Comment calculer les flux d'énergie

Définir l'application. Une pompe à eau envoie 6000 gallons jusqu'à un tuyau de 150 pieds à un réservoir d'eau municipal élevée chaque heure. Si vous savez que la pompe a une efficacité de 68 pour cent et le tuyau est de 3 pouces de diamètre, vous pouvez calculer l'énergie d'écoulement transmise au système par la pompe et l'énergie d'écoulement qui serait libérée par laisser couler à nouveau.

Calculer le travail mécanique à élever l'eau de 150 pieds. Les 6000 litres d'eau pèse £ 8,33 / gallon de sorte que le poids total de l'eau pompée est £ 6,000 X 8,33 = £ 49 980, ce qui nécessite 49 980 X 150 pieds = 7497000 pieds lbs de travail pour l'augmenter.

Calculer l'énergie perdue en frottement contre la tuyauterie. Les données pour l'annexe 40 de tuyaux en acier montre que le gph 6000/60 min / hr = débit de 100 gpm soutient A 3.1 livres par pouce carré (psi) de chute de pression par 100 pieds de tuyau. La perte de plus de 150 pieds serait 150/100 pieds X 3.1 psi = 4,65 psi. Cela représente un pourcentage de perte: 4,65 psi / l'élévation de 150 pieds / 2,31 pieds / psi = 4,65 / 64,94 psi = 0,0716 ou 7,16 pour cent du travail supplémentaire de la pompe doit effectuer pour pousser l'eau à travers le tuyau.

Calculer le travail exécuté par la pompe à lever les 6000 gallons d'eau en multipliant les 7.497.000 pieds / lbs de travail par un facteur de 1.071 pour tenir compte du travail de levage ainsi que les pertes dans les canalisations de frottement, ce qui donne 8.033.860 livres-pieds de travail pour pomper l'eau vers le haut.

Calculer la pompe chevaux. Travail total / 33.000 pieds lbs / minute / ch / 60 minutes / h = 4.06 ch. Depuis la pompe est seulement 68 pour cent efficace, 4,06 / 0,68 = 5,97 chevaux. Une pompe avec un minimum de 6 chevaux serait nécessaire pour ce travail.

Calculer l'énergie totale d'écoulement (exprimée en kW) nécessaire à la pompe pour élever le liquide et l'énergie d'écoulement totale qui serait libérée en laissant l'écoulement de l'eau de retour à nouveau. Conversion de la puissance requise pour 5,97 pump it up vers le haut pour kW donne 5,97 ch / 0,746 kW / ch = 8 kW. Depuis la seule différence entre le pompage et le laisser revenir à nouveau est l'efficacité de la pompe, 8 kW X 0,68 = 5,44 kW repris par drainage de l'eau. Ce pourrait être encore frustré par un rendement turbo-générateur équivalent pour pomper l'efficacité.