряли, отмечайте решённое.

Одной из серьезных проблем безопасной работы атомных электростанций является охлаждение ядерного реактора, поддержания внутри него постоянной температуры. Сбой в работе системы охлаждения стал одной из причин Катастрофы на Чернобыльской АЭС.

На Белорусской АЭС установлены ядерные реакторы ВВЭР120 (водо-водяной энергетический реактор, мощность 1200 МВт). В качестве носителя теплоты в данном реакторе используется вода. В задаче используются реальные параметры именно этого реактора. На фото показан этот реактор во время его установки.

В результате реакции деления урана в реакторе выделяется громадное количество теплоты, которую надо полностью «вывести» из реактора. Для этого используется вода, которая под большим давлением (около 150 атм) обтекает тепловыделяющие элементы реактора (ТВЭЛ), охлаждая их, благодаря чему в реакторе поддерживается постоянная температура.

Эта нагретая вода поступает в парогенератор, разогревает воду во втором контуре, которая превращается в пар, который поступает на турбины и.т.

В данном задании, нас интересует процесс охлаждения тепловыделяющих элементов водой наиболее эффективным способом.

Справочные данные.

Тепловая мощность реактора Мвт*;*

Удельная теплоемкость воды сДжкгград*;*

Плотность воды кгм*;*

Температура «холодной» воды на входе в реактор *;*

Температура горячей воды на выходе из реактора *;*

Благодаря повышенному давлению вода не закипает.

Рабочая температура поверхности ТВЭЛ *.*

1.1 Рассчитайте, какой объем воды должен протекать через реактор за час, чтобы температура поверхности ТВЭЛ оставалась постоянной.

2.1 Рассчитайте, на сколько градусов охладится брусок, если его погрузить во всю имеющуюся воду и дождаться установления теплового равновесия.

Теперь рассмотрим более эффективный способ теплопередачи. Поместим брусок в сосуд (теплоемкостью которого пренебрежем), а воду будем добавлять небольшими порциями, убирая каждую порцию из сосуда, после достижения теплового равновесия. Разобьем всю имеющуюся воду на одинаковых порций: берем первую порцию, вливаем ее в сосуд с бруском, дожидаемся установления теплового равновесия, выливаем воду, добавляем следующую порцию и т.д. Обозначим температуру бруска после добавления порции номер (и установления равновесия) , а разность между температурой бруска и температурой воды

2.2 Выразите температуру бруска после добавления порции, через температуру воды и температуру .

2.3 Выразите разность температур через .

2.4 Получите явное выражение для разности температур бруска и воды через начальную разность и число использованных порций воды .

2.5 Получите формулу, на сколько градусов охладится брусок после использования всех порций воды.

2.6 Рассчитайте численные значения изменения температуры бруска для .

2.7 Оцените, на сколько градусов кон охладится брусок, если его очень медленно поливать имеющейся водой.

3.1 Найдите время между скачками такое, чтобы средняя скорость при движении скачками была равна скорости движения воды .

Рассмотрим два соседних выделенных участка с номерами и . Обозначим - начальную температуру порции воды на участке (сразу после того, как эта порция переместилась в этот участок).

Количество теплоты, которое поступает к воде на участке за время , определяется законом Фурье

, (1)

где - коэффициент теплопередачи, зависящий от материала трубы и толщины ее стенок, - площадь боковой поверхности выбранного участка.

Введем величину - разность между температурой окружающей среды и температурой воды на участке номер .

3.2 Выразите значение через , и другие известные параметры рассматриваемой задачи.

Представьте это выражение в виде , где - некоторая постоянная величина, имеющая размерность скорости.

3.3 Получите формулу для величины (на выходе из трубы). Выразите ее через (на входе в трубу), и .

3.4 Рассчитайте численное значение величины для используемых в реакторе труб.

Трубы изготовлены из циркониевого сплава, их длина м*, диаметр* мм (толщина стенок значительно меньше), коэффициент теплопередачи для них Втмград*.*

Пусть скорость течения воды равна найденной величине , ее начальная температура равна *,* температура снаружи трубы равна *.*

3.5 Рассчитайте при этих условиях температуру воды на выходе из трубы.

3.6 Укажите, чему примерно равна скорость течения воды, поступающей в реактор.

Т2 Задача 9-2

Если оставить на столе кружку с горячим чаем, то через некоторое время напиток остынет. Это происходит вследствие потерь теплоты в окружающую среду …

 РеспубликанскаяРесп. 2014 9 кл. МощностьМодель сплошной среды. ПлотностьТемпература и количество теплоты У Р Б П ≈5/5 Т3 Терморезистор – терморегулятор

В данной задаче Вам необходимо проанализировать возможность проанализировать возможность применения такого прибора в качестве нагревателя и …

 Городская3-й этап 2015 10 кл. Устойчивость, ветви равновесия и срывМощностьЗакон Ома У Р Б П ≈5/5 Т1 Взрывная эмиссия

В данной задаче Вам предстоит исследовать явления, происходящие при эмиссии (по-русски «испускании») электронов поверхностью металла (в данном случае …

 Городская3-й этап 2007 11 кл. Устойчивость, ветви равновесия и срывПотенциальная энергияНапряжённость поля. Принцип суперпозиции У Р Б П ≈5/5 Т2 Труба деловар. 2

Ввиду громоздких выражений, встречающихся при решении этой задачи, рекомендуется производить промежуточные численные расчеты.

Во время холодной …

 РеспубликанскаяРесп. 2008 10 кл. МощностьМодель сплошной среды. ПлотностьЗакон Ома У Р Б П ≈5/5 Т3 Испарение воды

В данной задаче вам необходимо оценить скорость испарения воды.
Используйте следующие характеристики воды и водяного пара:*
• молярная масса …

 Городская3-й этап 2011 11 кл. Уравнение состояния идеального газаМКТ идеального газа: давление и температураРаспределения Максвелла и Больцмана. Средние У Р Б П ≈5/5 Э3 Замкнутая цепочка

Присоедините свободный конец дополнительной нити к левой, связанной с нитью, скрепке.
К левой скрепке подвесьте 5 или 6 скрепок.

 РеспубликанскаяРесп. 2016 9 кл. Равномерное движениеУскорение. Равноускоренное движениеМощность У Р Б П ≈5/5
← Решение