Pregunta
upstudy study bank question image url

4. Tensions are 2000 N and 900 N in a belt drive. The diameter of the driver pulley is \( 0,44 \mathrm{~m} \) and its rotational frequency is \( 800 \mathrm{r} / \mathrm{min} \). Calculate: a) The effective tension. b) The torque of the driver pulley. c) The work done during one revolution. d) The output power of the pulley after 45 s .

Ask by West Hanson. in South Africa
Jan 28,2025

Solución de tutoría real

Respuesta verificada por el tutor

Responder

a) The effective tension is 1100 N.

Solución

To solve the problem related to the belt drive, let's break down each part step by step. **Given:** - Tensions in the belt: \( T_1 = 2000 \, \text{N} \) and \( T_2 = 900 \, \text{N} \) - Diameter of the driver pulley: \( D = 0.44 \, \text{m} \) (so the radius \( R = \frac{D}{2} = 0.22 \, \text{m} \)) - Rotational frequency: \( n = 800 \, \text{rev/min} \) ### **Problem a: Calculate the Effective Tension** **Effective Tension (\( T_{\text{eff}} \))** is a measure of the net force exerted by the belt on the pulley. It is calculated as the difference between the tight side \( (T_1) \) and the slack side \( (T_2) \) tensions. \[ T_{\text{eff}} = T_1 - T_2 \] Plugging in the given values: \[ T_{\text{eff}} = 2000 \, \text{N} - 900 \, \text{N} = 1100 \, \text{N} \] **Answer:** a) The effective tension is 1100 N.

Revisado y aprobado por el equipo de tutoría de UpStudy

error msg
Explicar
Simplifique esta solución

Bonus Knowledge

To solve the problem, let’s break it down into each part step by step! ### a) Effective Tension The effective tension \( T_{e} \) in the belt can be calculated using the formula: \[ T_{e} = T_1 - T_2 \] Where \( T_1 \) is the tension on the tight side (2000 N) and \( T_2 \) is the tension on the slack side (900 N). So, \[ T_{e} = 2000 \, \text{N} - 900 \, \text{N} = 1100 \, \text{N} \] ### b) Torque of the Driver Pulley The torque \( \tau \) can be calculated using the formula: \[ \tau = T_{e} \times r \] Where \( r \) is the radius of the pulley. Given the diameter of the pulley is 0.44 m, the radius \( r = \frac{0.44}{2} = 0.22 \, \text{m} \). Thus, \[ \tau = 1100 \, \text{N} \times 0.22 \, \text{m} = 242 \, \text{N m} \] ### c) Work Done During One Revolution The work done \( W \) in one revolution can be calculated using the formula: \[ W = T_{e} \cdot d \] Where \( d \) is the circumference of the pulley: \[ d = 2\pi r = 2\pi \times 0.22 \approx 1.38 \, \text{m} \] So, \[ W = 1100 \, \text{N} \times 1.38 \, \text{m} \approx 1518 \, \text{J} \] ### d) Output Power After 45 Seconds First, calculate the number of revolutions in 45 seconds. The rotational frequency is given as \( 800 \, \text{r/min} \): \[ \text{Revolutions in 45 seconds} = \frac{800}{60} \times 45 = 600 \, \text{revolutions} \] The total work done in 600 revolutions is: \[ \text{Total Work} = 600 \times 1518 \, \text{J} = 910800 \, \text{J} \] The power \( P \) is then calculated by dividing the work done by time: \[ P = \frac{\text{Total Work}}{\text{Time}} = \frac{910800 \, \text{J}}{45 \, \text{s}} \approx 20240 \, \text{W} \] Thus, the output power is approximately \( 20.24 \, \text{kW} \).

preguntas relacionadas

ข้อ 1 พื้นฐานการถ่ายโอนความร้อนและสมการการนำความร้อน มี 3 ข้อย่อย (10 คะแนน) 1.1อธิบายความแตกต่างระหว่างปรากฏการณ์การถ่ายโอนความร้อนแบบการนำความร้อน การพาความ ร้อนและการแผ่รังสี (2.5 คะแนน) 1.2 กำหนดสมการการนำความร้อนของตัวกลางมาให้ในรูปง่ายที่สุดคือ (2.5 คะแนน) \[ \frac{1}{r} \frac{\partial}{\partial r}\left(k r \frac{\partial \tau}{\partial r}\right)+\frac{\partial}{\partial z}\left(k \frac{\partial T}{\partial z}\right)+\dot{g}=0 \] (ก) เป็นสมการการนำความร้อนรของตัวกลางรูปทรงใด (ข) การถ่ายโอนความร้อนเป็นแบบสภาวะคงที่ หรือทรานเซียนท์ (ค) การถ่ายโอนความร้อนเป็นแบบหนึ่ง สอง หรือสามมิติ (ง) มีการเกิดความร้อนในตัวกลางหรือไม่ (จ) สภาพการนำความร้อนของตัวกลางคงที่หรือแปรผัน 1
Ingeniería Thailand Jan 30, 2025
ขข้อ 4 การพาความร้อนแบบบังคับ (25 คะแนน) 4. ณ ประเทสญี่ปุ่นระหว่างที่วิศวกรเคมีเดินตรวจสอบโรงงานพบว่าท่อไอน้ำที่มีความยาว 12 m และเส้น ผ่านศูนย์กลาง 10 cm ถูกปล่อยให้สัมผัสกับอากาศภายนอกโดยตรง การวัดอุณหภูมิแสดงให้เห็นว่า อุณหภูมิเฉลี่ยของพื้นผิวด้านนอกของท่อไอน้ำอยู่ที่ \( 75^{\circ} \mathrm{C} \) ขณะที่อุณหภูมิของอากาศโดยรอบอยู่ที่ \( 5^{\circ} \mathrm{C}\left(\mathrm{T}_{\alpha}\right) \) นอกจากนี้ยังมีลมเบาพัดผ่านบริเวณนั้นด้วยความเร็ว \( 10 \mathrm{~km} / \mathrm{hr} \) ค่าการแผ่รังสี ( \( \varepsilon \), emissivity) ของพื้นผิว ด้านนอกของท่อเท่ากับ 0.8 และอุณหภูมิเฉลี่ยของพื้นผิวที่ล้อมรอบท่อรวมถึงท้องฟ้า อยู่ที่ประมาณ \( 0^{\circ} \mathrm{C} \) ( \( \mathrm{T}_{\text {surr }} \) คำนวณ (ก) หาค่าสัมประสิทธิ์การพาความร้อน (10 คะแนน) (ข) อัตราการถ่ายโอนความร้อนจากท่อไอน้ำสู่ ( \( \left.\dot{Q}_{\text {total }}=\dot{Q}_{\text {conv }}+\dot{Q}_{\text {rad }}\right) \) (5 คะแนน) (ข) ปริมาณความร้อนที่สูญเสียไปจากไอน้ำใน 10 ชั่วโมง (5 คะแนน) (ค) เมื่อวิศวกรคำนวณ ข้อ ก และ ข แล้ว จึงตัดสินใจแก้ปัญหาด้วยการหุ้มฉนวน พบว่าสามารถลดการ สูญเสียความร้อนได้มากถึง \( 85 \% \) จงหาว่าวิศวกรคนนี้ประหยัดค่าแก็สให้โรงงานกี่ดอลลาร์ (\$) (5 คะแนน) ข้อมูลเพิ่มเติม ค่าใช้จ่ายสำหรับก๊าซธรรมชาติอยู่ที่ \$0.54 ต่อ 1 therm (1 therm = \( 105,500 \mathrm{kJ)} \)
Ingeniería Thailand Jan 30, 2025
ข้อ 2 การนำความร้อนที่สภาวะคงที่ (10 คะแนน) น้ำร้อนอุณหภูมิ \( 90^{\circ} \mathrm{C} \) ไหลในท่อเหล็กหล่อ \( \left(\mathrm{k}=52 \mathrm{~W} / \mathrm{m} .{ }^{\circ} \mathrm{C}\right) \) ) ยาว 15 m เส้นผ่าศูนย์กลางภายในและ ภายนอกคือ \( D 1=4 \mathrm{~cm} \) และ \( D 2=4.6 \mathrm{~cm} \) ตามลำดับ ผิวภายนอกของท่อมีสภาพการแผ่รังสีเท่ากับ 0.7 ความร้อนสูญเสียให้กับอากาศล้อมรอบที่ \( 10^{\circ} \mathrm{C} \) โดยมีสัมประสิทธิ์การพาความร้อนคือ \( h_{2}=15 \mathrm{~W} / \mathrm{m}^{2} .{ }^{\circ} \mathrm{C} \) กำหนดให้สัมประสิทธิ์การถ่ายโอนความร้อนภายในท่อคือ \( h_{1}=120 \mathrm{~W} / \mathrm{m}^{2} .{ }^{\circ} \mathrm{C} \) โดยอุณหภูมิของท่อด้าน นอกเท่ากับ \( 80^{\circ} \mathrm{C} \) ให้นักศึกษาเขียนโครงข่ายความต้านทานความร้อน และสมการการถ่ายโอนความร้อนพร้อมทั้งสมการความ ต้านทานความร้อนแต่ละตัว (เขียนสมการ ไม่มีคำนวณ) 3
Ingeniería Thailand Jan 30, 2025
ข้อ 4 การพาความร้อนแบบบังคับ (25 คะแนน) 4. ณ ประเทสญี่ปุ่นระหว่างที่วิศวกรเคมีเดินตรวจสอบโรงงานพบว่าท่อไอน้ำที่มีความยาว 12 m และเส้น ผ่านศูนย์กลาง 10 cm ถูกปล่อยให้สัมผัสกับอากาศภายนอกโดยตรง การวัดอุณหภูมิแสดงให้เห็นว่า อุณหภูมิเฉลี่ยของพื้นผิวด้านนอกของท่อไอน้ำอยู่ที่ \( 75^{\circ} \mathrm{C} \) ขณะที่อุณหภูมิของอากาศโดยรอบอยู่ที่ \( 5^{\circ} \mathrm{C}\left(\mathrm{T}_{\alpha}\right) \) นอกจากนี้ยังมีลมเบาพัดผ่านบริเวณนั้นด้วยความเร็ว \( 10 \mathrm{~km} / \mathrm{hr} \) ค่าการแผ่รังสี \( (\varepsilon \), , emissivity) ของพื่นผิว ด้านนอกของท่อเท่ากับ 0.8 และอุณหภูมิเฉลี่ยของพื้นผิวที่ล้อมรอบท่อรวมถึงท้องฟ้า อยู่ที่ประมาณ \( 0^{\circ} \mathrm{C} \) ( \( \left.\mathrm{T}_{\text {surr }}\right) \) คำนวณ (ก) หาค่าสัมประสิทธิ์การพาความร้อน (10 คะแนน) (ข) อัตราการถ่ายโอนความร้อนจากท่อไอน้ำสู่ ( \( \left.\dot{Q}_{\text {total }}=\dot{Q}_{\text {conv }}+\dot{Q}_{\text {rad }}\right) \) (5 คะแนน) (ข) ปริมาณความร้อนที่สูญเสียไปจากไอน้ำใน 10 ชั่วโมง (5 คะแนน) (ค) เมื่อวิศวกรคำนวณ ข้อ ก และ ข แล้ว จึงตัดสินใจแก้ปัญหาด้วยการหุ้มฉนวน พบว่าสามารถลดการ สูญเสียความร้อนได้มากถึง \( 85 \% \) จงหาว่าวิศวกรคนนี้ประหยัดค่าแก็สให้โรงงานกี่ดอลลาร์ (\$) (5 คะแนน)
Ingeniería Thailand Jan 30, 2025

Latest Engineering Questions

Self-Evaluation Exercise 2.2 (Past exam q Nov 2014 1.1 Indicate whether the following statements are TRUE or FALSE. 1.1.6 Capacitive transducers only operate from DC supply. 1.1.9 The current is a maximum in a RLC parallel resonant circuit. 1.2 Various options are given as possible answers to the following questions. Choose the answer and write only the letter ( \( \mathrm{A}-\mathrm{C} \) ) next to the question number. 1.2.1 When increasing the frequency to a value above the resonant frequency in \( \mathrm{a}_{3} \) series circuit, the impedance... A decreases and the circuit becomes capacitive. B increases and the circuit become capacitive. C increases and the circuit become inductive. 1.2.7 In a series-resonant circuit, the following conditions exists: \( A Z \) is a minimum, \( l \) is a maximum \( B Z \) is a maximum, \( I \) is a maximum \( C Z \) is a maximum, \( I \) is a minimum 3.1 A resonant series circuit consists of an inductor of 150 mH , a resistance of 4 ohms and a variable capacitor. This series circuit is connected across a 220 volt 60 Hz supply. Calculate the: 3.1.1 Value of the capacitor at resonance 3.1.2 Voltage across the capacitor and the inductor Apr 2015 1.1 Indicate whether the following statements are TRUE or FALSE. 1.1.1 In a capacitor, the applied voltage leads the line current. 1.2 Various options are provided as possible answers to the following questions. Choose the answer and write only the letter (A-D) next to the question number. 1.2.1 Resonance can occur only in a circuit which contains... A resistance and capacitance.
ขข้อ 4 การพาความร้อนแบบบังคับ (25 คะแนน) 4. ณ ประเทสญี่ปุ่นระหว่างที่วิศวกรเคมีเดินตรวจสอบโรงงานพบว่าท่อไอน้ำที่มีความยาว 12 m และเส้น ผ่านศูนย์กลาง 10 cm ถูกปล่อยให้สัมผัสกับอากาศภายนอกโดยตรง การวัดอุณหภูมิแสดงให้เห็นว่า อุณหภูมิเฉลี่ยของพื้นผิวด้านนอกของท่อไอน้ำอยู่ที่ \( 75^{\circ} \mathrm{C} \) ขณะที่อุณหภูมิของอากาศโดยรอบอยู่ที่ \( 5^{\circ} \mathrm{C}\left(\mathrm{T}_{\alpha}\right) \) นอกจากนี้ยังมีลมเบาพัดผ่านบริเวณนั้นด้วยความเร็ว \( 10 \mathrm{~km} / \mathrm{hr} \) ค่าการแผ่รังสี ( \( \varepsilon \), emissivity) ของพื้นผิว ด้านนอกของท่อเท่ากับ 0.8 และอุณหภูมิเฉลี่ยของพื้นผิวที่ล้อมรอบท่อรวมถึงท้องฟ้า อยู่ที่ประมาณ \( 0^{\circ} \mathrm{C} \) ( \( \mathrm{T}_{\text {surr }} \) คำนวณ (ก) หาค่าสัมประสิทธิ์การพาความร้อน (10 คะแนน) (ข) อัตราการถ่ายโอนความร้อนจากท่อไอน้ำสู่ ( \( \left.\dot{Q}_{\text {total }}=\dot{Q}_{\text {conv }}+\dot{Q}_{\text {rad }}\right) \) (5 คะแนน) (ข) ปริมาณความร้อนที่สูญเสียไปจากไอน้ำใน 10 ชั่วโมง (5 คะแนน) (ค) เมื่อวิศวกรคำนวณ ข้อ ก และ ข แล้ว จึงตัดสินใจแก้ปัญหาด้วยการหุ้มฉนวน พบว่าสามารถลดการ สูญเสียความร้อนได้มากถึง \( 85 \% \) จงหาว่าวิศวกรคนนี้ประหยัดค่าแก็สให้โรงงานกี่ดอลลาร์ (\$) (5 คะแนน) ข้อมูลเพิ่มเติม ค่าใช้จ่ายสำหรับก๊าซธรรมชาติอยู่ที่ \$0.54 ต่อ 1 therm (1 therm = \( 105,500 \mathrm{kJ)} \)
Ingeniería Thailand Jan 30, 2025
ข้อ 4 การพาความร้อนแบบบังคับ (25 คะแนน) 4. ณ ประเทสญี่ปุ่นระหว่างที่วิศวกรเคมีเดินตรวจสอบโรงงานพบว่าท่อไอน้ำที่มีความยาว 12 m และเส้น ผ่านศูนย์กลาง 10 cm ถูกปล่อยให้สัมผัสกับอากาศภายนอกโดยตรง การวัดอุณหภูมิแสดงให้เห็นว่า อุณหภูมิเฉลี่ยของพื้นผิวด้านนอกของท่อไอน้ำอยู่ที่ \( 75^{\circ} \mathrm{C} \) ขณะที่อุณหภูมิของอากาศโดยรอบอยู่ที่ \( 5^{\circ} \mathrm{C}\left(\mathrm{T}_{\alpha}\right) \) นอกจากนี้ยังมีลมเบาพัดผ่านบริเวณนั้นด้วยความเร็ว \( 10 \mathrm{~km} / \mathrm{hr} \) ค่าการแผ่รังสี \( (\varepsilon \), , emissivity) ของพื่นผิว ด้านนอกของท่อเท่ากับ 0.8 และอุณหภูมิเฉลี่ยของพื้นผิวที่ล้อมรอบท่อรวมถึงท้องฟ้า อยู่ที่ประมาณ \( 0^{\circ} \mathrm{C} \) ( \( \left.\mathrm{T}_{\text {surr }}\right) \) คำนวณ (ก) หาค่าสัมประสิทธิ์การพาความร้อน (10 คะแนน) (ข) อัตราการถ่ายโอนความร้อนจากท่อไอน้ำสู่ ( \( \left.\dot{Q}_{\text {total }}=\dot{Q}_{\text {conv }}+\dot{Q}_{\text {rad }}\right) \) (5 คะแนน) (ข) ปริมาณความร้อนที่สูญเสียไปจากไอน้ำใน 10 ชั่วโมง (5 คะแนน) (ค) เมื่อวิศวกรคำนวณ ข้อ ก และ ข แล้ว จึงตัดสินใจแก้ปัญหาด้วยการหุ้มฉนวน พบว่าสามารถลดการ สูญเสียความร้อนได้มากถึง \( 85 \% \) จงหาว่าวิศวกรคนนี้ประหยัดค่าแก็สให้โรงงานกี่ดอลลาร์ (\$) (5 คะแนน)
Ingeniería Thailand Jan 30, 2025
¡Prueba Premium ahora!
¡Prueba Premium y hazle a Thoth AI preguntas de matemáticas ilimitadas ahora!
Quizas mas tarde Hazte Premium
Estudiar puede ser una verdadera lucha
¿Por qué no estudiarlo en UpStudy?
Seleccione su plan a continuación
Prima

Puedes disfrutar

Empieza ahora
  • Explicaciones paso a paso
  • Tutores expertos en vivo 24/7
  • Número ilimitado de preguntas
  • Sin interrupciones
  • Acceso completo a Respuesta y Solución
  • Acceso completo al chat de PDF, al chat de UpStudy y al chat de navegación
Básico

Totalmente gratis pero limitado

  • Solución limitada
Bienvenido a ¡Estudia ahora!
Inicie sesión para continuar con el recorrido de Thoth AI Chat
Continuar con correo electrónico
O continuar con
Al hacer clic en "Iniciar sesión", acepta nuestros términos y condiciones. Términos de Uso & Política de privacidad