2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему
 
 Как оценить потери энергии?
Сообщение05.12.2020, 23:30 


24/08/18
205
Пусть имеется пластиковая бутылка 0,5 л, почти заполненная водой, и излучение, которое оказывает на нее воздействие, передавая ей энергию в некоторой области, где падает на нее, что вызывает частичное сгорание пластика и нагревание воды во всей бутылке примерно на 30 градусов. Возможно ли хотя бы приближенно вычислить интенсивность излучения по оказываемому воздействию? Если игнорировать нагревание воды, то, зная температуру плавления, удельную теплоемкость и плотность пластика, можно определить по обгоревшей области ту часть интенсивности, что пошла на его плавление, но как найти ее полностью и определить, какая часть тратится бесполезно (уходит на нагрев воды)? Допустив, что здесь происходит теплообмен, я подумал, что для решения задачи можно использовать закон теплоотдачи Ньютона - Рихмана и переформулировать его, разделив передаваемое тепло на площадь стенки и время, чтобы получить аналог вектора Пойнтинга (со знаком "минус"), который будет суммироваться с тем, что характеризует интенсивность излучения, - но для этого надо знать, до какой температуры нагревается пластик (который передает затем энергию нагреваемой воде)? А как узнать, до какой температуры он нагревается, как минимум это температура плавления, но не может ли она быть выше (а то этот вектор подозрительно маленьким получается)?

 Профиль  
                  
 
 Re: Как оценить потери энергии?
Сообщение06.12.2020, 00:13 


17/10/16
4925
Alastoros
Зная толщину и теплопроводность материала бутылки, оцените теплопоток, который обеспечил бы перепад температуры на стенках пластика от температуры воды до температуры его плавления. Сравните этот поток с тем, который соответствует скорости нагрева воды, которую вы наблюдаете. Скорее всего, первый будет больше второго. Так что даже температура плавления пластика вряд-ли достигается.
Можно, конечно, взять толстую бутылку или нагревать ее очень интенсивно. Например, прямо в открытом пламени. Тогда можно добиться и плавления и сгорания.

Возвращаясь к задаче. У вас есть теплопоток, который находится из скорости нагрева воды. Распределение температуры в стенке бутылки можно найти из этого теплопотока, зная коэффициент теплоотдачи "стенка-вода" и температуру воды. А можно и тепловизором посмотреть.

Решаете задачу "Как вскипятить воду в пластиковой бутылке, чтобы ее не прожечь"?

 Профиль  
                  
 
 Re: Как оценить потери энергии?
Сообщение06.12.2020, 10:56 


03/12/18
393
sergey zhukov в сообщении #1495459 писал(а):
Решаете задачу "Как вскипятить воду в пластиковой бутылке, чтобы ее не прожечь"?

Больше похоже на действия по расследованию причин и места возникновения пожара.

 Профиль  
                  
 
 Re: Как оценить потери энергии?
Сообщение12.12.2020, 22:03 


24/08/18
205
sergey zhukov в сообщении #1495459 писал(а):
Решаете задачу "Как вскипятить воду в пластиковой бутылке, чтобы ее не прожечь"?

Наоборот - какой луч может прожигать бутылку, несмотря на тепловые потери.

 Профиль  
                  
 
 Re: Как оценить потери энергии?
Сообщение13.12.2020, 11:26 


24/01/09
1304
Украина, Днепр
Думаю, непросто уже будет с вопросом что значит "прожечь".

 Профиль  
                  
 
 Re: Как оценить потери энергии?
Сообщение13.12.2020, 16:14 
Аватара пользователя


07/03/16

3167
Если мощность луча будет больше мощности передаваемого потока тепла от пластика к воде на величину мощности, требуемой для испарения пластика, то пластик будет прожжен. Время импульса будет зависеть от толщины пластика и превышения мощности.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 6 ] 

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group