Question
upstudy study bank question image url

rcise 3.5 A steam plant produces steam at 8 MPa and \( 450^{\circ} \mathrm{C} \) at a rate of \( 5040 \mathrm{~kg} / \mathrm{h} \) by burning fuel at a rate of \( 540 \mathrm{~kg} / \mathrm{h} \). The feedwater enters the economiser at \( 40,3^{\circ} \mathrm{C} \). The fuel has a calorific value of \( 34 \mathrm{MJ} / \mathrm{kg} \). Calculate the: 1.1 rate of heat absorbed by the steam 1.2 rate of heat supplied by the fuel

Ask by Page Curry. in South Africa
Feb 26,2025

Upstudy AI Solution

Tutor-Verified Answer

Answer

The steam absorbs 3920 kW of heat, and the fuel supplies 5100 kW of heat.

Solution

To solve the problem, we will break it down into two parts: calculating the rate of heat absorbed by the steam and the rate of heat supplied by the fuel. ### 1.1 Rate of Heat Absorbed by the Steam The rate of heat absorbed by the steam can be calculated using the formula: \[ Q_{\text{steam}} = \dot{m}_{\text{steam}} \cdot h_{\text{steam}} \] Where: - \( Q_{\text{steam}} \) is the rate of heat absorbed by the steam (in kW). - \( \dot{m}_{\text{steam}} \) is the mass flow rate of the steam (in kg/s). - \( h_{\text{steam}} \) is the specific enthalpy of the steam at the given pressure and temperature. #### Step 1: Convert mass flow rate of steam Given: - Mass flow rate of steam = \( 5040 \, \text{kg/h} \) Convert to kg/s: \[ \dot{m}_{\text{steam}} = \frac{5040 \, \text{kg/h}}{3600 \, \text{s/h}} = 1.4 \, \text{kg/s} \] #### Step 2: Find the specific enthalpy of the steam To find \( h_{\text{steam}} \), we can use steam tables or thermodynamic properties for steam at \( 8 \, \text{MPa} \) and \( 450^{\circ} \text{C} \). For \( 8 \, \text{MPa} \) and \( 450^{\circ} \text{C} \), the specific enthalpy \( h_{\text{steam}} \) is approximately \( 2800 \, \text{kJ/kg} \). #### Step 3: Calculate the rate of heat absorbed by the steam Now we can calculate \( Q_{\text{steam}} \): \[ Q_{\text{steam}} = 1.4 \, \text{kg/s} \cdot 2800 \, \text{kJ/kg} = 3920 \, \text{kJ/s} = 3920 \, \text{kW} \] ### 1.2 Rate of Heat Supplied by the Fuel The rate of heat supplied by the fuel can be calculated using the formula: \[ Q_{\text{fuel}} = \dot{m}_{\text{fuel}} \cdot CV \] Where: - \( Q_{\text{fuel}} \) is the rate of heat supplied by the fuel (in kW). - \( \dot{m}_{\text{fuel}} \) is the mass flow rate of the fuel (in kg/s). - \( CV \) is the calorific value of the fuel (in kJ/kg). #### Step 1: Convert mass flow rate of fuel Given: - Mass flow rate of fuel = \( 540 \, \text{kg/h} \) Convert to kg/s: \[ \dot{m}_{\text{fuel}} = \frac{540 \, \text{kg/h}}{3600 \, \text{s/h}} = 0.15 \, \text{kg/s} \] #### Step 2: Use the calorific value Given: - Calorific value \( CV = 34 \, \text{MJ/kg} = 34000 \, \text{kJ/kg} \) #### Step 3: Calculate the rate of heat supplied by the fuel Now we can calculate \( Q_{\text{fuel}} \): \[ Q_{\text{fuel}} = 0.15 \, \text{kg/s} \cdot 34000 \, \text{kJ/kg} = 5100 \, \text{kJ/s} = 5100 \, \text{kW} \] ### Summary of Results 1. **Rate of heat absorbed by the steam**: \( 3920 \, \text{kW} \) 2. **Rate of heat supplied by the fuel**: \( 5100 \, \text{kW} \)

Answered by UpStudy AI and reviewed by a Professional Tutor

error msg
Explain
Simplify this solution

Beyond the Answer

To determine the rate of heat absorbed by the steam and the rate of heat supplied by the fuel, we can use the following formulas: 1. **Rate of Heat Absorbed by the Steam**: This can be calculated using the formula: \[ \dot{Q}_{steam} = \dot{m}_{steam} \times h_{steam} \] where \(\dot{m}_{steam} = 5040 \, \text{kg/h}\) converted to kg/s, and \(h_{steam}\) is the specific enthalpy of the steam at 8 MPa and \(450^{\circ}C\). You would typically consult steam tables to find \(h_{steam}\). For instance, if \(h_{steam} \approx 2800 \, \text{kJ/kg}\), \[ \dot{Q}_{steam} = \frac{5040\, \text{kg/h}}{3600\, \text{s/h}} \times 2800\, \text{kJ/kg} = 39.2 \, \text{MJ/s} \, (or \, 39.2\, \text{MW}) \] 2. **Rate of Heat Supplied by the Fuel**: This is calculated as: \[ \dot{Q}_{fuel} = \dot{m}_{fuel} \times CV \] where \(\dot{m}_{fuel} = 540 \, \text{kg/h}\) converted to kg/s and \(CV = 34 \, \text{MJ/kg}\). So, \[ \dot{Q}_{fuel} = \frac{540\, \text{kg/h}}{3600\, \text{s/h}} \times 34\, \text{MJ/kg} \approx 5.1 \, \text{MJ/s} \, (or \, 5.1\, \text{MW}) \] Now you can plug in the proper enthalpy values into the equations based on steam tables for precise results. Remember to convert units where necessary and keep a close eye on your significant figures based on the data given!

Related Questions

26. สายไฟฟ้าที่ต่อไปยังมอเตอร์เพียงตัวเดียวจะต้องทนกระแสไม่น้อยกว่ากี่เปอร์เซ็นต์เมี่อมอเดอร์ รับโหลด เต็มพิกัด ก. \( 100 \% \) ข. \( 110 \% \) ค. \( 115 \% \) ง. \( 125 \% \) 27. มอเตอร์ขนาด 0.75 kW ที่แรงดัน 220 โวลต์ มีกระแสไหลผ่านปกดิ 3.4 แอมแปร์ จะเลือกใชิพวส์ ขนาดเท่าไร ก. พิวส์ขาดช้า ขนาด 6 A ข. พวส์ขาดเร็ว ชนาด 6 A ค. พิวส์ขาดช้า ขนาด 3.4 A ง. พิวส์ขาดเร็ว ขนาด 3.4 A 28. ข้อใดเป็นข้อแตกต่างระหว่างฟิวส์ในวงจรควบคุมและฟิวส์ในวงจรกำลัง ก. \( F 1 \) เป็นฟิวส์ในวงจรควบคุมส่วน \( F 2 \) เป็นพิวส์ในวงจรกำลัง ข. \( F 1 \) เป็นพิวส์ในวงจรกำลังส่วน \( F 2 \) เป็นพิวส์ในวงจรควบคุม ค. \( F 1 \) ทนกระแสได้น้อยส่วน \( F 2 \) ทนกระแสได้มาก ง. \( F 1 \) ต้องต่อหลัง \( F 2 \) เสมอ 29. มอเตอร์หนึ่งเฟสที่มีโรเตอร์แบบกรงกระรอกหรือชิงโครนัสมอเตอร์ใช้วิธีการสตาร์ตตรงด้วยอะไร ก. พิวส์ ข. รีแอกเตอร์ ค. ตัวต้านทาน ง. ถูกทั้ง ช. และ ค.
Engineering Thailand Feb 26, 2025
16. ข้อใดไม่ใช่วี่ควบคุมความเร้วะองขิรืส์มอเตอร์ ก. ลคกวะแสยาร์เมเรยร์ ข. เคิ่มกวะแสยาร์เมเจอร์ ค. ลคกระแสขดลวคสนามแม่เหจ็ก ง. สคแวงตันไฟพ้าที่ปัอนไหัมมเดอร์ 17. การปรับความเร็วของมอเตอร์กวะแสตวงแบบขนาน (Shunt Motor) ให้สูงฟี้นทำได้อย่างไว ก. เปิควงจระคลวคะนาน ข. เป็ควงจวขตลวตยนุกวม ค. ต่อริโอสแตตอนุกรมกับยาร์เมเจอร์ ง. ต่อะคลวคะนานอนุกรมกับริโอสแตด 18. การปรับความเร็วของมอเตอร์กระแสตรงแบบขนาน (Shunt Motor) ให้ลคลงทำได้อบ่างไร ก. เปดวงชรอาร์เมเรอร์ ข. ต่อโิโอสแตตยนุกรมกับอาว์เมเรอร์ ค. ต่อรีโอสแตตขนานกับขดลวดะนาน ง. ต่อริโอสแตตอนุกวมกับขดลวคอนุกรม 19. ข้อตีของการเริ่มเดืนมอเตอร์แบบมีตัวปัองกันขณะไม่มีโหลด (No-Volt Releose) คือข้อใด ก. เฌ่อแรงคันเกินระไม่มีผลต่อชุดควบคุม ข. ในสภาวะไม่ม่โหลดจะเปีดวงรรมอเตอร์ทันที ค. เป็นการเริ่มเดินมอเตอร์แบบประหยัด ใช้อุปกรณ์น้อย ง. ถ้าแหล่งช่ายฝิดปกติเมื่อแรงตันต่ำเกินไปจะเป็ดวงจรมอเตอร์ทันที 20. การกลับทิศทางหมุนมอเตอร์ใฟฟ้ากระแสตรงทำได้อย่างไร ก. เพิ่มกระแสไฟฟ้าะดลวดอาร์เมเรอร์ ข. เพิ่มแรงดันไฟฟ้าที่ให้กับมอเตอร์ ค. ลดกระแสไฟฟ้าขดลวดสนามแม่เหล็ก ง. กลับทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้าในขดลวดอาร์เมเฉอร์หรือกสับทิศทาง กระแสไฟฟ้าในขดลวดสนามแม่เหล็กอย่างใดอย่างหนึ่ง 21. ข้อใดเป็นโครงสร้างของฟิวส์ในวงจรควบคุมมอเตอร์ ก. เรือนฟิวส์ ทรายละเฉียด ลวดยึด และฝาครอบฟิวส์ ข. ฐานฟิวส์ ลูกฟิวส์ และฝาครอบฟิวส์ ค. หัวสัมผัส ท้ายสัมผัส และแผ่นสี ง. หน้าสัมผัสปกติปิด 22. ข้อใดคือหน้าที่ของลวดยีด (Indicator Wire) ในลูกฟิวส์ ก. ดับประกายไฟ ข. หลอมละลายเมื่อมีกระแสเกินพิกัด ค. บอกลักษณะอาการของลูกพิวส์ว่าขาดหรือไม่ ง. ยีดเส้นฟิวส์และสัมผัสกับโลหะอีกข้างหนึ่งของฐานพิวส์
Engineering Thailand Feb 26, 2025

Latest Engineering Questions

Try Premium now!
Try Premium and ask Thoth AI unlimited math questions now!
Maybe later Go Premium
Study can be a real struggle
Why not UpStudy it?
Select your plan below
Premium

You can enjoy

Start now
  • Step-by-step explanations
  • 24/7 expert live tutors
  • Unlimited number of questions
  • No interruptions
  • Full access to Answer and Solution
  • Full Access to PDF Chat, UpStudy Chat, Browsing Chat
Basic

Totally free but limited

  • Limited Solution
Welcome to UpStudy!
Please sign in to continue the Thoth AI Chat journey
Continue with Email
Or continue with
By clicking “Sign in”, you agree to our Terms of Use & Privacy Policy