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低扬程,大功率的抽水站往往采用大口径的水管,及与之配套的水泵和电动机.这其中考虑...

低扬程,大功率的抽水站往往采用大口径的水管,及与之配套的水泵和电动机.这其中考虑了诸多因素.而首先考虑的是节能,设抽水扬程为5m(计算时可简化为竖直高度).要求每秒抽出2 m2的水,电动机和水泵的效率分别是90%和80%.求(取:π2=10,g=10 m/s2,结果保留两位有效数字)
(1)若采用内径0.5m的水管以及与之配套的电动机和水泵,连续工作10小时,耗电多少度.
(2)若改用内径1m的水管及与之配套的电动机和水泵,其它条件不变,连续工作10小时,耗电多少度.
(1)电动机和水泵输出的功率等于使水获得重力势能和动能的功率,根据能量转化和守恒定律列方程求出电动机的输入功率,再求出消耗的电能. (2)根据第(1)问,研究电动机和水泵使水获得动能的功率与管子内径的关系,求出改用水管后电动机的功率,再求消耗的电能. 【解析】 (1)设每秒抽出的水的体积为V,水的密度为ρ,扬程为h,管径为d,电动机的输入功率为P,耗电为E,       根据能量转化与守恒定律有         代入数据解得  0.72P=(1.0×105+1.02×105)W        其中 1.02×105 W为使水获得动能部分功率,      则电动机消耗的电能E=Pt=2.8×103 kW•h      (2)由(1)中的方程式知,动能,即      即有  0.72P'=(1.0×105+6.35×103)W       解得  E'=P't=1.5×103 kW•h 答:(1)若采用内径0.5m的水管以及与之配套的电动机和水泵,连续工作10小时,耗电2.8×103 度.     (2)若改用内径1m的水管及与之配套的电动机和水泵,其它条件不变,连续工作10小时,耗电1.5×103 度.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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