Det man kalder effektivitetsfaktoren. Emnet effektivitet og brændstofeffektivitet

Fysik er en videnskab, der studerer processer, der forekommer i naturen. Denne videnskab er meget interessant og nysgerrig, fordi hver af os ønsker at tilfredsstille os selv mentalt ved at opnå viden og forståelse for, hvordan og hvad der fungerer i vores verden. Fysik, hvis love er blevet udledt gennem århundreder og af snesevis af videnskabsmænd, hjælper os med denne opgave, og vi bør kun glæde os og absorbere den viden, der gives.

Men samtidig er fysik en langt fra simpel videnskab, ligesom naturen selv, men det ville være meget interessant at forstå det. I dag vil vi tale om koefficienten nyttig handling. Vi vil lære, hvad effektivitet er, og hvorfor det er nødvendigt. Lad os se på alt klart og interessant.

Forklaring af forkortelsen - effektivitet. Men selv denne fortolkning er måske ikke særlig klar første gang. Denne koefficient karakteriserer effektiviteten af et system eller enhver individuel krop, og oftere en mekanisme. Effektivitet er kendetegnet ved produktion eller konvertering af energi.

Denne koefficient gælder for næsten alt, der omgiver os, og endda for os selv og ind i højere grad. Det gør vi trods alt nyttigt arbejde hele tiden, men hvor ofte og hvor vigtigt det er, er et andet spørgsmål, og begrebet "effektivitet" bruges sammen med det.

Det er vigtigt at overveje det denne koefficient er en ubegrænset værdi, repræsenterer det normalt enten matematiske værdier, for eksempel 0 og 1, eller, som det oftere er tilfældet, som en procentdel.

I fysik er denne koefficient betegnet med bogstavet Ƞ, eller, som det almindeligvis kaldes, Eta.

Nyttigt arbejde

Når vi bruger nogen mekanismer eller enheder, udfører vi nødvendigvis arbejde. Som regel er det altid større, end hvad vi skal bruge for at løse opgaven. Baseret på disse fakta skelnes der mellem to typer arbejde: dette er forbrugt, som er udpeget stort bogstav, A med et lille z (Az), og nyttigt - A med bogstavet p (Ap). Lad os for eksempel tage denne sag: Vi har en opgave at løfte en brosten med en vis masse af en vis højde. I dette tilfælde karakteriserer arbejde kun at overvinde tyngdekraften, som igen virker på belastningen.

I det tilfælde, hvor en anden anordning end brostens tyngdekraft bruges til at løfte, er det også vigtigt at tage hensyn til tyngdekraften af delene af denne enhed. Og udover alt dette er det vigtigt at huske, at mens vi vinder i styrke, vil vi altid tabe undervejs. Alle disse fakta leder til én konklusion om, at det brugte arbejde under alle omstændigheder vil være mere nyttigt, Az > An, spørgsmålet er, hvor meget mere det er, fordi du kan reducere denne forskel så meget som muligt og derved øge effektiviteten, vores eller vores enhed.

Nyttigt arbejde er den del af brugt arbejde, som vi udfører ved hjælp af en mekanisme. Og effektivitet er netop det fysisk mængde, som viser, hvilken del der er nyttigt arbejde af det samlede forbrug.

Resultat:

Det forbrugte arbejde Az er altid større end det nyttige arbejde Ap.
Jo større forholdet mellem nyttigt og brugt, jo højere koefficient, og omvendt.
Ap findes ved at gange massen med tyngdeaccelerationen og opstigningshøjden.

Der er en bestemt formel for at finde effektivitet. Det går sådan her: For at finde effektivitet i fysik skal du dividere mængden af energi med det arbejde, systemet udfører. Det vil sige, at effektivitet er forholdet mellem energiforbrug og udført arbejde. Ud fra dette kan vi drage en simpel konklusion, at jo bedre og mere effektivt systemet eller kroppen er, jo mindre energi bliver der brugt på at udføre arbejdet.

Selve formlen ser kort og meget enkel ud: den svarer til A/Q. Det vil sige Ƞ = A/Q. Denne korte formel fanger de elementer, vi har brug for til beregning. Det vil sige, at A i dette tilfælde er den brugte energi, der forbruges af systemet under drift, og stort bogstav Q vil til gengæld være den brugte A, eller igen den brugte energi.

Ideelt set er effektiviteten lig med enhed. Men som det plejer at ske, er han mindre end hende. Dette sker på grund af fysikken og på grund af selvfølgelig loven om energibevarelse.

Sagen er, at loven om energibevarelse antyder, at der ikke kan opnås mere A end modtaget energi. Og selv denne koefficient vil være lig med en ekstremt sjældent, da energi altid er spildt. Og arbejde er ledsaget af tab: for eksempel i en motor ligger tabet i dens overdrevne opvarmning.

Så effektivitetsformlen:

Ƞ=A/Q, Hvor

A er det nyttige arbejde, systemet udfører.
Q er den energi, der forbruges af systemet.

Anvendelse inden for forskellige fysikområder

Det er bemærkelsesværdigt, at effektivitet ikke eksisterer som et neutralt koncept, hver proces har sin egen effektivitet, det er ikke en friktionskraft, det kan ikke eksistere alene.

Lad os se på nogle eksempler på processer med effektivitet.

f.eks. lad os tage en elektrisk motor. En elektrisk motors opgave er at omdanne elektrisk energi til mekanisk energi. I dette tilfælde vil koefficienten være motorens effektivitet med hensyn til at konvertere elektrisk energi til mekanisk energi. Der er også en formel for denne sag, og den ser sådan ud: Ƞ=P2/P1. Her er P1 kraften i den generelle version, og P2 er den nyttige kraft, som motoren selv producerer.

Det er ikke svært at gætte, at strukturen af koefficientformlen altid bevares, kun de data, der skal erstattes i den, ændres. De afhænger af det specifikke tilfælde, hvis det er en motor, som i tilfældet ovenfor, så er det nødvendigt at arbejde med den brugte kraft, hvis det er et job, vil den oprindelige formel være anderledes.

Nu kender vi definitionen af effektivitet og vi har en idé om det fysisk koncept, samt om dets individuelle elementer og nuancer. Fysik er en af de største videnskaber, men den kan opdeles i små stykker for at forstå den. I dag undersøgte vi et af disse stykker.

Video

Denne video hjælper dig med at forstå, hvad effektivitet er.

Fik du ikke svar på dit spørgsmål? Foreslå et emne til forfatterne.

Effektivitetsfaktor (effektivitet) er et begreb, der måske kan anvendes på ethvert system og enhver enhed. Selv mennesker har effektivitet, selvom der sandsynligvis ikke er nogen objektiv formel for at finde det endnu. I denne artikel vil vi forklare i detaljer, hvad effektivitet er, og hvordan den kan beregnes for forskellige systemer.

Definition af effektivitet

Effektivitet er en indikator, der karakteriserer effektiviteten af et system i form af energioutput eller konvertering. Effektivitet er en umålelig størrelse og repræsenteres enten som en numerisk værdi i området fra 0 til 1 eller som en procentdel.

Generel formel

Effektiviteten er angivet med symbolet Ƞ.

Den generelle matematiske formel for at finde effektivitet er skrevet som følger:

Ƞ=A/Q, hvor A er den nyttige energi/det arbejde, som systemet udfører, og Q er den energi, der forbruges af dette system for at organisere processen med at opnå nyttigt output.

Effektivitetsfaktoren er desværre altid mindre end eller lig med enhed, da vi ifølge loven om energibevarelse ikke kan opnå mere arbejde end den brugte energi. Derudover er effektiviteten faktisk ekstremt sjældent lig med enhed, da nyttigt arbejde altid ledsages af tilstedeværelsen af tab, for eksempel til opvarmning af mekanismen.

Varmemotoreffektivitet

En varmemotor er en enhed, der konverterer termisk energi til mekanisk. I en varmemotor bestemmes arbejdet af forskellen mellem mængden af varme modtaget fra varmeren og mængden af varme, der gives til køleren, og derfor bestemmes effektiviteten af formlen:

Ƞ=Qн-Qх/Qн, hvor Qн er mængden af varme modtaget fra varmeren, og Qх er mængden af varme, der gives til køleren.

Det antages, at den højeste effektivitet leveres af motorer, der kører på Carnot-cyklussen. I dette tilfælde bestemmes effektiviteten af formlen:

Ƞ=T1-T2/T1, hvor T1 er den varme kildes temperatur, T2 er den kolde kildes temperatur.

Effektivitet i elektrisk motor

En elektrisk motor er en enhed, der omdanner elektrisk energi til mekanisk energi, så effektivitet er i dette tilfælde effektivitetsforholdet for enheden med hensyn til konvertering elektrisk energi til mekanisk. Formlen til at finde effektiviteten af en elektrisk motor ser sådan ud:

Ƞ=P2/P1, hvor P1 er den tilførte elektriske effekt, P2 er den nyttige mekaniske effekt genereret af motoren.

Elektrisk effekt findes som produktet af systemstrøm og spænding (P=UI) og mekanisk effekt som forholdet mellem arbejde pr. tidsenhed (P=A/t)

Transformer effektivitet

En transformer er en enhed, der konverterer vekselstrøm af en spænding til vekselstrøm af en anden spænding, mens frekvensen opretholdes. Derudover kan transformere også konvertere vekselstrøm til jævnstrøm.

Transformatorens effektivitet findes ved formlen:

Ƞ=1/1+(P0+PL*n2)/(P2*n), hvor P0 er tomgangstabet, PL er belastningstabet, P2 er den aktive effekt, der leveres til belastningen, n er den relative grad af belastning.

Effektivitet eller ej effektivitet?

Det er værd at bemærke, at ud over effektivitet er der en række indikatorer, der karakteriserer effektiviteten af energiprocesser, og nogle gange kan vi støde på beskrivelser som - effektivitet på omkring 130%, men i dette tilfælde skal vi forstå, at udtrykket bruges ikke helt korrekt, og højst sandsynligt forstår forfatteren eller producenten denne forkortelse som en lidt anden egenskab.

f.eks. varmepumper adskiller sig ved, at de kan afgive mere varme, end de forbruger. En kølemaskine kan således fjerne mere varme fra den genstand, der køles, end der blev brugt i energiækvivalent for at organisere fjernelsen. Effektivitetsindikatoren for en kølemaskine kaldes kølekoefficienten, angivet med bogstavet Ɛ og bestemt af formlen: Ɛ=Qx/A, hvor Qx er varmen, der fjernes fra den kolde ende, A er det arbejde, der er brugt på fjernelsesprocessen . Men nogle gange kaldes kølekoefficienten også kølemaskinens effektivitet.

Det er også interessant, at effektiviteten af kedler, der arbejder på organisk brændstof, beregnes normalt ud fra den lavere brændværdi, men den kan være større end enheden. Det kaldes dog stadig traditionelt effektivitet. Det er muligt at bestemme effektiviteten af en kedel ved den højere brændværdi, og så vil den altid være mindre end én, men i dette tilfælde vil det være ubelejligt at sammenligne kedlers ydeevne med data fra andre installationer.

Tilfreds:

Hvert system eller enhed har en vis ydeevnekoefficient (effektivitet). Denne indikator karakteriserer effektiviteten af deres arbejde med at frigive eller konvertere enhver form for energi. Med hensyn til dens værdi er effektivitet en umålelig størrelse, repræsenteret i formen numerisk værdi fra 0 til 1 eller som en procentdel. Denne egenskab gælder fuldt ud for alle typer elektriske motorer.

Effektivitetskarakteristika i elektriske motorer

Elektriske motorer tilhører kategorien af enheder, der omdanner elektrisk energi til mekanisk energi. Effektiviteten af disse enheder bestemmer deres effektivitet til at udføre hovedfunktionen.

Hvordan finder man motorens effektivitet? Formlen for elmotoreffektivitet ser således ud: ƞ = P2/P1. I denne formel er P1 den tilførte elektriske effekt, og P2 er den nyttige mekaniske effekt, der produceres af motoren. Værdien af elektrisk effekt (P) bestemmes af formlen P = UI, og mekanisk effekt - P = A/t, som forholdet mellem arbejde pr. tidsenhed.

Effektivitetsfaktoren skal tages i betragtning ved valg af elmotor. Stor værdi har effektivitetstab forbundet med reaktive strømme, effektreduktion, motoropvarmning og andre negative faktorer.

Omdannelsen af elektrisk energi til mekanisk energi er ledsaget af et gradvist tab af effekt. Effektivitetstab er oftest forbundet med frigivelse af varme, når elmotoren varmes op under drift. Årsagerne til tab kan være magnetiske, elektriske og mekaniske, der opstår under påvirkning af friktion. Derfor er det bedste eksempel en situation, hvor 1000 rubler værd af elektrisk energi blev forbrugt, men kun 700-800 rubler værd af nyttigt arbejde blev produceret. Således vil effektiviteten i dette tilfælde være 70-80%, og hele forskellen omdannes til termisk energi, som opvarmer motoren.

For at køle elektriske motorer bruges ventilatorer til at drive luft gennem specielle huller. I overensstemmelse med etablerede standarder kan A-klasse motorer varme op til 85-90 0 C, B-klasse - op til 110 0 C. Hvis motortemperaturen overstiger de etablerede standarder, indikerer dette en mulig truende fejl.

Afhængigt af belastningen kan elmotorens effektivitet ændre dens værdi:

For tomgang - 0;
Ved 25% belastning - 0,83;
Ved 50% belastning - 0,87;
Ved 75% belastning - 0,88;
Ved fuld 100 % belastning er virkningsgraden 0,87.

En af årsagerne til et fald i effektiviteten af en elektrisk motor kan være strømasymmetri, når en anden spænding vises på hver af de tre faser. For eksempel, hvis der i 1. fase er 410 V, i 2. - 402 V, i 3. - 288 V, så vil den gennemsnitlige spændingsværdi være (410 + 402 + 388) / 3 = 400 V. Spændingsasymmetri vil har værdi: 410 - 388 = 22 volt. Effektivitetstabet af denne grund vil således være 22/400 x 100 = 5 %.

Fald i effektivitet og totale tab i elmotoren

Der er mange negative faktorer, hvorunder mængden af samlede tab i elmotorer lægges sammen. Der er specielle teknikker, der giver dig mulighed for at bestemme dem på forhånd. For eksempel kan du bestemme tilstedeværelsen af et mellemrum, gennem hvilket strøm delvist leveres fra netværket til statoren og derefter til rotoren.

De effekttab, der opstår i selve starteren, består af flere komponenter. Først og fremmest er disse tab forbundet med delvis magnetiseringsvending af statorkernen. Stålelementer har en ubetydelig påvirkning og tages praktisk talt ikke i betragtning. Dette skyldes statorens rotationshastighed, som væsentligt overstiger hastigheden magnetisk flux. I dette tilfælde skal rotoren rotere i nøje overensstemmelse med de erklærede tekniske egenskaber.

Mening mekanisk kraft rotoraksel lavere end elektromagnetisk kraft. Forskellen er mængden af tab, der forekommer i viklingen. Mekaniske tab omfatter friktion i lejer og børster, samt luftbarrierers påvirkning af roterende dele.

Asynkrone elektriske motorer er kendetegnet ved tilstedeværelsen af yderligere tab på grund af tilstedeværelsen af tænder i statoren og rotoren. Derudover kan der forekomme hvirvelstrømme i individuelle motorkomponenter. Alle disse faktorer reducerer tilsammen effektiviteten med ca. 0,5 % af enhedens nominelle effekt.

Ved beregning af mulige tab anvendes også motoreffektivitetsformlen, som gør det muligt at beregne reduktionen i denne parameter. Først og fremmest tages der hensyn til de samlede effekttab, som er direkte relateret til motorbelastningen. Når belastningen stiger, stiger tabene proportionalt, og effektiviteten falder.

Designet af asynkrone elektriske motorer tager højde for alle mulige tab i nærværelse af maksimale belastninger. Derfor er effektivitetsområdet for disse enheder ret bredt og spænder fra 80 til 90%. I højeffektmotorer kan dette tal nå 90-96%.

Moderne virkeligheder kræver udbredt brug af varmemotorer. Talrige forsøg på at erstatte dem med elektriske motorer er indtil videre mislykkedes. Problemer forbundet med akkumulering af elektricitet i autonome systemer er vanskelige at løse.

Problemerne med fremstillingsteknologi til elektriske batterier, under hensyntagen til deres langsigtede brug, er stadig relevante. Hastighedsegenskaberne for elektriske køretøjer er langt fra dem for biler med forbrændingsmotorer.

De første skridt til at skabe hybridmotorer kan betydeligt reducere skadelige emissioner i megabyer og løse miljøproblemer.

Lidt historie

Muligheden for at omdanne dampenergi til bevægelsesenergi var kendt i oldtiden. 130 f.Kr.: Filosoffen Heron af Alexandria præsenterede et damplegetøj - aeolipile - for publikum. Kuglen fyldt med damp begyndte at rotere under påvirkning af de stråler, der kom fra den. Denne prototype af moderne dampturbiner blev ikke brugt i de dage.

I mange år og århundreder blev filosoffens udvikling betragtet som bare et sjovt legetøj. I 1629 skabte italieneren D. Branchi en aktiv turbine. Dampen drev en skive udstyret med knive.

Fra det øjeblik begyndte den hurtige udvikling af dampmaskiner.

Varme motor

Omdannelsen af brændstof til bevægelsesenergien af maskindele og mekanismer bruges i varmemotorer.

De vigtigste dele af maskinerne: varmelegeme (system til at opnå energi udefra), arbejdsvæske (udfører en nyttig handling), køleskab.

Varmeren er designet til at sikre, at arbejdsvæsken akkumulerer en tilstrækkelig forsyning indre energi at gøre brugbart arbejde. Køleskabet fjerner overskydende energi.

Den vigtigste egenskab ved effektivitet kaldes effektiviteten af varmemotorer. Denne værdi viser, hvor meget af den energi, der bruges på opvarmning, der bruges på at udføre nyttigt arbejde. Jo højere effektivitet, jo mere rentabel driften af maskinen, men denne værdi kan ikke overstige 100%.

Effektivitetsberegning

Lad varmeren udefra få energi svarende til Q 1 . Arbejdsvæsken udførte arbejde A, mens energien givet til køleskabet udgjorde Q 2.

Ud fra definitionen beregner vi effektivitetsværdien:

η= A/Q1. Lad os tage i betragtning, at A = Q 1 - Q 2.

Derfor giver effektiviteten af varmemotoren, hvis formel er η = (Q 1 - Q 2) / Q 1 = 1 - Q 2 / Q 1, os mulighed for at drage følgende konklusioner:

Effektiviteten kan ikke overstige 1 (eller 100%);
for at maksimere denne værdi er det nødvendigt enten at øge den energi, der modtages fra varmeren, eller at reducere den energi, der gives til køleskabet;
forøgelse af varmeenergien opnås ved at ændre kvaliteten af brændstoffet;
at reducere den energi, der gives til køleskabet, giver dig mulighed for at opnå designfunktioner motorer.

Ideel varmemotor

Er det muligt at skabe en motor, hvis effektivitet ville være maksimal (ideelt lig med 100%)? Den franske teoretiske fysiker og talentfulde ingeniør Sadi Carnot forsøgte at finde svaret på dette spørgsmål. I 1824 blev hans teoretiske beregninger om processer, der forekommer i gasser, offentliggjort.

Hovedideen, der ligger i den ideelle maskine, kan betragtes som implementeringen af reversible processer med ideel gas. Vi starter med at udvide gassen isotermisk ved temperatur T 1 . Mængden af varme, der kræves til dette, er Q 1. Efterfølgende udvider gassen sig uden varmeveksling. Efter at have nået temperaturen T 2, komprimeres gassen isotermisk og overfører energi Q 2 til køleskabet. Gassen vender tilbage til sin oprindelige tilstand adiabatisk.

Ideel effektivitet varmemotor Når det er nøjagtigt beregnet, er Carnot lig med forholdet mellem temperaturforskellen mellem varme- og køleanordningerne og varmelegemets temperatur. Det ser sådan ud: η=(T 1 - T 2)/ T 1.

Den mulige effektivitet af en varmemotor, hvis formel er: η = 1 - T 2 / T 1, afhænger kun af temperaturerne på varmeren og køleren og kan ikke være mere end 100%.

Desuden giver dette forhold os mulighed for at bevise, at effektiviteten af varmemotorer kun kan være lig med enhed, når køleskabet når temperaturer. Som bekendt er denne værdi uopnåelig.

Carnots teoretiske beregninger gør det muligt at bestemme den maksimale effektivitet af en varmemotor af ethvert design.

Teoremet bevist af Carnot er som følger. Under ingen omstændigheder kan en vilkårlig varmemotor have en virkningsgrad, der er større end den samme virkningsgrad for en ideel varmemotor.

Eksempel på problemløsning

Eksempel 1. Hvad er effektiviteten af en ideel varmemotor, hvis varmelegemets temperatur er 800 o C og køleskabstemperaturen er 500 o C lavere?

T 1 = 800 o C = 1073 K, ∆T = 500 o C = 500 K, η - ?

Per definition: η=(T 1 - T 2)/ T 1.

Vi får ikke temperaturen på køleskabet, men ∆T= (T 1 - T 2), derfor:

η= ∆T / T 1 = 500 K/1073 K = 0,46.

Svar: Effektivitet = 46%.

Eksempel 2. Bestem effektiviteten af en ideel varmemotor, hvis der på grund af den erhvervede en kilojoule varmeenergi udføres nyttigt arbejde på 650 J. Hvad er temperaturen på varmemotoren, hvis kølertemperaturen er 400 K?

Q1 = 1 kJ = 1000 J, A = 650 J, T2 = 400 K, η - ?, T1 = ?

I dette problem vi taler om om en termisk installation, hvis effektivitet kan beregnes ved hjælp af formlen:

For at bestemme varmelegemetemperaturen bruger vi formlen for effektiviteten af en ideel varmemotor:

η = (T 1 - T 2)/ T 1 = 1 - T 2 / T 1.

Efter at have udført matematiske transformationer får vi:

Ti = T2/(1- n).

Ti = T2/(1-A/Q1).

Lad os beregne:

η= 650 J/1000 J = 0,65.

T 1 = 400 K / (1- 650 J / 1000 J) = 1142,8 K.

Svar: η= 65 %, T 1 = 1142,8 K.

Reelle forhold

Den ideelle varmemotor er designet med ideelle processer i tankerne. Arbejdet udføres kun i isotermiske processer, dets værdi bestemmes som arealet, begrænset af tidsplanen Carnot cyklus.

I virkeligheden er det umuligt at skabe betingelser for, at processen med at ændre tilstanden af en gas kan ske uden ledsagende temperaturændringer. Der er ingen materialer, der udelukker varmeudveksling med omgivende genstande. Den adiabatiske proces bliver umulig at udføre. I tilfælde af varmeveksling skal gastemperaturen nødvendigvis ændre sig.

Effektivitet af varmemotorer skabt i reelle forhold, adskiller sig væsentligt fra effektiviteten af ideelle motorer. Bemærk, at processerne i rigtige motorer sker så hurtigt, at variationen i den interne termiske energi af arbejdsstoffet i færd med at ændre dets volumen ikke kan kompenseres af tilstrømningen af varme fra varmeren og overførsel til køleskabet.

Andre varmemotorer

Rigtige motorer fungerer på forskellige cyklusser:

Otto cyklus: en proces med et konstant volumen ændrer sig adiabatisk, hvilket skaber en lukket cyklus;
Dieselcyklus: isobar, adiabatisk, isokore, adiabatisk;
processen, der foregår ved konstant tryk, erstattes af en adiabatisk, hvilket lukker cyklussen.

Skab ligevægtsprocesser i rigtige motorer (for at bringe dem tættere på ideelle) under forhold moderne teknologi ikke muligt. Effektiviteten af varmemotorer er meget lavere, selv under hensyntagen til det samme temperaturforhold, som i en ideel termisk installation.

Men effektivitetsberegningsformlens rolle bør ikke reduceres, da det netop er dette, der bliver udgangspunktet i processen med at arbejde på at øge effektiviteten af rigtige motorer.

Måder at ændre effektiviteten på

Når man sammenligner ideelle og rigtige varmemotorer, er det værd at bemærke, at temperaturen på sidstnævntes køleskab ikke kan være nogen. Normalt betragtes atmosfæren som et køleskab. Atmosfærens temperatur kan kun accepteres i omtrentlige beregninger. Erfaringen viser, at kølevæskens temperatur er lig med temperaturen på udstødningsgasserne i motorerne, som det er tilfældet i forbrændingsmotorer (forkortet ICE).

ICE er den mest almindelige varmemotor i vores verden. Effektiviteten af varmemotoren i dette tilfælde afhænger af temperaturen skabt af det brændende brændstof. En væsentlig forskel mellem forbrændingsmotorer og dampmotorer er sammensmeltningen af funktionerne i varmeren og enhedens arbejdsvæske i luft-brændstofblandingen. Når blandingen brænder, skaber det pres på de bevægelige dele af motoren.

En stigning i temperaturen af arbejdsgasserne opnås, hvilket væsentligt ændrer brændstoffets egenskaber. Det kan desværre ikke lade sig gøre i det uendelige. Ethvert materiale, som en motors forbrændingskammer er lavet af, har sit eget smeltepunkt. Varmebestandigheden af sådanne materialer er motorens hovedegenskab såvel som evnen til betydeligt at påvirke effektiviteten.

Motoreffektivitetsværdier

Hvis vi overvejer temperaturen på arbejdsdampen ved hvis indløb er 800 K, og udstødningsgassen - 300 K, så er effektiviteten af denne maskine 62%. I virkeligheden overstiger denne værdi ikke 40%. Dette fald opstår på grund af varmetab ved opvarmning af turbinehuset.

Den højeste værdi af intern forbrænding overstiger ikke 44%. At øge denne værdi er et spørgsmål om den nærmeste fremtid. Ændring af materialers og brændstofs egenskaber er et problem, som menneskehedens bedste hjerner arbejder på.

Ikke en eneste udført handling sker uden tab - de eksisterer altid. Det opnåede resultat er altid mindre end den indsats, der skal bruges for at opnå det. Ydelseskoefficienten (effektivitet) angiver, hvor store tabene er ved udførelse af arbejde.

Hvad gemmer sig bag denne forkortelse? I det væsentlige er dette effektivitetskoefficienten for mekanismen eller indikatoren rationel brug energi. Effektivitetsværdien har ingen måleenheder, den er udtrykt i procent. Denne koefficient bestemmes som forholdet mellem enhedens nyttige arbejde og det arbejde, der bruges på dens drift. At beregne Effektivitetsformel Beregningen vil se således ud:

Effektivitet =100* (nyttigt arbejde udført/forbrugt arbejde)

Forskellige enheder bruger til at beregne dette forhold. forskellige betydninger. For elektriske motorer vil effektiviteten se ud som forholdet mellem nyttigt arbejde udført og elektrisk energi modtaget fra netværket. For vil blive defineret som forholdet mellem det udførte nyttige arbejde og mængden af forbrugt varme.

For bestemmelse af effektivitet Det er nødvendigt, at alle er forskellige, og arbejdet kommer til udtryk i de samme enheder. Det vil så være muligt at sammenligne eventuelle objekter, såsom el-generatorer og biologiske objekter, med hensyn til effektivitet.

Som allerede nævnt, på grund af uundgåelige tab under driften af mekanismer, er effektivitetsfaktoren altid mindre end 1. Effektiviteten af termiske stationer når således 90%, effektiviteten af forbrændingsmotorer er mindre end 30%, og effektiviteten af en elektrisk transformer er 98%. Begrebet effektivitet kan anvendes både på mekanismen som helhed og på dens individuelle komponenter. På samlet vurdering effektiviteten af mekanismen som helhed (dens effektivitet) tages som produktet af effektiviteten af individet komponenter denne enhed.

Problem effektiv brug brændstof dukkede ikke op i dag. Med den fortsatte stigning i omkostningerne ved energiressourcer bliver spørgsmålet om at øge effektiviteten af mekanismer fra et rent teoretisk til et praktisk spørgsmål. Hvis effektiviteten af en almindelig bil ikke overstiger 30 %, så smider vi simpelthen 70 % af vores penge brugt på tankning af bilen.

Overvejelse af effektiviteten af forbrændingsmotoren (ICE) viser, at der opstår tab på alle stadier af dens drift. Således forbrændes kun 75 % af det indgående brændstof i motorcylindrene, og 25 % frigives til atmosfæren. Af alt det brændte brændstof bruges kun 30-35% af den frigivne varme til at udføre nyttigt arbejde; resten af varmen går enten tabt i udstødningsgasserne eller forbliver i bilens kølesystem. Af den modtagne effekt bruges omkring 80% til nyttigt arbejde, resten af strømmen bruges på at overvinde friktionskræfter og bruges hjælpemekanismer bil.

Selv på dette simpelt eksempel analyse af effektiviteten af mekanismen giver os mulighed for at bestemme, i hvilke retninger arbejdet skal udføres for at reducere tab. Et af de prioriterede områder er således at sikre fuldstændig forbrænding af brændstof. Dette opnås ved yderligere forstøvning af brændstof og øget tryk, hvorfor motorer med direkte indsprøjtning og turboopladning bliver så populære. Varmen, der fjernes fra motoren, bruges til at opvarme brændstoffet for bedre fordampning, og mekaniske tab reduceres ved brug af moderne kvaliteter

Her har vi overvejet et sådant koncept, som beskrevet, hvad det er, og hvad det påvirker. Ved at bruge eksemplet med en forbrændingsmotor overvejes effektiviteten af dens drift, og retninger og måder at øge denne enheds muligheder og følgelig effektivitet bestemmes.