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दक्षता निर्धारित करने के लिए समस्याओं को हल करने के लिए नगरपालिका स्वायत्त शैक्षणिक संस्थान "माध्यमिक विद्यालय नंबर 1", मलाया विशेरा, नोवगोरोड क्षेत्र एल्गोरिदम। आयतन पर दबाव की निर्भरता के ग्राफ के अनुसार थर्मल चक्र उच्चतम योग्यता श्रेणी 2011 के लुक्यानेट्स नादेज़्दा निकोलायेवना भौतिकी शिक्षक द्वारा संकलित

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कार्य दबाव बनाम आयतन के ग्राफ से दक्षता निर्धारित करना है। एक कार्यशील तरल पदार्थ के रूप में एक मोनोआटोमिक आदर्श गैस का उपयोग करके और चित्र में दिखाए गए चक्र के अनुसार संचालन करते हुए ताप इंजन की दक्षता की गणना करें। नए चित्र और अभिलेख केवल माउस क्लिक के बाद ही प्रकट होते हैं।

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कार्य दबाव बनाम आयतन के ग्राफ से दक्षता निर्धारित करना है। एक कार्यशील तरल पदार्थ के रूप में एक मोनोआटोमिक आदर्श गैस का उपयोग करके और चित्र में दिखाए गए चक्र के अनुसार संचालन करते हुए ताप इंजन की दक्षता की गणना करें।

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संकेत संख्या 1 इसलिए, प्रत्येक प्रक्रिया में तापमान में परिवर्तन से प्राप्त या छोड़ी गई गर्मी की मात्रा निर्धारित करना आवश्यक है। ऊष्मा की मात्रा की गणना ऊष्मागतिकी के प्रथम नियम के आधार पर की जाती है।

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संकेत क्रमांक 2 किसी भी प्रक्रिया में किया गया कार्य संख्यात्मक रूप से निर्देशांक P(V) में ग्राफ के नीचे संलग्न आकृति के क्षेत्रफल के बराबर होता है। छायांकित आकृति का क्षेत्रफल प्रक्रिया 2-3 में कार्य के बराबर है, और छायांकित आकृति का क्षेत्र प्रक्रिया 4-1 में कार्य के बराबर है, और यह गैस का यह कार्य है जो नकारात्मक है , क्योंकि 4 से 1 तक आयतन घट जाता है। प्रति चक्र कार्य इन कार्यों के योग के बराबर है। अतः प्रति चक्र गैस द्वारा किया गया कार्य संख्यात्मक रूप से इस चक्र के क्षेत्रफल के बराबर होता है।

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समस्या को हल करने के लिए एल्गोरिदम. 1. दक्षता सूत्र लिखिए। 2. निर्देशांक P, V में प्रक्रिया आकृति के क्षेत्र के आधार पर गैस का कार्य निर्धारित करें। 3. विश्लेषण करें कि किस प्रक्रिया में ऊष्मा की मात्रा अवशोषित होती है और उत्सर्जित नहीं होती है। 4.ऊष्मागतिकी के प्रथम नियम का उपयोग करते हुए, प्राप्त ऊष्मा की मात्रा की गणना करें। 5. दक्षता की गणना करें.

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1. दक्षता सूत्र लिखिए। 2. निर्देशांक P, V में प्रक्रिया आकृति के क्षेत्र के आधार पर गैस का कार्य निर्धारित करें। समाधान

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1. प्रक्रिया1-2. V = स्थिरांक, P T Q अवशोषित होता है 2. प्रक्रिया 2 - 3. P = स्थिरांक, V , T Q अवशोषित होता है 3. प्रक्रिया 3 - 4. V = स्थिरांक, P , T Q उत्सर्जित होता है 4. प्रक्रिया 4 - 1. P = स्थिरांक, वी, टी क्यू जारी 3. विश्लेषण करें कि किस प्रक्रिया में गर्मी की मात्रा अवशोषित होती है और जारी नहीं होती है।

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प्रक्रिया 1-2 के लिए 4. ऊष्मागतिकी के प्रथम नियम का उपयोग करते हुए, प्राप्त ऊष्मा की मात्रा की गणना करें। इसलिए एक समद्विबाहु प्रक्रिया के लिए, निचले समीकरण से ऊपरी समीकरण को घटाएँ

इंजन द्वारा किया गया कार्य है:

इस प्रक्रिया पर सबसे पहले 1824 में फ्रांसीसी इंजीनियर और वैज्ञानिक एन.एल.एस. कार्नोट ने अपनी पुस्तक "रिफ्लेक्शन्स ऑन ड्राइविंग फोर्स ऑफ फायर एंड ऑन मशीन्स कैपेबिलिटी टू डेवलप दिस फोर्स" में विचार किया था।

कार्नोट के शोध का लक्ष्य उस समय के ऊष्मा इंजनों (उनकी दक्षता ≤ 5% थी) की अपूर्णता के कारणों का पता लगाना और उन्हें सुधारने के तरीके खोजना था।

कार्नोट चक्र सभी में सबसे अधिक कुशल है। इसकी कार्यक्षमता सर्वाधिक है.

यह चित्र चक्र की थर्मोडायनामिक प्रक्रियाओं को दर्शाता है। तापमान पर इज़ोटेर्मल विस्तार (1-2) के दौरान टी 1 , काम हीटर की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन के कारण होता है, अर्थात गैस को गर्मी की आपूर्ति के कारण क्यू:

ए 12 = क्यू 1 ,

संपीड़न से पहले गैस का ठंडा होना (3-4) रुद्धोष्म विस्तार (2-3) के दौरान होता है। आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन Δयू 23 रुद्धोष्म प्रक्रिया के दौरान ( क्यू = 0) पूरी तरह से यांत्रिक कार्य में परिवर्तित हो जाता है:

ए 23 = -ΔU 23 ,

रुद्धोष्म विस्तार (2-3) के परिणामस्वरूप गैस का तापमान रेफ्रिजरेटर के तापमान तक गिर जाता है टी 2 < टी 1 . प्रक्रिया (3-4) में, गैस को इज़ोटेर्मली संपीड़ित किया जाता है, जिससे गर्मी की मात्रा रेफ्रिजरेटर में स्थानांतरित हो जाती है प्रश्न 2:

ए 34 = क्यू 2,

चक्र रुद्धोष्म संपीड़न (4-1) की प्रक्रिया के साथ समाप्त होता है, जिसमें गैस को एक तापमान तक गर्म किया जाता है टी 1.

कार्नोट चक्र के अनुसार आदर्श गैस ताप इंजनों का अधिकतम दक्षता मूल्य:

.

सूत्र का सार सिद्ध में व्यक्त होता है साथ. कार्नोट का प्रमेय है कि किसी भी ताप इंजन की दक्षता हीटर और रेफ्रिजरेटर के समान तापमान पर किए गए कार्नोट चक्र की दक्षता से अधिक नहीं हो सकती है।

दक्षता कारक कैसे ज्ञात करें. शक्ति के माध्यम से कार्यकुशलता का सूत्र

कार्यकुशलता कैसे पाएं

दक्षता किसी तंत्र या उपकरण द्वारा किए गए उपयोगी कार्य और खर्च किए गए कार्य के अनुपात को दर्शाती है। अक्सर, खर्च किया गया कार्य ऊर्जा की वह मात्रा होती है जो एक उपकरण कार्य करने के लिए खर्च करता है।

आपको चाहिये होगा

• - ऑटोमोबाइल;
• - थर्मामीटर;
• - कैलकुलेटर।

निर्देश

2. ताप मोटर की दक्षता की गणना करते समय, तंत्र द्वारा किए गए यांत्रिक कार्य को उपयुक्त कार्य मानें। खर्च किए गए कार्य के लिए, जले हुए ईंधन से निकलने वाली ऊष्मा की मात्रा लें, जो इंजन के लिए ऊर्जा का स्रोत है।

3. उदाहरण. एक कार इंजन का औसत कर्षण बल 882 N है। यह प्रति 100 किमी की यात्रा में 7 किलोग्राम गैसोलीन की खपत करता है। इसकी मोटर की दक्षता ज्ञात कीजिए। पहले उपयुक्त काम ढूंढ़ें. यह बल F और उसके प्रभाव में पिंड द्वारा तय की गई दूरी S के गुणनफल के बराबर है Аn=F?S। 7 किलो गैसोलीन जलाने पर निकलने वाली ऊष्मा की मात्रा निर्धारित करें, यह व्यय किया गया कार्य होगा Az = Q = q? m, जहाँ q ईंधन के दहन की विशिष्ट ऊष्मा है, गैसोलीन के लिए यह 42 के बराबर है? 10^6 J/kg, और m इस ईंधन का द्रव्यमान है। मोटर दक्षता Efficiency=(F?S)/(q?m)?100%= (882?100000)/(42?10^6?7)?100%=30% के बराबर होगी।

4. सामान्य तौर पर, दक्षता का पता लगाने के लिए, किसी भी ताप इंजन (आंतरिक दहन इंजन, भाप इंजन, टरबाइन, आदि) में, जहां गैस द्वारा कार्य किया जाता है, दक्षता सूचकांक उसके द्वारा छोड़ी गई गर्मी के अंतर के बराबर होता है। हीटर Q1 और रेफ्रिजरेटर Q2 द्वारा प्राप्त, हीटर और रेफ्रिजरेटर की गर्मी का अंतर ज्ञात करें, और हीटर दक्षता की गर्मी से विभाजित करें = (Q1-Q2)/Q1। यहां, दक्षता को 0 से 1 तक उप-गुणक इकाइयों में मापा जाता है; परिणाम को प्रतिशत में बदलने के लिए, इसे 100 से गुणा करें।

5. एक त्रुटिहीन ताप इंजन (कार्नोट मशीन) की दक्षता प्राप्त करने के लिए, हीटर T1 और रेफ्रिजरेटर T2 के बीच तापमान अंतर का हीटर दक्षता के तापमान = (T1-T2)/T1 से अनुपात ज्ञात करें। यह हीटर और रेफ्रिजरेटर के दिए गए तापमान के साथ एक निश्चित प्रकार के ताप इंजन के लिए अधिकतम अनुमेय दक्षता है।

6. एक इलेक्ट्रिक मोटर के लिए, बिजली के उत्पाद के रूप में खर्च किए गए कार्य और इसे पूरा करने में लगने वाले समय का पता लगाएं। मान लीजिए, यदि 3.2 किलोवाट की शक्ति वाली एक क्रेन इलेक्ट्रिक मोटर 800 किलोग्राम वजन वाले भार को 10 सेकंड में 3.6 मीटर की ऊंचाई तक उठाती है, तो इसकी दक्षता उपयुक्त कार्य Аp=m?g?h के अनुपात के बराबर होती है, जहां m भार का द्रव्यमान है, g?10 m /साथ? मुक्त गिरावट का त्वरण, h वह ऊंचाई है जिस तक भार उठाया गया था, और व्यय किया गया कार्य Az=P?t है, जहां P मोटर की शक्ति है, t इसके संचालन का समय है। दक्षता निर्धारित करने का सूत्र प्राप्त करें = Ap/Az?100%=(m?g?h)/(P?t)?100%=%=(800?10?3.6)/(3200?10)?100% =90%.

प्रदर्शन संकेतक (दक्षता) किसी भी प्रणाली के प्रदर्शन का संकेतक है, चाहे वह कार इंजन, मशीन या अन्य तंत्र हो। यह दर्शाता है कि कोई दी गई प्रणाली प्राप्त ऊर्जा का कितने प्रभावी ढंग से उपयोग करती है। दक्षता की गणना करना बहुत आसान है.

निर्देश

1. अधिकांश समय, दक्षता की गणना सिस्टम द्वारा उपयोग की जाने वाली ऊर्जा और एक निश्चित समय अंतराल में प्राप्त प्रत्येक कुल ऊर्जा के अनुपात से की जाती है। यह ध्यान देने योग्य है कि दक्षता में माप की विशिष्ट इकाइयाँ नहीं होती हैं। हालाँकि, स्कूली पाठ्यक्रम में यह मान प्रतिशत के रूप में मापा जाता है। उपरोक्त आंकड़ों के आधार पर इस सूचक की गणना सूत्र का उपयोग करके की जाती है:? = (ए/क्यू)*100%, कहाँ? ("यह") वांछित दक्षता है, ए सिस्टम का प्रयोग करने योग्य प्रदर्शन है, क्यू कुल ऊर्जा खपत है, ए और क्यू को जूल में मापा जाता है।

2. दक्षता की गणना के लिए उपरोक्त विधि विशिष्ट नहीं है, क्योंकि सिस्टम के उपयोगी कार्य (ए) की गणना सूत्र द्वारा की जाती है: ए = पीओ-पीआई, जहां पीओ बाहर से सिस्टम को आपूर्ति की गई ऊर्जा है, पीआई है सिस्टम संचालन के दौरान ऊर्जा हानि। उपरोक्त सूत्र के अंश का विस्तार करके इसे निम्नलिखित रूप में लिखा जा सकता है:? = ((पीओ-पीआई)/पीओ)*100%।

3. दक्षता की गणना को अधिक स्पष्ट और दृश्य बनाने के लिए, आप उदाहरण देख सकते हैं। उदाहरण 1: सिस्टम का उपयोगी संचालन 75 J है, इसके संचालन के लिए खर्च की गई ऊर्जा की मात्रा 100 J है, यह निर्धारित करना आवश्यक है इस प्रणाली की दक्षता. इस समस्या को हल करने के लिए सबसे पहले सूत्र का उपयोग करें:? = 75/100 = 0.75 या 75% उत्तर: प्रस्तावित प्रणाली की दक्षता 75% है।

4. उदाहरण 2: मोटर को संचालित करने के लिए आपूर्ति की गई ऊर्जा 100 J है, इस मोटर के संचालन के दौरान ऊर्जा हानि 25 J है, दक्षता की गणना करने की आवश्यकता है। प्रस्तावित समस्या को हल करने के लिए, वांछित संकेतक की गणना के लिए दूसरे सूत्र का उपयोग करें:? = (100-25)/100 = 0.75 या 75%। दोनों उदाहरणों में परिणाम समान थे; दूसरे मामले में, अंश डेटा का अधिक विस्तार से विश्लेषण किया गया था।

टिप्पणी! कई प्रकार के आधुनिक इंजन (जैसे, रॉकेट इंजन या टर्बो-एयर इंजन) के संचालन के कई चरण होते हैं, और पूरे चरण की अपनी दक्षता होती है, जिसकी गणना उपरोक्त प्रत्येक सूत्र का उपयोग करके की जाती है। लेकिन एक सार्वभौमिक संकेतक खोजने के लिए, आपको किसी दिए गए मोटर के संचालन के सभी चरणों में सभी प्रसिद्ध दक्षताओं को गुणा करना होगा: = ?1*?2*?3*…*?

उपयोगी सलाह: दक्षता एक से अधिक नहीं हो सकती; किसी भी प्रणाली के संचालन के दौरान, ऊर्जा हानि अनिवार्य रूप से होती है।

एसोसिएटेड परिवहन एक प्रकार का परिवहन परिवहन है जिसमें एक वाहन को लोड करना शामिल है जो निष्क्रिय चल रहा है। ऐसी स्थितियाँ जब परिवहन को माल के बिना ले जाने के लिए मजबूर किया जाता है, नियोजित परिवहन आदेश पूरा होने से पहले और बाद में अक्सर होता है। किसी उद्यम के लिए, अतिरिक्त कार्गो लेने की संभावना का मतलब, कम से कम, वित्तीय घाटे में कमी है।

निर्देश

1. अपने उद्यम के लिए वास्तविकता में संबंधित कार्गो परिवहन का उपयोग करने की प्रभावशीलता का मूल्यांकन करें। एक महत्वपूर्ण बिंदु जिसे समझा जाना चाहिए वह यह तथ्य है कि संबंधित कार्गो को ऐसे समय में ले जाया जा सकता है जब प्राथमिक (कोर) परिवहन अनुरोध के पूरा होने के बाद परिवहन को खाली ले जाने के लिए मजबूर किया जाता है। यदि आपके उद्यम की गतिविधियों में ऐसी स्थितियाँ नियमित रूप से उत्पन्न होती हैं, तो परिवहन को अनुकूलित करने की इस पद्धति को साहसपूर्वक चुनें।

2. वजन और आयाम के संदर्भ में अनुमान लगाएं कि आपका वाहन किस संबंधित माल का परिवहन कर सकता है। भले ही आपके वाहन के कार्गो स्थान का कुछ हिस्सा खाली हो, कार्गो पास करना आर्थिक रूप से फायदेमंद हो सकता है।

3. विचार करें कि मुख्य मार्ग के किन बिंदुओं से आप पासिंग कार्गो ले सकेंगे। यह सभी के लिए अधिक आरामदायक है यदि आप नियोजित मार्ग के अंतिम बिंदु पर ऐसा कार्गो प्राप्त कर सकते हैं और इसे उस स्थान पर ले जा सकते हैं जहां आपका परिवहन उद्यम स्थित है। लेकिन ऐसी स्थिति हमेशा घटित नहीं हो सकती. इसलिए, इस तरह के कायापलट की आर्थिक तर्कसंगतता की गणना करते हुए, मार्ग से कुछ विचलन की संभावना पर भी विचार करें।

4. पता करें कि जिस कंपनी को आप निर्धारित कार्गो परिवहन कर रहे हैं उसे कार्गो के वापसी परिवहन की आवश्यकता है या नहीं। इस मामले में, मुद्दे की कीमत पर सहमत होना और अतिरिक्त पारस्परिक रूप से लाभप्रद सहयोग की सुरक्षा सुनिश्चित करना बहुत आसान है।

5. कई विशिष्ट इंटरनेट पोर्टल खोजें जो कार्गो परिवहन के क्षेत्र में सूचना सेवाएँ प्रदान करते हैं। हमेशा की तरह, ऐसी कंपनियों की वेबसाइटों में संबंधित अनुभाग होते हैं जो आपको अपने मार्ग पर संबंधित कार्गो ढूंढने और संबंधित अनुरोध छोड़ने की अनुमति देते हैं। ज्यादातर मामलों में, ऐसी संभावना के उपयोग के लिए, कम से कम, साइट पर पंजीकरण की आवश्यकता होती है। यह उत्तम होगा यदि सूचना स्रोत में प्रतिप्रस्तावों की तार्किक समीक्षा के लिए अंतर्निहित संभावनाएं हों।

6. जब विभिन्न ग्राहकों के छोटे माल को एक प्रकार के परिवहन पर चयनित दिशा में ले जाया जाता है तो समेकित परिवहन की उपेक्षा न करें। इस मामले में, परिवहन को चयनित दिशाओं में शटल मार्ग बनाना होगा।

टिप्पणी! गुजरने वाले माल का पता लगाना बिल्कुल भी मुश्किल नहीं है! हमारी सेवा का मुख्य कार्य विभिन्न डाउनलोड की खोज करना है, कुछ ऐसा जो उपयोगकर्ता न केवल अधिकतम सुविधा के साथ कर सकते हैं, बल्कि मुफ्त में भी कर सकते हैं। हमारे सिस्टम की मदद से, जिसका संचालन आधुनिक सूचना प्रौद्योगिकियों के उपयोग पर आधारित है, कार्गो का बहुत आसानी से पता लगाया जा सकता है।

उपयोगी सलाह जाहिर है, आपने एक विशाल ट्रक खरीदने या किराए पर लेने का फैसला किया है, जिसकी मदद से आप पूरे रूस, सीआईएस और यूरोप में माल परिवहन करके पैसा कमाने का इरादा रखते हैं। इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि आप ड्राइवर किराए पर लेते हैं या खुद गाड़ी चलाते हैं, आपको परिवहन के लिए ग्राहकों यानी कार्गो की आवश्यकता होगी। तब आप निश्चित रूप से सोचेंगे या पहले ही सोच चुके होंगे कि अपने ट्रक के लिए माल कहां और कैसे ढूंढें?

किसी भी इंजन के उपयुक्त संचालन का सूचक ज्ञात करने के लिए उपयुक्त कार्य को व्यय से भाग देकर 100 प्रतिशत से गुणा करना आवश्यक है। एक ताप इंजन के लिए, ईंधन के दहन के दौरान निकलने वाली गर्मी को संचालन की अवधि से गुणा की गई शक्ति के अनुपात से यह मान ज्ञात करें। सैद्धांतिक रूप से, ताप इंजन की दक्षता रेफ्रिजरेटर और हीटर के तापमान के अनुपात से निर्धारित होती है। विद्युत मोटरों के लिए, इसकी शक्ति और खपत की गई धारा की शक्ति का अनुपात ज्ञात कीजिए।

आपको चाहिये होगा

• आंतरिक दहन इंजन (आईसीई) पासपोर्ट, थर्मामीटर, परीक्षक

निर्देश

1. आंतरिक दहन इंजन की दक्षता का निर्धारण किसी दिए गए इंजन के तकनीकी दस्तावेज में इसकी शक्ति का पता लगाएं। इसके टैंक को एक निश्चित मात्रा में ईंधन से भरें और इंजन चालू करें ताकि यह पासपोर्ट में इंगित अधिकतम शक्ति विकसित करते हुए कुछ समय तक पूर्ण चक्र पर चले। स्टॉपवॉच का उपयोग करके, इंजन के संचालन समय को सेकंड में व्यक्त करते हुए रिकॉर्ड करें। थोड़ी देर बाद इंजन बंद कर दें और बचा हुआ ईंधन निकाल दें। डाले गए ईंधन की प्रारंभिक मात्रा से अंतिम मात्रा घटाकर, खपत किए गए ईंधन की मात्रा ज्ञात करें। तालिका का उपयोग करके, इसका घनत्व ज्ञात करें और आयतन से गुणा करें, खपत किए गए ईंधन का द्रव्यमान m =? प्राप्त करें। V. द्रव्यमान को किलोग्राम में व्यक्त करें। ईंधन के प्रकार (गैसोलीन या डीजल) के आधार पर, तालिका से उसके दहन की विशिष्ट ऊष्मा निर्धारित करें। दक्षता निर्धारित करने के लिए, इंजन के परिचालन समय से अधिकतम शक्ति को 100% तक गुणा करें, और परिणाम को उसके द्रव्यमान और दहन दक्षता की विशिष्ट गर्मी =पी टी 100%/(क्यू एम) से चरणबद्ध रूप से विभाजित करें।

2. एक आदर्श ताप इंजन के लिए, कार्नोट के सूत्र को लागू करना संभव है। ऐसा करने के लिए, ईंधन के दहन तापमान का पता लगाएं और एक विशेष थर्मामीटर से रेफ्रिजरेटर (निकास गैसों) का तापमान मापें। मान में संख्या 273 जोड़कर डिग्री सेल्सियस में मापे गए तापमान को बिना शर्त पैमाने में बदलें। संख्या 1 से दक्षता निर्धारित करने के लिए, रेफ्रिजरेटर और हीटर (ईंधन दहन तापमान) के तापमान का अनुपात घटाएं दक्षता = (1) -Tcol/Tnag) 100%। दक्षता की गणना के लिए यह विकल्प बाहरी वातावरण के साथ यांत्रिक घर्षण और ताप विनिमय पर विचार नहीं करता है।

3. इलेक्ट्रिक मोटर की दक्षता का निर्धारण तकनीकी दस्तावेज के अनुसार इलेक्ट्रिक मोटर की रेटेड शक्ति का पता लगाएं। अधिकतम शाफ्ट चक्र प्राप्त करते हुए, इसे एक वर्तमान स्रोत से कनेक्ट करें, और एक परीक्षक की सहायता से, इस पर वोल्टेज और सर्किट में वर्तमान को मापें। दक्षता निर्धारित करने के लिए, दस्तावेज़ में बताई गई शक्ति को करंट और वोल्टेज के उत्पाद से विभाजित करें, कुल को 100% दक्षता = पी 100%/(आई यू) से गुणा करें।

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टिप्पणी! सभी गणनाओं में दक्षता 100% से कम होनी चाहिए।

सामान्य जनसंख्या गतिशीलता की समीक्षा करने के लिए, समाजशास्त्रियों को समग्र गुणांक निर्धारित करने की आवश्यकता है। इनमें प्रजनन क्षमता, मृत्यु दर, विवाह और प्राकृतिक आय के संकेतक मुख्य हैं। उनके आधार पर, किसी निश्चित समय पर जनसांख्यिकीय चित्र बनाना संभव है।

निर्देश

1. कृपया ध्यान दें कि समग्र संकेतक एक सापेक्ष संकेतक है। इस प्रकार, एक निश्चित अवधि में, मान लीजिए, एक वर्ष में जन्मों की संख्या, सामान्य प्रजनन दर से भिन्न होगी। यह इस तथ्य के कारण है कि इसे खोजते समय कुल जनसंख्या के आंकड़ों को ध्यान में रखा जाता है। इससे वर्तमान शोध परिणामों की पिछले वर्षों के परिणामों से तुलना करना संभव हो जाता है।

2. बिलिंग अवधि निर्धारित करें. उदाहरण के लिए, विवाह दर का पता लगाने के लिए, आपको यह निर्धारित करना होगा कि किस समय अवधि में विवाह की संख्या आपके लिए चिंता का विषय है। इस प्रकार, पिछले छह महीनों का डेटा उन डेटा से काफी भिन्न होगा जो आपको पांच साल की समय अवधि निर्धारित करते समय प्राप्त होंगे। विचार करें कि समग्र संकेतक की गणना करते समय गणना अवधि वर्षों में निर्दिष्ट की जाती है।

3. कुल जनसंख्या ज्ञात करें. जनसंख्या जनगणना के आंकड़ों का हवाला देकर इसी प्रकार के डेटा प्राप्त किए जा सकते हैं। प्रजनन क्षमता, मृत्यु दर, विवाह और तलाक दर के सामान्य संकेतक निर्धारित करने के लिए, आपको कुल जनसंख्या और गणना अवधि का उत्पाद ढूंढना होगा। परिणामी संख्या को हर में लिखें।

4. अंश के स्थान पर वांछित सापेक्ष के अनुरूप बिना शर्त सूचक लगाएं। मान लीजिए, यदि आपके सामने सार्वभौमिक जन्म दर निर्धारित करने का कार्य है, तो अंश के स्थान पर एक संख्या होनी चाहिए जो उस अवधि के दौरान पैदा हुए बच्चों की कुल संख्या को दर्शाती है जो आपसे संबंधित है। यदि आपका लक्ष्य मृत्यु दर या विवाह दर का स्तर निर्धारित करना है, तो अंश के स्थान पर क्रमशः गणना अवधि में मरने वाले लोगों की संख्या या विवाह करने वाले लोगों की संख्या डालें।

5. परिणामी संख्या को 1000 से गुणा करें। यह वह समग्र संकेतक होगा जो आप चाहते हैं। यदि आपके सामने सामान्य आय संकेतक खोजने का कार्य है, तो जन्म दर से मृत्यु दर घटा दें।

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"कार्य" शब्द का तात्पर्य हर उस क्रिया से है जो व्यक्ति को जीविका का साधन प्रदान करती है। दूसरे शब्दों में, उसे इसके लिए शारीरिक पुरस्कार मिलता है। फिर भी, लोग अपने खाली समय में, या तो मुफ्त में या विशुद्ध रूप से प्रतीकात्मक शुल्क के लिए, जरूरतमंद लोगों का समर्थन करने, आंगनों और सड़कों में सुधार, भूनिर्माण आदि के उद्देश्य से सामाजिक रूप से लाभकारी कार्यों में भाग लेने के लिए तैयार हैं। ऐसे स्वयंसेवकों की संख्या संभवतः अभी भी बहुत अधिक होगी, लेकिन वे अक्सर नहीं जानते कि उनकी सेवाओं की आवश्यकता कहाँ हो सकती है।

निर्देश

1. सबसे प्रसिद्ध प्रकार के सामाजिक उपयोगी कार्यों में से एक दान है। इसमें आबादी के जरूरतमंद, सामाजिक रूप से कमजोर समूहों को सहायता शामिल है: विकलांग, बुजुर्ग, बेघर। एक शब्द में, हर उस व्यक्ति के लिए, जो किसी कारण से, खुद को कठिन जीवन स्थिति में पाता है।

2. जो स्वयंसेवक ऐसी सहायता प्रदान करने में भाग लेना चाहते हैं, उन्हें निकटतम परोपकारी संगठनों या सार्वजनिक सहायता विभागों से संपर्क करना चाहिए। आप निकटतम चर्च में पूछताछ कर सकते हैं - पादरी शायद जानता है कि उसके झुंड में से किसको विशेष सहायता की आवश्यकता है।

3. आप वस्तुतः अपने निवास स्थान पर भी पहल कर सकते हैं अपार्टमेंट इमारतसंभवतः अकेले पेंशनभोगी, विकलांग लोग या एकल माताएँ हैं जिनके खाते में पूरा रूबल है। उन्हें हर संभव मदद दें. इसमें आवश्यक रूप से मौद्रिक दान शामिल होना आवश्यक नहीं है - दवा खरीदने के लिए समय-समय पर किराने की दुकान या फार्मेसी में जाने की अनुमति है।

4. बहुत से लोग अपने गृहनगर के सुधार में भाग लेना चाहते हैं। उन्हें स्थानीय नगर पालिका की संबंधित संरचनाओं से संपर्क करना चाहिए, मान लीजिए, जो क्षेत्रों की सफाई और भूनिर्माण के लिए जिम्मेदार हैं। शायद काम होगा. इसके अलावा, अपनी पहल पर, घर की खिड़कियों के नीचे फूलों का बिस्तर बनाने और फूल लगाने की अनुमति है।

5. ऐसे लोग हैं जो वास्तव में जानवरों से प्यार करते हैं और आवारा कुत्तों और बिल्लियों की मदद करना चाहते हैं। यदि आप इस श्रेणी में आते हैं, तो स्थानीय पशु अधिकार संगठनों या पशु आश्रय मालिकों से संपर्क करें। ठीक है, यदि आप किसी बड़े शहर में रहते हैं जहाँ चिड़ियाघर हैं, तो प्रशासन से पूछें कि क्या जानवरों की देखभाल के लिए सहायकों की आवश्यकता है। हमेशा की तरह, मदद के ऐसे प्रस्तावों का कृतज्ञता के साथ स्वागत किया जाता है।

6. युवा पीढ़ी की शिक्षा के बारे में भूलना असंभव है। यदि कोई उत्साही स्वयंसेवक, मान लीजिए, किसी स्कूल क्लब या सांस्कृतिक और रचनात्मक केंद्र में कक्षाएं पढ़ाने में सक्षम है, तो वह बहुत बड़ा लाभ लाएगा। एक शब्द में, हर स्वाद और संभावना के लिए लोगों की देखभाल के लिए सामाजिक रूप से उपयुक्त बहुत सारे काम हैं। चाहत तो होगी ही.

आर्द्रता संकेतक एक संकेतक है जिसका उपयोग माइक्रॉक्लाइमेट मापदंडों को निर्धारित करने के लिए किया जाता है। यदि आपके पास क्षेत्र में काफी लंबी अवधि में वर्षा के बारे में जानकारी है तो इसकी गणना की जा सकती है।

आर्द्रता सूचकांक

आर्द्रीकरण गुणांक एक विशेष संकेतक है जिसे मौसम विज्ञान के क्षेत्र में विशेषज्ञों द्वारा किसी विशेष क्षेत्र में माइक्रॉक्लाइमेट आर्द्रता की डिग्री का आकलन करने के लिए विकसित किया गया है। यह ध्यान में रखा गया कि माइक्रॉक्लाइमेट किसी दिए गए क्षेत्र में मौसम की स्थिति के लिए दीर्घकालिक प्रतिक्रिया का प्रतिनिधित्व करता है। परिणामस्वरूप, लंबी समय सीमा में नमी संकेतक पर विचार करने का भी निर्णय लिया गया: हमेशा की तरह, इस संकेतक की गणना वर्ष के दौरान एकत्र किए गए आंकड़ों के आधार पर की जाती है। इस प्रकार, नमी संकेतक दर्शाता है कि इस अवधि के दौरान वर्षा की मात्रा कितनी अधिक है विचाराधीन क्षेत्र में है। यह, बदले में, इस क्षेत्र में प्रचलित प्रकार की वनस्पति को निर्धारित करने वाले मुख्य कारकों में से एक है।

नमी सूचकांक की गणना

नमी संकेतक की गणना करने का सूत्र इस प्रकार है: के = आर / ई। इस सूत्र में, प्रतीक के वास्तविक नमी संकेतक को दर्शाता है, और प्रतीक आर वर्ष के दौरान किसी दिए गए क्षेत्र में हुई वर्षा की मात्रा को इंगित करता है। मिलीमीटर में. अंत में, प्रतीक ई उसी अवधि के दौरान पृथ्वी की सतह से वाष्पित हुई वर्षा की मात्रा को दर्शाता है। वर्षा की बताई गई मात्रा, जिसे मिलीमीटर में भी व्यक्त किया जाता है, मिट्टी के प्रकार, एक निश्चित समय पर किसी दिए गए क्षेत्र में तापमान और अन्य कारकों पर निर्भर करती है। नतीजतन, दिए गए सूत्र की स्पष्ट सादगी के बावजूद, नमी संकेतक की गणना के लिए सटीक उपकरणों का उपयोग करके बड़ी संख्या में अग्रिम माप की आवश्यकता होती है और इसे केवल मौसम विज्ञानियों की एक बड़ी टीम द्वारा ही किया जा सकता है। बदले में, नमी संकेतक का मूल्य एक निश्चित क्षेत्र में, इन सभी संकेतकों पर विचार करते हुए, हमेशा की तरह, हमें उच्च स्तर की विश्वसनीयता के साथ यह निर्धारित करने की अनुमति मिलती है कि इस क्षेत्र में किस प्रकार की वनस्पति प्रमुख है। इस प्रकार, यदि आर्द्रता सूचकांक 1 से अधिक है, तो यह दिए गए क्षेत्र में उच्च स्तर की आर्द्रता को इंगित करता है, जिसमें टैगा, टुंड्रा या वन-टुंड्रा जैसी प्रकार की वनस्पति का लाभ होता है। एक संतोषजनक नमी का स्तर 1 के नमी सूचकांक से मेल खाता है, और, हमेशा की तरह, मिश्रित या चौड़ी पत्ती वाले जंगलों की प्रबलता की विशेषता है। 0.6 से 1 तक का आर्द्रता सूचकांक वन-स्टेप क्षेत्रों के लिए विशिष्ट है, 0.3 से 0.6 तक - स्टेपीज़ के लिए, 0.1 से 0.3 तक - अर्ध-रेगिस्तानी क्षेत्रों के लिए, और 0 से 0.1 तक - रेगिस्तान के लिए।

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क्षमता

मान लीजिए कि हम दचा में आराम कर रहे हैं, और हमें कुएं से पानी लाने की जरूरत है। हम इसमें बाल्टी डालते हैं, पानी निकालते हैं और उसे उठाना शुरू करते हैं। क्या आप भूल गये कि हमारा लक्ष्य क्या है? यह सही है: थोड़ा पानी ले आओ। लेकिन देखिए: हम न केवल पानी उठा रहे हैं, बल्कि बाल्टी भी उठा रहे हैं, साथ ही वह भारी जंजीर भी उठा रहे हैं जिस पर वह लटकी हुई है। इसे दो-रंग के तीर द्वारा दर्शाया गया है: हम जो भार उठाते हैं वह पानी के वजन और बाल्टी और चेन के वजन का योग है।

स्थिति पर गुणात्मक दृष्टि से विचार करते हुए हम कहेंगे: पानी उठाने के उपयोगी कार्य के साथ-साथ हम अन्य कार्य भी करते हैं - बाल्टी और चेन उठाना। बेशक, चेन और बाल्टी के बिना हम पानी नहीं खींच पाएंगे, लेकिन अंतिम लक्ष्य के दृष्टिकोण से, उनका वजन हमें "नुकसान" पहुंचाता है। यदि यह भार कम होता तो किया गया कुल कार्य भी कम होता (उसी उपयोगी कार्य के साथ)।

आइए अब इन कार्यों के मात्रात्मक अध्ययन की ओर बढ़ें और दक्षता नामक एक भौतिक मात्रा का परिचय दें।

काम। लोडर टोकरियों से प्रसंस्करण के लिए चुने गए सेबों को ट्रक में डालता है। एक खाली टोकरी का द्रव्यमान 2 किग्रा है और उसमें रखे सेबों का वजन 18 किग्रा है। लोडर के कुल कार्य में से उसके उपयोगी कार्य का हिस्सा कितना है?

समाधान। पूरा काम सेबों को टोकरियों में ले जाना है। इस काम में सेब उठाना और टोकरियाँ उठाना शामिल है। महत्वपूर्ण: सेब उठाना उपयोगी काम है, लेकिन टोकरियाँ उठाना "बेकार" है, क्योंकि लोडर के काम का उद्देश्य केवल सेबों को ले जाना है।

आइए संकेतन का परिचय दें: Fя वह बल है जिसके साथ हाथ केवल सेब को ऊपर उठाते हैं, और Fк वह बल है जिसके साथ हाथ केवल टोकरी को ऊपर उठाते हैं। इनमें से प्रत्येक बल संबंधित गुरुत्वाकर्षण बल के बराबर है: F=mg।

सूत्र A = ±(F||· l)  का उपयोग करके, हम इन दो बलों के कार्य को "लिखते हैं":

उपयोगी = +Fя · lя = mя g · h और बेकार = +Fк · lк = mк g · h

कुल कार्य में दो कार्य शामिल हैं, अर्थात यह उनके योग के बराबर है:

पूर्ण = अनुपयुक्त + अनुपयुक्त = mя g h + mк g h = (mя + mк) · g h

समस्या में हमें लोडर के कुल कार्य में से उसके उपयोगी कार्य के हिस्से की गणना करने के लिए कहा गया है। आइए उपयोगी कार्य को कुल से विभाजित करके ऐसा करें:

भौतिकी में, ऐसे शेयरों को आमतौर पर प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है और ग्रीक अक्षर "η" (पढ़ें: "यह") द्वारा दर्शाया जाता है। परिणामस्वरूप हमें मिलता है:

η = 0.9 या η = 0.9 100% = 90%, जो समान है।

यह संख्या दर्शाती है कि लोडर के कुल कार्य के 100% में से उसके उपयोगी कार्य का हिस्सा 90% है। समस्या सुलझ गई है।

उपयोगी कार्य और कुल किए गए कार्य के अनुपात के बराबर भौतिक मात्रा का भौतिकी में अपना नाम है - दक्षता - दक्षता कारक:

इस सूत्र का उपयोग करके दक्षता की गणना करने के बाद, इसे आमतौर पर 100% से गुणा किया जाता है। और इसके विपरीत: इस सूत्र में दक्षता को प्रतिस्थापित करने के लिए, इसके मान को 100% से विभाजित करके प्रतिशत से दशमलव अंश में परिवर्तित किया जाना चाहिए।

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ताप इंजन दक्षता. ताप इंजन दक्षता

कई प्रकार की मशीनों के संचालन की विशेषता ताप इंजन की दक्षता जैसे महत्वपूर्ण संकेतक से होती है। हर साल इंजीनियर अधिक उन्नत उपकरण बनाने का प्रयास करते हैं, जो कम ईंधन खपत के साथ, इसके उपयोग से अधिकतम परिणाम दे।

हीट इंजन उपकरण

दक्षता क्या है यह समझने से पहले यह समझना जरूरी है कि यह तंत्र कैसे काम करता है। इसकी कार्रवाई के सिद्धांतों को जाने बिना, इस सूचक के सार का पता लगाना असंभव है। ऊष्मा इंजन एक उपकरण है जो आंतरिक ऊर्जा का उपयोग करके कार्य करता है। कोई भी ऊष्मा इंजन जो तापीय ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है, तापमान बढ़ने पर पदार्थों के तापीय विस्तार का उपयोग करता है। ठोस अवस्था वाले इंजनों में, न केवल किसी पदार्थ का आयतन बदलना संभव है, बल्कि शरीर का आकार भी बदलना संभव है। ऐसे इंजन की क्रिया थर्मोडायनामिक्स के नियमों के अधीन है।

परिचालन सिद्धांत

यह समझने के लिए कि ऊष्मा इंजन कैसे काम करता है, इसके डिज़ाइन की मूल बातों पर विचार करना आवश्यक है। डिवाइस के संचालन के लिए, दो निकायों की आवश्यकता होती है: गर्म (हीटर) और ठंडा (रेफ्रिजरेटर, कूलर)। ऊष्मा इंजनों का संचालन सिद्धांत (हीट इंजन दक्षता) उनके प्रकार पर निर्भर करता है। अक्सर रेफ्रिजरेटर एक भाप कंडेनसर होता है, और हीटर किसी भी प्रकार का ईंधन होता है जो फ़ायरबॉक्स में जलता है। एक आदर्श ऊष्मा इंजन की दक्षता निम्नलिखित सूत्र द्वारा ज्ञात की जाती है:

दक्षता = (थिएटर - कूल) / थिएटर। x 100%.

इस मामले में, वास्तविक इंजन की दक्षता इस सूत्र के अनुसार प्राप्त मूल्य से अधिक नहीं हो सकती है। साथ ही, यह आंकड़ा कभी भी उपर्युक्त मूल्य से अधिक नहीं होगा। दक्षता बढ़ाने के लिए, अक्सर हीटर का तापमान बढ़ाया जाता है और रेफ्रिजरेटर का तापमान कम किया जाता है। ये दोनों प्रक्रियाएँ उपकरण की वास्तविक परिचालन स्थितियों द्वारा सीमित होंगी।

जब ताप इंजन चलता है, तो काम पूरा हो जाता है, क्योंकि गैस ऊर्जा खोना शुरू कर देती है और एक निश्चित तापमान तक ठंडी हो जाती है। उत्तरार्द्ध आमतौर पर आसपास के वातावरण से कई डिग्री अधिक होता है। यह रेफ्रिजरेटर का तापमान है. यह विशेष उपकरण निकास भाप को ठंडा करने और उसके बाद संघनन के लिए डिज़ाइन किया गया है। जहां कंडेनसर मौजूद होते हैं, वहां रेफ्रिजरेटर का तापमान कभी-कभी परिवेश के तापमान से कम होता है।

ऊष्मा इंजन में, जब कोई पिंड गर्म होता है और फैलता है, तो वह काम करने के लिए अपनी सारी आंतरिक ऊर्जा नहीं दे पाता है। गर्मी का कुछ हिस्सा निकास गैसों या भाप के साथ रेफ्रिजरेटर में स्थानांतरित हो जाएगा। तापीय आंतरिक ऊर्जा का यह हिस्सा अनिवार्य रूप से नष्ट हो जाता है। ईंधन के दहन के दौरान, काम करने वाले तरल पदार्थ को हीटर से एक निश्चित मात्रा में गर्मी Q1 प्राप्त होती है। साथ ही, यह अभी भी कार्य A करता है, जिसके दौरान यह तापीय ऊर्जा का कुछ भाग रेफ्रिजरेटर में स्थानांतरित करता है: Q2

दक्षता ऊर्जा रूपांतरण और संचरण के क्षेत्र में इंजन की दक्षता को दर्शाती है। इस सूचक को अक्सर प्रतिशत के रूप में मापा जाता है। दक्षता सूत्र:

η*A/Qx100%, जहां Q व्यय की गई ऊर्जा है, A उपयोगी कार्य है।

ऊर्जा संरक्षण के नियम के आधार पर हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि दक्षता सदैव इकाई से कम होगी। दूसरे शब्दों में, उस पर खर्च की गई ऊर्जा से अधिक उपयोगी कार्य कभी नहीं होगा।

इंजन दक्षता हीटर द्वारा आपूर्ति की गई ऊर्जा के लिए उपयोगी कार्य का अनुपात है। इसे निम्नलिखित सूत्र के रूप में दर्शाया जा सकता है:

η = (Q1-Q2)/ Q1, जहां Q1 हीटर से प्राप्त गर्मी है, और Q2 रेफ्रिजरेटर को दी गई गर्मी है।

ताप इंजन संचालन

ऊष्मा इंजन द्वारा किए गए कार्य की गणना निम्नलिखित सूत्र का उपयोग करके की जाती है:

ए = |क्यूएच| - |QX|, जहां A कार्य है, QH हीटर से प्राप्त ऊष्मा की मात्रा है, QX कूलर को दी गई ऊष्मा की मात्रा है।

|QH| - |QX|)/|QH| = 1 - |QX|/|QH|

यह इंजन द्वारा किए गए कार्य और प्राप्त ऊष्मा की मात्रा के अनुपात के बराबर है। इस स्थानांतरण के दौरान तापीय ऊर्जा का कुछ भाग नष्ट हो जाता है।

कार्नोट इंजन

ऊष्मा इंजन की अधिकतम दक्षता कार्नोट उपकरण में देखी जाती है। यह इस तथ्य के कारण है कि इस प्रणाली में यह केवल हीटर (टीएन) और कूलर (टीएक्स) के पूर्ण तापमान पर निर्भर करता है। कार्नोट चक्र के अनुसार चलने वाले ताप इंजन की दक्षता निम्नलिखित सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है:

(टीएन - टीएक्स)/ टीएन = - टीएक्स - टीएन।

थर्मोडायनामिक्स के नियमों ने अधिकतम संभव दक्षता की गणना करना संभव बना दिया है। इस सूचक की गणना सबसे पहले फ्रांसीसी वैज्ञानिक और इंजीनियर सादी कार्नोट ने की थी। उन्होंने एक ऐसे ताप इंजन का आविष्कार किया जो आदर्श गैस पर चलता था। यह 2 इज़ोटेर्म और 2 एडियाबेट्स के चक्र में काम करता है। इसके संचालन का सिद्धांत काफी सरल है: एक हीटर गैस के साथ एक बर्तन से जुड़ा होता है, जिसके परिणामस्वरूप काम करने वाला तरल पदार्थ इज़ोटेर्मली फैलता है। साथ ही, यह कार्य करता है और एक निश्चित मात्रा में ऊष्मा प्राप्त करता है। इसके बाद बर्तन को थर्मली इंसुलेटेड किया जाता है। इसके बावजूद, गैस का विस्तार जारी है, लेकिन रुद्धोष्म रूप से (पर्यावरण के साथ ताप विनिमय के बिना)। इस समय इसका तापमान रेफ्रिजरेटर के बराबर हो जाता है। इस समय, गैस रेफ्रिजरेटर के संपर्क में आती है, जिसके परिणामस्वरूप यह आइसोमेट्रिक संपीड़न के दौरान एक निश्चित मात्रा में गर्मी छोड़ती है। फिर बर्तन को दोबारा थर्मली इंसुलेटेड किया जाता है। इस मामले में, गैस रुद्धोष्म रूप से अपनी मूल मात्रा और अवस्था में संपीड़ित होती है।

किस्मों

आजकल, कई प्रकार के ऊष्मा इंजन उपलब्ध हैं जो विभिन्न सिद्धांतों और विभिन्न ईंधनों पर चलते हैं। इन सबकी अपनी-अपनी कार्यकुशलता है। इनमें निम्नलिखित शामिल हैं:

एक आंतरिक दहन इंजन (पिस्टन), जो एक ऐसा तंत्र है जहां जलने वाले ईंधन की रासायनिक ऊर्जा का हिस्सा यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है। ऐसे उपकरण गैस और तरल हो सकते हैं। 2-स्ट्रोक और 4-स्ट्रोक इंजन हैं। उनके पास निरंतर कर्तव्य चक्र हो सकता है। ईंधन मिश्रण तैयार करने की विधि के अनुसार, ऐसे इंजन कार्बोरेटर (बाहरी मिश्रण निर्माण के साथ) और डीजल (आंतरिक मिश्रण के साथ) होते हैं। ऊर्जा कनवर्टर के प्रकार के आधार पर, उन्हें पिस्टन, जेट, टरबाइन और संयुक्त में विभाजित किया गया है। ऐसी मशीनों की दक्षता 0.5 से अधिक नहीं होती है।

स्टर्लिंग इंजन एक उपकरण है जिसमें कार्यशील द्रव एक सीमित स्थान में स्थित होता है। यह एक प्रकार का बाह्य दहन इंजन है। इसके संचालन का सिद्धांत शरीर के आयतन में परिवर्तन के कारण ऊर्जा के उत्पादन के साथ समय-समय पर ठंडा/गर्म होने पर आधारित है। यह सबसे कुशल इंजनों में से एक है।

ईंधन के बाहरी दहन के साथ टरबाइन (रोटरी) इंजन। ऐसी स्थापनाएँ अक्सर ताप विद्युत संयंत्रों में पाई जाती हैं।

टर्बाइन (रोटरी) आंतरिक दहन इंजन का उपयोग ताप विद्युत संयंत्रों में पीक मोड में किया जाता है। दूसरों जितना व्यापक नहीं।

एक टरबाइन इंजन अपना कुछ जोर अपने प्रोपेलर के माध्यम से उत्पन्न करता है। इसे बाकी निकास गैसों से मिलता है। इसका डिज़ाइन एक रोटरी इंजन (गैस टरबाइन) है, जिसके शाफ्ट पर एक प्रोपेलर लगा होता है।

अन्य प्रकार के ऊष्मा इंजन

रॉकेट, टर्बोजेट और जेट इंजन जो निकास गैसों से जोर प्राप्त करते हैं।

ठोस अवस्था इंजन ईंधन के रूप में ठोस पदार्थ का उपयोग करते हैं। ऑपरेशन के दौरान, इसका आयतन नहीं बदलता है, बल्कि इसका आकार बदलता है। उपकरण का संचालन करते समय, बहुत कम तापमान अंतर का उपयोग किया जाता है।

आप कार्यकुशलता कैसे बढ़ा सकते हैं

क्या ऊष्मा इंजन की दक्षता बढ़ाना संभव है? इसका उत्तर ऊष्मागतिकी में खोजा जाना चाहिए। वह विभिन्न प्रकार की ऊर्जा के पारस्परिक परिवर्तनों का अध्ययन करती है। यह स्थापित किया गया है कि सभी उपलब्ध तापीय ऊर्जा को विद्युत, यांत्रिक आदि में परिवर्तित करना असंभव है। हालाँकि, तापीय ऊर्जा में उनका रूपांतरण बिना किसी प्रतिबंध के होता है। यह इस तथ्य के कारण संभव है कि तापीय ऊर्जा की प्रकृति कणों की अव्यवस्थित (अराजक) गति पर आधारित होती है।

कोई पिंड जितना अधिक गर्म होगा, उसके घटक अणु उतनी ही तेजी से गति करेंगे। कणों की गति और भी अनियमित हो जायेगी। इसके साथ ही सभी जानते हैं कि व्यवस्था को आसानी से अराजकता में बदला जा सकता है, जिसे व्यवस्थित करना बहुत कठिन है।

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आधुनिक वास्तविकताओं के लिए ऊष्मा इंजनों के व्यापक उपयोग की आवश्यकता होती है। इन्हें इलेक्ट्रिक मोटरों से बदलने के कई प्रयास अब तक विफल रहे हैं। स्वायत्त प्रणालियों में बिजली के संचय से जुड़ी समस्याओं को हल करना मुश्किल है।

इलेक्ट्रिक पावर बैटरियों के दीर्घकालिक उपयोग को ध्यान में रखते हुए विनिर्माण प्रौद्योगिकी की समस्याएं अभी भी प्रासंगिक हैं। इलेक्ट्रिक वाहनों की गति विशेषताएँ आंतरिक दहन इंजन वाली कारों से बहुत दूर हैं।

हाइब्रिड इंजन बनाने की दिशा में पहला कदम पर्यावरणीय समस्याओं को हल करते हुए, मेगासिटीज में हानिकारक उत्सर्जन को काफी कम कर सकता है।

थोड़ा इतिहास

भाप ऊर्जा को गति ऊर्जा में परिवर्तित करने की संभावना प्राचीन काल में ज्ञात थी। 130 ईसा पूर्व: अलेक्जेंड्रिया के दार्शनिक हेरॉन ने दर्शकों को एक भाप खिलौना - एयोलिपिल - प्रस्तुत किया। भाप से भरा गोला उससे निकलने वाले जेट के प्रभाव से घूमने लगा। आधुनिक भाप टर्बाइनों के इस प्रोटोटाइप का उपयोग उन दिनों नहीं किया जाता था।

कई वर्षों और सदियों तक, दार्शनिक के विकास को सिर्फ एक मज़ेदार खिलौना माना जाता था। 1629 में, इतालवी डी. ब्रान्ची ने एक सक्रिय टरबाइन बनाया। भाप ने ब्लेडों से सुसज्जित एक डिस्क चलाई।

उसी क्षण से, भाप इंजनों का तेजी से विकास शुरू हुआ।

इंजन गर्म करें

मशीन के पुर्जों और तंत्रों की गति की ऊर्जा में ईंधन के रूपांतरण का उपयोग ऊष्मा इंजनों में किया जाता है।

मशीनों के मुख्य भाग: हीटर (बाहर से ऊर्जा प्राप्त करने की प्रणाली), कार्यशील द्रव (उपयोगी क्रिया करता है), रेफ्रिजरेटर।

हीटर को यह सुनिश्चित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है कि कार्यशील द्रव उपयोगी कार्य करने के लिए आंतरिक ऊर्जा की पर्याप्त आपूर्ति जमा करता है। रेफ्रिजरेटर अतिरिक्त ऊर्जा को हटा देता है।

दक्षता की मुख्य विशेषता ऊष्मा इंजनों की दक्षता कहलाती है। यह मान दर्शाता है कि हीटिंग पर खर्च की गई ऊर्जा का कितना हिस्सा उपयोगी कार्य करने पर खर्च किया जाता है। दक्षता जितनी अधिक होगी, मशीन का संचालन उतना ही अधिक लाभदायक होगा, लेकिन यह मान 100% से अधिक नहीं हो सकता।

दक्षता गणना

मान लीजिए कि हीटर बाहरी ऊर्जा से Q 1 के बराबर ऊर्जा प्राप्त करता है। कार्यशील द्रव ने कार्य A किया, जबकि रेफ्रिजरेटर को दी गई ऊर्जा Q 2 थी।

परिभाषा के आधार पर, हम दक्षता मूल्य की गणना करते हैं:

η= ए / क्यू 1 . आइए इस बात को ध्यान में रखें कि ए = क्यू 1 - क्यू 2।

इसलिए, ऊष्मा इंजन की दक्षता, जिसका सूत्र η = (Q 1 - Q 2) / Q 1 = 1 - Q 2 / Q 1 है, हमें निम्नलिखित निष्कर्ष निकालने की अनुमति देता है:

• दक्षता 1 (या 100%) से अधिक नहीं हो सकती;
• इस मान को अधिकतम करने के लिए, या तो हीटर से प्राप्त ऊर्जा को बढ़ाना या रेफ्रिजरेटर को दी जाने वाली ऊर्जा को कम करना आवश्यक है;
• ईंधन की गुणवत्ता को बदलकर हीटर की ऊर्जा में वृद्धि हासिल की जाती है;
• इंजनों की डिज़ाइन विशेषताएँ रेफ्रिजरेटर को दी जाने वाली ऊर्जा को कम कर सकती हैं।

आदर्श ताप इंजन

क्या ऐसा इंजन बनाना संभव है जिसकी दक्षता अधिकतम (आदर्श रूप से 100% के बराबर) हो? फ्रांसीसी सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी और प्रतिभाशाली इंजीनियर सादी कार्नोट ने इस प्रश्न का उत्तर खोजने का प्रयास किया। 1824 में, गैसों में होने वाली प्रक्रियाओं के बारे में उनकी सैद्धांतिक गणनाएँ सार्वजनिक की गईं।

आदर्श मशीन में निहित मुख्य विचार एक आदर्श गैस के साथ प्रतिवर्ती प्रक्रियाओं को पूरा करना माना जा सकता है। हम तापमान T 1 पर गैस को इज़ोटेर्मली विस्तारित करके शुरू करते हैं। इसके लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा Q 1 है। बाद में, गैस ऊष्मा विनिमय के बिना फैलती है। तापमान T 2 तक पहुंचने पर, गैस इज़ोटेर्मली संपीड़ित होती है, ऊर्जा Q 2 को रेफ्रिजरेटर में स्थानांतरित करती है। गैस रूद्धोष्म रूप से अपनी मूल अवस्था में लौट आती है।

एक आदर्श कार्नोट ताप इंजन की दक्षता, जब सटीक गणना की जाती है, तो हीटिंग और कूलिंग उपकरणों के बीच तापमान अंतर और हीटर के तापमान के अनुपात के बराबर होती है। यह इस तरह दिखता है: η=(टी 1 - टी 2)/ टी 1।

ऊष्मा इंजन की संभावित दक्षता, जिसका सूत्र है: η = 1 - T 2 / T 1, केवल हीटर और कूलर के तापमान पर निर्भर करता है और 100% से अधिक नहीं हो सकता है।

इसके अलावा, यह संबंध हमें यह साबित करने की अनुमति देता है कि ताप इंजन की दक्षता केवल तभी एकता के बराबर हो सकती है जब रेफ्रिजरेटर तापमान तक पहुंचता है। जैसा कि ज्ञात है, यह मान अप्राप्य है।

कार्नोट की सैद्धांतिक गणना किसी भी डिज़ाइन के ताप इंजन की अधिकतम दक्षता निर्धारित करना संभव बनाती है।

कार्नोट द्वारा सिद्ध प्रमेय इस प्रकार है। किसी भी परिस्थिति में एक मनमाना ताप इंजन की दक्षता एक आदर्श ताप इंजन के समान दक्षता मूल्य से अधिक नहीं हो सकती है।

समस्या समाधान का उदाहरण

उदाहरण 1। यदि हीटर का तापमान 800 डिग्री सेल्सियस है और रेफ्रिजरेटर का तापमान 500 डिग्री सेल्सियस कम है, तो एक आदर्श ताप इंजन की दक्षता क्या है?

टी 1 = 800 ओ सी = 1073 के, ∆टी = 500 ओ सी = 500 के, η - ?

परिभाषा के अनुसार: η=(टी 1 - टी 2)/ टी 1।

हमें रेफ्रिजरेटर का तापमान नहीं दिया गया है, लेकिन ∆T= (T 1 - T 2), इसलिए:

η= ∆T / T 1 = 500 K/1073 K = 0.46.

उत्तर: दक्षता = 46%.

उदाहरण 2. एक आदर्श ऊष्मा इंजन की दक्षता निर्धारित करें, यदि प्राप्त एक किलोजूल हीटर ऊर्जा के कारण, 650 J का उपयोगी कार्य किया जाता है। यदि ठंडा तापमान 400 K है, तो ऊष्मा इंजन के हीटर का तापमान क्या है?

क्यू 1 = 1 केजे = 1000 जे, ए = 650 जे, टी 2 = 400 के, η - ?, टी 1 = ?

इस समस्या में हम एक थर्मल इंस्टॉलेशन के बारे में बात कर रहे हैं, जिसकी दक्षता की गणना सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है:

हीटर का तापमान निर्धारित करने के लिए, हम एक आदर्श ताप इंजन की दक्षता के लिए सूत्र का उपयोग करते हैं:

η = (टी 1 - टी 2)/ टी 1 = 1 - टी 2 / टी 1।

गणितीय परिवर्तन करने के बाद, हमें मिलता है:

टी 1 = टी 2 /(1- η).

टी 1 = टी 2 /(1- ए / क्यू 1).

आइए गणना करें:

η= 650 जे/1000 जे = 0.65।

टी 1 = 400 के / (1- 650 जे / 1000 जे) = 1142.8 के।

उत्तर: η= 65%, टी 1 = 1142.8 के.

वास्तविक स्थितियाँ

एक आदर्श ताप इंजन को आदर्श प्रक्रियाओं को ध्यान में रखकर डिज़ाइन किया गया है। कार्य केवल इज़ोटेर्मल प्रक्रियाओं में किया जाता है; इसका मूल्य कार्नोट चक्र के ग्राफ द्वारा सीमित क्षेत्र के रूप में निर्धारित किया जाता है।

वास्तव में, तापमान परिवर्तन के बिना गैस की अवस्था बदलने की प्रक्रिया के लिए परिस्थितियाँ बनाना असंभव है। ऐसी कोई सामग्री नहीं है जो आसपास की वस्तुओं के साथ ताप विनिमय को बाहर कर दे। रुद्धोष्म प्रक्रिया को अंजाम देना असंभव हो जाता है। ताप विनिमय के मामले में, गैस का तापमान आवश्यक रूप से बदलना चाहिए।

वास्तविक परिस्थितियों में बनाए गए ताप इंजनों की दक्षता आदर्श इंजनों की दक्षता से काफी भिन्न होती है। ध्यान दें कि वास्तविक इंजनों में प्रक्रियाएं इतनी तेज़ी से होती हैं कि इसकी मात्रा बदलने की प्रक्रिया में काम करने वाले पदार्थ की आंतरिक तापीय ऊर्जा में बदलाव की भरपाई हीटर से गर्मी के प्रवाह और रेफ्रिजरेटर में स्थानांतरण द्वारा नहीं की जा सकती है।

अन्य ताप इंजन

वास्तविक इंजन विभिन्न चक्रों पर काम करते हैं:

• ओटो चक्र: स्थिर आयतन वाली एक प्रक्रिया रुद्धोष्म रूप से बदलती है, जिससे एक बंद चक्र बनता है;
• डीजल चक्र: आइसोबार, रुद्धोष्म, आइसोकोर, रुद्धोष्म;
• निरंतर दबाव पर होने वाली प्रक्रिया को रुद्धोष्म द्वारा प्रतिस्थापित कर दिया जाता है, जिससे चक्र बंद हो जाता है।

आधुनिक तकनीक के तहत वास्तविक इंजनों में संतुलन प्रक्रियाएं बनाना (उन्हें आदर्श इंजनों के करीब लाना) संभव नहीं है। एक आदर्श थर्मल इंस्टॉलेशन के समान तापमान स्थितियों को ध्यान में रखते हुए भी, ताप इंजनों की दक्षता काफी कम होती है।

लेकिन दक्षता गणना सूत्र की भूमिका को कम नहीं किया जाना चाहिए, क्योंकि यही वह है जो वास्तविक इंजनों की दक्षता बढ़ाने के लिए काम करने की प्रक्रिया में शुरुआती बिंदु बन जाता है।

कार्यकुशलता बदलने के उपाय

आदर्श और वास्तविक ताप इंजनों की तुलना करते समय, यह ध्यान देने योग्य है कि बाद के रेफ्रिजरेटर का तापमान कोई भी नहीं हो सकता है। आमतौर पर वातावरण को रेफ्रिजरेटर माना जाता है। वायुमंडल का तापमान केवल अनुमानित गणना में ही स्वीकार किया जा सकता है। अनुभव से पता चलता है कि शीतलक का तापमान इंजन में निकास गैसों के तापमान के बराबर होता है, जैसा कि आंतरिक दहन इंजन (संक्षेप में आईसीई) में होता है।

ICE हमारी दुनिया में सबसे आम ताप इंजन है। इस मामले में ताप इंजन की दक्षता जलने वाले ईंधन द्वारा बनाए गए तापमान पर निर्भर करती है। आंतरिक दहन इंजन और भाप इंजन के बीच एक महत्वपूर्ण अंतर वायु-ईंधन मिश्रण में हीटर के कार्यों और डिवाइस के कामकाजी तरल पदार्थ का विलय है। जैसे ही मिश्रण जलता है, यह इंजन के गतिशील भागों पर दबाव बनाता है।

कार्यशील गैसों के तापमान में वृद्धि होती है, जिससे ईंधन के गुणों में महत्वपूर्ण परिवर्तन होता है। दुर्भाग्य से, यह अनिश्चितकाल तक नहीं किया जा सकता। कोई भी सामग्री जिससे इंजन का दहन कक्ष बनाया जाता है, उसका अपना गलनांक होता है। ऐसी सामग्रियों का ताप प्रतिरोध इंजन की मुख्य विशेषता है, साथ ही दक्षता को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करने की क्षमता भी है।

मोटर दक्षता मान

यदि हम इनलेट पर कार्यशील भाप का तापमान 800 K और निकास गैस - 300 K पर विचार करें, तो इस मशीन की दक्षता 62% है। वास्तव में, यह मान 40% से अधिक नहीं है। यह कमी टरबाइन आवरण को गर्म करने पर गर्मी के नुकसान के कारण होती है।

आंतरिक दहन का उच्चतम मूल्य 44% से अधिक नहीं है। इस मूल्य को बढ़ाना निकट भविष्य की बात है। सामग्रियों और ईंधन के गुणों को बदलना एक ऐसी समस्या है जिस पर मानवता के सर्वोत्तम दिमाग काम कर रहे हैं।

दक्षता कारक (दक्षता) एक ऐसा शब्द है जिसे, शायद, हर प्रणाली और उपकरण पर लागू किया जा सकता है। यहां तक ​​कि एक व्यक्ति के पास भी एक दक्षता कारक होता है, हालांकि इसे खोजने के लिए शायद अभी तक कोई वस्तुनिष्ठ सूत्र नहीं है। इस लेख में हम विस्तार से बताएंगे कि दक्षता क्या है और विभिन्न प्रणालियों के लिए इसकी गणना कैसे की जा सकती है।

दक्षता परिभाषा

दक्षता एक संकेतक है जो ऊर्जा उत्पादन या रूपांतरण के संदर्भ में किसी प्रणाली की प्रभावशीलता को दर्शाती है। दक्षता एक अथाह मात्रा है और इसे या तो 0 से 1 की सीमा में संख्यात्मक मान के रूप में या प्रतिशत के रूप में दर्शाया जाता है।

सामान्य सूत्र

दक्षता को प्रतीक Ƞ द्वारा दर्शाया जाता है।

दक्षता ज्ञात करने का सामान्य गणितीय सूत्र इस प्रकार लिखा गया है:

Š=A/Q, जहां A सिस्टम द्वारा निष्पादित उपयोगी ऊर्जा/कार्य है, और Q उपयोगी आउटपुट प्राप्त करने की प्रक्रिया को व्यवस्थित करने के लिए इस सिस्टम द्वारा खपत की गई ऊर्जा है।

दुर्भाग्य से, दक्षता कारक हमेशा एकता से कम या उसके बराबर होता है, क्योंकि ऊर्जा संरक्षण के नियम के अनुसार, हम खर्च की गई ऊर्जा से अधिक कार्य प्राप्त नहीं कर सकते हैं। इसके अलावा, दक्षता, वास्तव में, बहुत कम ही एकता के बराबर होती है, क्योंकि उपयोगी कार्य हमेशा नुकसान के साथ होते हैं, उदाहरण के लिए, तंत्र को गर्म करने के लिए।

ताप इंजन दक्षता

ऊष्मा इंजन एक उपकरण है जो तापीय ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है। ऊष्मा इंजन में, कार्य हीटर से प्राप्त ऊष्मा की मात्रा और कूलर को दी गई ऊष्मा की मात्रा के बीच के अंतर से निर्धारित होता है, और इसलिए दक्षता सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है:

• Š=Qн-Qх/Qн, जहां Qн हीटर से प्राप्त गर्मी की मात्रा है, और Qх कूलर को दी गई गर्मी की मात्रा है।

ऐसा माना जाता है कि कार्नोट चक्र पर चलने वाले इंजनों द्वारा उच्चतम दक्षता प्रदान की जाती है। इस मामले में, दक्षता सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है:

• Š=T1-T2/T1, जहां T1 गर्म झरने का तापमान है, T2 ठंडे झरने का तापमान है।

इलेक्ट्रिक मोटर दक्षता

विद्युत मोटर एक उपकरण है जो विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है, इसलिए इस मामले में दक्षता विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करने में उपकरण की दक्षता अनुपात है। विद्युत मोटर की दक्षता ज्ञात करने का सूत्र इस प्रकार है:

• Š=P2/P1, जहां P1 आपूर्ति की गई विद्युत शक्ति है, P2 इंजन द्वारा उत्पन्न उपयोगी यांत्रिक शक्ति है।

विद्युत शक्ति को सिस्टम करंट और वोल्टेज (पी = यूआई) के उत्पाद के रूप में पाया जाता है, और यांत्रिक शक्ति को प्रति यूनिट समय के काम के अनुपात (पी = ए / टी) के रूप में पाया जाता है।

ट्रांसफार्मर दक्षता

ट्रांसफार्मर एक उपकरण है जो आवृत्ति को बनाए रखते हुए एक वोल्टेज की प्रत्यावर्ती धारा को दूसरे वोल्टेज की प्रत्यावर्ती धारा में परिवर्तित करता है। इसके अलावा, ट्रांसफार्मर प्रत्यावर्ती धारा को प्रत्यक्ष धारा में भी परिवर्तित कर सकते हैं।

ट्रांसफार्मर की दक्षता सूत्र द्वारा ज्ञात की जाती है:

• Ƞ=1/1+(P0+PL*n2)/(P2*n), जहां P0 नो-लोड हानि है, PL भार हानि है, P2 लोड को आपूर्ति की गई सक्रिय शक्ति है, n सापेक्ष डिग्री है भार का.

दक्षता या नहीं दक्षता?

यह ध्यान देने योग्य है कि दक्षता के अलावा, ऐसे कई संकेतक हैं जो ऊर्जा प्रक्रियाओं की दक्षता को दर्शाते हैं, और कभी-कभी हमें 130% के क्रम की दक्षता जैसे विवरण मिल सकते हैं, हालांकि इस मामले में हमें यह समझने की आवश्यकता है शब्द का उपयोग पूरी तरह से सही ढंग से नहीं किया गया है, और, सबसे अधिक संभावना है, लेखक या निर्माता इस संक्षिप्त नाम को थोड़ा अलग विशेषता के रूप में समझते हैं।

उदाहरण के लिए, ऊष्मा पम्पों की पहचान इस तथ्य से होती है कि वे जितना उपभोग करते हैं उससे अधिक ऊष्मा उत्सर्जित कर सकते हैं। इस प्रकार, एक प्रशीतन मशीन ठंडी की जा रही वस्तु से अधिक गर्मी निकाल सकती है, जितनी ऊर्जा निष्कासन को व्यवस्थित करने में खर्च की गई थी। प्रशीतन मशीन के दक्षता सूचक को प्रशीतन गुणांक कहा जाता है, जिसे अक्षर द्वारा दर्शाया जाता है और सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है: Ɛ=Qx/A, जहां Qx ठंडे सिरे से निकाली गई गर्मी है, A निष्कासन प्रक्रिया पर खर्च किया गया कार्य है . हालाँकि, कभी-कभी प्रशीतन गुणांक को प्रशीतन मशीन की दक्षता भी कहा जाता है।

यह भी दिलचस्प है कि जैविक ईंधन पर चलने वाले बॉयलरों की दक्षता की गणना आमतौर पर कम कैलोरी मान के आधार पर की जाती है, और यह एकता से अधिक हो सकती है। हालाँकि, इसे अभी भी पारंपरिक रूप से दक्षता कहा जाता है। उच्च कैलोरी मान द्वारा बॉयलर की दक्षता निर्धारित करना संभव है, और फिर यह हमेशा एक से कम होगा, लेकिन इस मामले में अन्य प्रतिष्ठानों के डेटा के साथ बॉयलर के प्रदर्शन की तुलना करना असुविधाजनक होगा।