Контрольная работа по "Физике"

Задача 1. Определить теплопоступление от плавильного агрегата, а также интенсивность облучения рабочего, находящегося на расстоянии Х=5 м от печи.

Исходные  данные:

а) степень черноты абсолютно  черного тела С_о = 5,7800 Вт/м²*К;

б) температура в печи Т_печ = 1773 К;

в) толщина стенки печи (d), площадь отверстия  печи F=a´b (а - ширина, b – высота отверстия) и продолжительность (τ) открывания отверстия в течение каждого часа принимается из табл.3.

Таблица 3

Исходные  данные для задачи 1

Параметры	Вариант
		1		2	3	4	5
d, м		0,8		0,9	1,0	0,8	0,9
F=a´b, м2		1,0´0,6		2,0´1,8	1,2´1,6	0,5´0,8	1,5´1,5
t, ч		1/6		1/4	1/6	1/5	1/6
	Вариант
		6		7	8	9	10
D, м		0,9		0,7	0,5	0,6	0,95
F=a´b, м2		1,5´2,0		1,2´0,6	0,5´0,8	0,5´0,6	2,0х2,0
t, ч		1/6		1/12	1/4	1/3	1/6

Указания  к решению задачи

1. Интенсивность  излучения, Вт/м², от открытого отверстия определяется

2. q_отв = 5,78*(1773/100)⁴ = 571166,6 Вт/м²

 

 

2. Коэффициент  облучения

где - коэффициенты зависящие, соответственно от d/a и d/b, принимаются из табл. 3а.

 

 

Таблица 3а

Коэффициенты  для решения задачи 1

d/a или d/b	0,40	1,00	1,40	2,00	2,40
или	0,83	0,65	0,57	0,50	0,45

В данном случае d/a = 0,95/2 = 0,475; d/b = 0,95/2 = 0,475.

Примем  f_отв = 0,475

3. Интенсивность теплового излучения, Вт/м², из отверстия в помещение определяется по формуле

q_отв = 571166,6*0,475 = 271304,135 Вт/м²

 

 

4. Теплопоступление, Вт, из отверстия  печи, открываемого на время t в течение каждого часа:

F = a*b = 2,0*2,0 = 4,0 м².

Q_отв = 271304,135*4,0/6 = 180869,423 Вт

 

4. Наибольшая интенсивность теплового  облучения, Вт/м², рабочего находящегося на расстоянии Х = 5 м:
6. где  - коэффициент облучения, определяется по табл. 3б в зависимости от отношения .
7. = 2,5, тогда:

Qрм = 0,03 *180869,423 = 5426,08 Вт/м²

 

 

где   - коэффициент облучения, определяется по табл. 3б в зависимости от отношения .

Таблица 3б

Значения  коэффициентов для задачи 1

	0,40	1,20	2,00	2,80	3,60	4,80
	0,40	0,12	0,05	0,03	0,02	0,01

Результаты подсчета интенсивности  облучения сравнить с допустимой и если она превышает ее, то внести предложения по снижению облучения [13, 33-35].

 

Задача 5. Рассчитать звукоизолирующую способность однослойных ограждений R и определить критическую частоту звука f_кр, ниже которой применение ограждений неэффективно (табл. 6).

 

 

 

 

Таблица 6

Исходные  данные для задачи 4

 

 

 

 

Вариант	Исходные данные
	Материал ограждения	Модуль упругости материала Е, Н/м2	Плотность материала ограждения r, кг/м3	Коэффициент потерь энергии звука h	Толщина ограждения n, м
10	Стекло силикатное	471010	2500	0,002	0,02

Решение:

1. Определить  звукоизолирующую способность R, дБ, (для ограждения толщиной 10-100 мм) по формуле

где   ρ- плотность материала ограждения, кг/м²;

Е - модуль упругости материала ограждения, кг/см²;

η - коэффициент  потерь энергии звука.

 

R = 30lg2500 – 10lg471010 + 2lg0,002 + 40,4 = 80,2 дБ

2. Критическая частота звука f_кр, Гц, ниже которой применение ограждений неэффективно, определяется из выражения

где С - скорость звука в воздухе, м/с;

h - толщина  ограждения, м. 

f_кр = 340² *(1,8*0,02) * (2500/471010)^0,5 = 233943 Гц

 

 

Задача 6. Рассчитать общее люминесцентное освещение помещения, исходя из норм по разряду зрительной работы [24] по следующим исходным данным: высота помещения Н = 6 м, размеры помещения А´Б, м; напряжение осветительной сети 220 В. Коэффициент отражения потолка r_п = 70 %, стен r_с = 50 %, светильники и лампы выбрать самостоятельно. Исходные данные к задаче приведены в табл. 8.

Таблица 8

Исходные  данные для задачи 6

Параметры	Вариант
		1	2	3	4	5
А´В, м		15´10	25´15	50´30	70´30	100´30
Разряд и подразряд работы		IVв	IIIб	IVr	IIа	IVa
Параметры	Вариант
		6	7	8	9	0
А´В, м		100´18	50´30	70´30	100´25	35х25
Разряди под разряд работы		IVa	Iiг	IIIr	IVr	IIв

Указания  к решению задачи.

Определить  расчетную высоту подвеса светильника, м

 

где = 0,8 - высота рабочей поверхности  над полом, м;

= 0,5 - расстояние светового центра  светильника от потолка, м.

H=6-0,8-0,5=4.7

2. Определить расстояние методу  светильникам при многорядном  расположении, м

L = 4,7*1,5 = 7,05 м

 

3. Определить индекс площади помещения

i = 35*25 / [4,7*(35+25)] = 3,102 ≈ 3

 

 

4. Определить количество ламп, шт.

где   Е_min - минимальная освещенность [24], лк;

К₂ – коэффициент запаса;

S - площадь  помещения, м²;

Z = 1,5 - коэффициент  неравномерности освещения;

F – световой  поток лампы, лм;

h = 0,4 - коэффициент использования светового потока.

По справочным данным для категории IVr в принимаем, что E_min = 200 лк.

К₂ = 1,25 – 1,7; принимаем К₂ = 1,5.

Принимаем светильники  с люминесцентными лампами ЛБ 20-4, имеющие световой поток F = 1180 лм.

S = 25*35 = 875 м².

n = 200*1,5*875*1,5 / (1180*0,4) = 834 шт.

Задача 8. Определить количество одиночных заземлителей, составляющих контур заземления нейтрали и проверить сопротивление растеканию тока полученного контура в соответствии с требованиями ПУЭ. Напряжение питания электроустановок 380 В. Исходные данные к задаче представлены в табл. 10.

Решение

1. Количество одиночных заземлителей (электродов), шт.

 

где   R_в - сопротивление вертикального одиночного электрода, Ом;

R_доп - допустимое сопротивление заземляющего устройства, Ом, принимается по литературным источникам [45, 46]

h_в - коэффициент использования электрода (табл. 10 а).

2. Сопротивление одиночного вертикального  электрода

 

Таблица 10

Исходные данные для задачи 8

Вариант		Исходные данные
		Мощность силового трансформатора Т, кВт	Размеры одиночного заземлителя				Глубина заложения трубы t0, м
					Диаметр электрода d, мм	Длина электрода l, м
1		120			61	3		2,3
2		300			12	5		2,3
3		80			25	6		3,8
4		20			85	2		1,8
5		200			56	5		3,3
6		40			42	4		2,8
7		50			52	3		2,3
8		30			25	7		4,3
9		150			35	4		2,8
0		80			35	5		3,3
Вариант		Исходные данные
	Грунт и климатическая зона				Удельное электрическое сопротивление  грунтов, Ом*м*102	Расстояние между заземлителями а, м		Сечение соединительной полосы, материал сталь t´b1,мм
1	Песок, IV				1	3		5´45
2	Глина, II				0,4	5		4´40
3	Торф, III				3	6		6´32
4	Супесь, III				7	11		4´40
5	Чернозем, III				0,1	10		5´55
6	Чернозем, III				0,3	7		6´33
7	Каменистый, I				0,2	3		4´45
8	Суглинок, III				0,4	7		5´45
9	Скалистый, II				100	9		6´55
0	Торф, III				3	5		8х58

 

 

где   r₁ - удельное сопротивление грунта, Ом*м (300);

l- длина заземлителя (электрода), м (5);

t – расстояние от середины вертикального электрода до поверхности земли, м (5,8);

b₁ - радиус заземлителя, м (0,0175);

 

где t₀ – глубина заложения электрода.

=3,3+2,5 = 5,8

Re = 300/(2*3,14*5)*(ln(2*5/0,0175) + 0,5ln[(4*5,8+5)/(4*5,8-5)]) = 62,1 Ом

3. Сопротивление растеканию тока  полученного контура

 

где   R_в - сопротивление одиночного вертикального электрода, Ом (62,1);

R_г – сопротивление горизонтального проводника связи, Ом;

n – количество  вертикальных электродов;

η_г - - коэффициент использования горизонтального заземлителя табл. 10 б.

Таблица 10 а

Коэффициенты использования горизонтального  полосового электрода,

соединяющего вертикальные электроды

Число вертикальных электродов	6	8	10	20	30	40	50	60	70	100
hг	0,40	0,36	0,34	0,27	0,24	0,22	0,21	0,20	0,20	0,19

 Таблица 10 б

Коэффициенты использования вертикальных электродов, без учета влияния  полосы связи

hвn	2,76	3,66	5,50	9,40	16,40	23,40	36,00
n	4	6	10	20	40	60	100
hв	0,69	0,61	0,55	0,47	0,41	0,39	0,36