Дано:
P = 5 кВт = 5000 Вт
η = 84% = 0.84
T = 25 К
Найти:
Q - выделяющееся тепло в обмотке
m - расход воды
Решение с расчетом:
Мощность P, потребляемая обмоткой электромагнита, равна выделяющемуся теплу Q:
P = Q
Тепло, поглощаемое охлаждающим устройством (водой), равно разности выделившегося тепла и тепла, которое необходимо охладить для предотвращения перегрева:
Q_охлаждаемое = η * Q
Q_необходимое = η * P
Расход воды можно найти, зная количество поглощаемого тепла и изменение температуры воды:
Q_охлаждаемое = m * c * ΔT
Где m - расход воды, c - теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры воды.
Подставляем известные значения и решаем уравнения:
Q_охлаждаемое = η * P
Q_охлаждаемое = 0.84 * 5000
Q_охлаждаемое = 4200 Вт
Q_охлаждаемое = m * c * ΔT
4200 = m * c * 25
Теплоемкость воды c равна примерно 4186 Дж/кг·К.
m * 4186 * 25 = 4200
m = 4200 / (4186 * 25)
m ≈ 0.02 кг/сек
Ответ:
Необходимый расход воды для охлаждения обмотки электромагнита составляет примерно 0.02 кубических метра в секунду.