3.
随着生活水平的提升,人们对空气质量的要求也日渐提升,中央新风系统在国内已十分流行。它由风机、进风口、排风口及各种管道和接头组成。安装在吊顶内的风机通过管道与一系列排风口相连,风机启动后,室内受污染的空气经排风口及风机排往室外,使室内形成凹槽负压,这样室外新鲜空气便经进风口进入室内,从而使室内空气中二氧化碳的含量保持在占空气体积的0.03%左右。已知风机的风量Q指风机单位时间内排出空气的体积,风速v指风机排出空气的速度。已知风机的转速受电脑控制,与屋内空气中二氧化碳的含量ρ的平方根成正比。风机的部分参数如表一所示,风机的风速v,风量Q和空气中二氧化碳的含量ρ的关系如表二所示。请回答以下问题:
表一
额定转速n | 800r/min |
额定风量Q | 0.8m3/s |
额定功率P | 300W |
表二
风速v/m·s-1 | 1.0 | 1.2 | 1.4 | 1.6 | 1.8 | 2.0 |
二氧化碳含量ρ/% | 0.050 | 0.072 | 0.098 | | 0.162 | 0.200 |
风量Q/m3·s-1 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 1.0 |
(1)当风机以额定功率运转时,求1min内排出的空气质量及消耗的电能;(已知ρ空气=1.3kg/m3)
(2)当风机以额定功率运转时,求室内二氧化碳的含量;
(3)当风机的风量为0.5m3/s时,风机的转速为多少r/min;
(4)为了保持室内空气清新,小明制作了如图丙的控制风机断续工作的模拟电路,AB两端输入如图丁所示的周期性变化的电压UAB , 定值电阻R=8Ω,D为电子元件,当UAB<6V时,D两端的电压UD等于输入电压;当UAB≥6V时,UD保持6V不变。当R的电功率满足PR≥2W时,风机启动工作。求:
①t=4min时电阻R的电功率;
②该电路工作60min,风机的工作时间。