Cialkoskrypt7

332 4. Dynamika i przepływy guasi-rzeczywiste

ZADANIE 4.13.48

Wyznaczyć różnicę kosztów jazdy samochodem ze stałą prędkością v = = 90 km/h na odcinku s = 250 000 km/rok, gdy lusterko boczne jest krążkiem o średnicy d = 12,5 cm lub półkoliste o tej samej średnicy (rys. 4.62). Przyjąć gęstość powietrza p = 1,2 kg/m³, gęstość benzyny p_b = 800 kg/m³, ciepło spalania benzyny q = 44 000 kJ/kg. Sprawność samochodu r\₅ = 0,3, cena 1 litra paliwa wynosi 4 zł.

Rozwiązanie

Siła działająca na opływane lusterko

pv“

-A

Dla płaskiego lustra przy prędkości v = 90 km/h = 90-1 000/3 600 = 25 m/s

71*0,125² 1,2 ryci

Px=U

• 25 = 5,06 N,

a dla półkolistego stąd wypadkowa jako różnica sił

AP = 5,06-1,84 = 3,22 N.

Na drodze s = 25 000 km/rok siła wypadkowa wykonuje pracę

L = AP • s = 3,22 * 25000 • 10³ N *m/rok = 80 500 kJ/rok.

Z uwagi na sprawność samochodu T|_s energia potrzebna na wykonanie tej pracy

E = —= 268333 kJ/rok.

Ponieważ ciepło spalania benzyny jest równe q, przeto liczba kilogramów benzyny zawierającej energię E

E

q

268333 kJ/rok 44000 kJ/rok

= 6,1 kg/rok,

p_b = 800 kg/m³ = 0,8 kg/litr,

więc

E 6,1

— =-litra/rok =7,62 litra/rok = 7,62 • 4 zl / rok = 30,5 zł / rok.

q 0,8

W samochodzie występują na ogół dwa lusterka, więc ten koszt się podwaja. Jeżeli podzieli się dodatkowo zużycie paliwa na pokonanie różnicy oporów pomiędzy lusterkiem płaskim a półkulistym przez s = 25 000 km/rok, to

_{g =} E^q₌7₁62 _litra/100 km -0,03 litra/100 km. s 250

ZADANIE 4.13.49

. Wyznaczyć siłę działającą na rurociąg (rys. 4.63) o średnicy D = 0,5 m i długości L = 10 m przebiegający przez rzekę, w której woda ma średnią prędkość v = 2,5 m/s, średnią temperaturę t = 15°C i gęstość 999 kg/m³.

Rozwiązanie

Siłę działania wynikającą z opływu rurociągu strumieniem wody Wyraża zależność:

P_x =c_x(Re)--^--A, A = D • L, Re = ^^ = —^P—^D-.

2    V    JUL

W temperaturze t = 10°C lepkość dynamiczna wody ju. - 1,138 • 10"³ kg/(m ■ s).

Rys. 4.63