1 skaidrė

Savivaldybės autonominė ugdymo įstaiga „Vidurinė mokykla Nr. 1“, Malaja Višera, Novgorodo sritis Problemų sprendimo algoritmas efektyvumui nustatyti. šiluminis ciklas pagal slėgio priklausomybės nuo tūrio grafiką Sudarė Lukjanecas Nadežda Nikolaevna aukščiausios kvalifikacinės kategorijos fizikos mokytoja 2011 m.

2 skaidrė

Užduotis yra nustatyti efektyvumą pagal slėgio ir tūrio grafiką. Apskaičiuokite šiluminio variklio efektyvumą, naudojant monoatomines idealias dujas kaip darbinį skystį ir veikiančio pagal ciklą, parodytą paveikslėlyje. Nauji brėžiniai ir įrašai atsiranda tik spustelėjus pelę.

3 skaidrė

Užduotis yra nustatyti efektyvumą pagal slėgio ir tūrio grafiką. Apskaičiuokite šiluminio variklio efektyvumą, naudojant monoatomines idealias dujas kaip darbinį skystį ir veikiančio pagal ciklą, parodytą paveikslėlyje.

4 skaidrė

Patarimas Nr. 1 Todėl kiekviename procese pagal temperatūros pokytį būtina nustatyti gaunamos arba išleidžiamos šilumos kiekį. Šilumos kiekis apskaičiuojamas remiantis pirmuoju termodinamikos dėsniu.

5 skaidrė

Patarimas Nr. 2 Bet kuriame procese atliktas darbas yra skaičiais lygus figūros, esančios po grafiku, plotui koordinatėmis P(V). Tamsintos figūros plotas lygus darbui 2-3 procese, o užtamsintos figūros plotas lygus darbui 4-1 procese ir būtent šis dujų darbas yra neigiamas. , nes nuo 4 iki 1 garsumas mažėja. Ciklo darbas yra lygus šių darbų sumai. Todėl per ciklą dujų atliktas darbas yra lygus šio ciklo plotui.

6 skaidrė

Problemos sprendimo algoritmas. 1. Užrašykite efektyvumo formulę. 2. Nustatykite dujų darbą pagal proceso figūros plotą koordinatėse P, V. 3. Išanalizuoti, kuriame iš procesų šilumos kiekis sugeriamas ir neišskiriamas. 4.Naudodami 1-ąjį termodinamikos dėsnį, apskaičiuokite gaunamos šilumos kiekį. 5. Apskaičiuokite efektyvumą.

7 skaidrė

1. Užrašykite efektyvumo formulę. 2. Nustatykite dujų darbą pagal proceso figūros plotą koordinatėse P, V. Sprendimas

8 skaidrė

1. Procesas1–2. V = const, P T Q absorbuojamas 2. Procesas 2 – 3. P = const, V , T Q absorbuojamas 3. Procesas 3 – 4. V = const, P , T Q išsiskiria 4. Procesas 4 – 1. P = const, V , T Q išsiskiria 3. Išanalizuoti, kuriame iš procesų šilumos kiekis sugeriamas ir neišskiriamas.

9 skaidrė

1-2 procesui 4. Naudodami 1-ąjį termodinamikos dėsnį, apskaičiuokite gaunamos šilumos kiekį. todėl izochoriniam procesui iš apatinės lygties atimkite viršutinę

Variklio atliekamas darbas yra toks:

Pirmą kartą šį procesą apžvelgė prancūzų inžinierius ir mokslininkas N. L. S. Carnot 1824 m. knygoje „Apmąstymai apie ugnies varomąją jėgą ir mašinas, galinčias išvystyti šią jėgą“.

Carnot tyrimo tikslas buvo išsiaiškinti to meto šiluminių variklių netobulumo priežastis (jų naudingumo koeficientas buvo ≤ 5 proc.) ir rasti būdus juos patobulinti.

Carnot ciklas yra efektyviausias iš visų. Jo efektyvumas yra maksimalus.

Paveiksle pavaizduoti ciklo termodinaminiai procesai. Izoterminio plėtimosi metu (1-2) esant temperatūrai T 1 , darbas atliekamas pasikeitus šildytuvo vidinei energijai, t.y. dėl šilumos tiekimo į dujas K:

A 12 = K 1 ,

Dujų aušinimas prieš suspaudimą (3-4) vyksta adiabatinio plėtimosi metu (2-3). Vidinės energijos pasikeitimas ΔU 23 adiabatinio proceso metu ( Q = 0) visiškai paverčiamas mechaniniu darbu:

A 23 = -ΔU 23 ,

Dujų temperatūra dėl adiabatinio plėtimosi (2-3) nukrenta iki šaldytuvo temperatūros T 2 < T 1 . Procese (3-4) dujos izotermiškai suspaudžiamos, šilumos kiekis perduodamas į šaldytuvą 2 klausimas:

A 34 = Q 2,

Ciklas baigiasi adiabatinio suspaudimo procesu (4-1), kurio metu dujos įkaitinamos iki temperatūros T 1.

Didžiausia idealių dujinių šiluminių variklių naudingumo vertė pagal Carnot ciklą:

.

Formulės esmė išreiškiama įrodyta SU. Carnot teorema, kad bet kurio šilumos variklio efektyvumas negali viršyti Carnot ciklo, atliekamo esant tokiai pačiai šildytuvo ir šaldytuvo temperatūrai, efektyvumo.

Kaip rasti naudingumo koeficientą. Efektyvumo per galią formulė

Kaip rasti efektyvumą

Efektyvumas parodo mechanizmo ar įrenginio atlikto naudingo darbo ir sunaudoto darbo santykį. Dažnai sunaudotas darbas yra energijos kiekis, kurį įrenginys sunaudoja darbui atlikti.

Jums reikės

• - automobilis;
• - termometras;
• - skaičiuotuvas.

Instrukcijos

2. Skaičiuodami šiluminio variklio efektyvumą, tinkamu darbu vertinkite mechanizmo atliekamą mechaninį darbą. Už atliktą darbą paimkite sudegusio kuro, kuris yra variklio energijos šaltinis, išskiriamą šilumą.

3. Pavyzdys. Vidutinė automobilio variklio traukos jėga yra 882 N. 100 km kelio jis sunaudoja 7 kg benzino. Nustatykite jo variklio efektyvumą. Pirmiausia susiraskite tinkamą darbą. Ji lygi jėgos F ir kūno įveikto atstumo S sandaugai Аn=F?S. Nustatykite šilumos kiekį, kuris išsiskirs deginant 7 kg benzino, tai bus sunaudotas darbas Az = Q = q? m, kur q yra kuro savitoji degimo šiluma, benzinui ji lygi 42? 10^6 J/kg, o m yra šio kuro masė. Variklio efektyvumas bus lygus efektyvumui=(F?S)/(q?m)?100%= (882?100000)/(42?10^6?7)?100%=30%.

4. Apskritai, norint nustatyti efektyvumą, bet kuris šilumos variklis (vidaus degimo variklis, garo variklis, turbina ir kt.), kuriame darbas atliekamas dujomis, turi efektyvumo indeksą, lygų šilumos skirtumui, kurį išskiria šilumos šaltinis. šildytuvas Q1 ir gautas šaldytuvo Q2, raskite šildytuvo ir šaldytuvo šilumos skirtumą ir padalinkite iš šildytuvo efektyvumo šilumos = (Q1-Q2)/Q1. Čia efektyvumas matuojamas keliais vienetais nuo 0 iki 1; norėdami konvertuoti rezultatą į procentus, padauginkite jį iš 100.

5. Norėdami gauti nepriekaištingą šilumos variklio (Carnot mašinos) efektyvumą, raskite šildytuvo T1 ir šaldytuvo T2 temperatūrų skirtumo santykį su šildytuvo efektyvumo temperatūra = (T1-T2)/T1. Tai didžiausias leistinas efektyvumas tam tikro tipo šiluminiam varikliui esant tam tikroms šildytuvo ir šaldytuvo temperatūroms.

6. Elektros variklio sunaudotą darbą raskite kaip galios ir laiko sandaugą. Tarkime, jei krano elektros variklis, kurio galia 3,2 kW, per 10 s pakelia 800 kg sveriantį krovinį į 3,6 m aukštį, tai jo naudingumo koeficientas lygus tinkamo darbo santykiui Аp=m?g?h, kur m yra krovinio masė, g?10 m /Su? laisvojo kritimo pagreitis, h aukštis, iki kurio buvo pakelta apkrova, ir sunaudotas darbas Az=P?t, kur P – variklio galia, t – jo veikimo laikas. Gaukite formulę efektyvumui=Ap/Az?100%=(m?g?h)/(P?t)?100%=%=(800?10?3.6)/(3200?10)?100% =90 proc.

Veiklos rodiklis (efektyvumas) yra bet kurios sistemos veikimo rodiklis, nesvarbu, ar tai automobilio variklis, mašina ar kitas mechanizmas. Tai parodo, kaip efektyviai tam tikra sistema naudoja gaunamą energiją. Apskaičiuoti efektyvumą labai paprasta.

Instrukcijos

1. Dažniausiai efektyvumas skaičiuojamas nuo sistemos sunaudotos energijos santykio su kiekviena bendra energija, gaunama per tam tikrą laiko intervalą. Verta paminėti, kad efektyvumas neturi konkrečių matavimo vienetų. Tačiau mokyklos mokymo programoje ši vertė matuojama procentais. Šis rodiklis, remiantis aukščiau pateiktais duomenimis, apskaičiuojamas pagal formulę:? = (A/Q)*100%, kur? ("tai") yra norimas efektyvumas, A yra naudojamas sistemos našumas, Q yra bendras energijos suvartojimas, A ir Q matuojami džauliais.

2. Aukščiau pateiktas efektyvumo skaičiavimo metodas nėra išskirtinis, nes sistemos naudingasis darbas (A) apskaičiuojamas pagal formulę: A = Po-Pi, kur Po yra energija, tiekiama į sistemą iš išorės, Pi yra energijos nuostoliai sistemos veikimo metu. Išplėtus aukščiau pateiktos formulės skaitiklį, ją galima parašyti tokia forma:? = ((Po-Pi)/Po)*100%.

3. Kad naudingumo skaičiavimas būtų aiškesnis ir vaizdingesnis, galite pažvelgti į pavyzdžius 1 pavyzdys: Naudingas sistemos veikimas 75 J, jos veikimui sunaudojamos energijos kiekis 100 J, reikia nustatyti šios sistemos efektyvumą. Norėdami išspręsti šią problemą, naudokite pačią pirmąją formulę:? = 75/100 = 0,75 arba 75%Atsakymas: Siūlomos sistemos efektyvumas yra 75%.

4. 2 pavyzdys: Varikliui veikti tiekiama energija yra 100 J, energijos nuostoliai šio variklio veikimo metu yra 25 J, reikia apskaičiuoti naudingumo koeficientą. Norėdami išspręsti siūlomą problemą, naudokite 2-ąją norimo rodiklio apskaičiavimo formulę:? = (100-25)/100 = 0,75 arba 75%. Abiejų pavyzdžių rezultatai buvo identiški, antruoju atveju skaitiklio duomenys buvo analizuojami išsamiau.

Pastaba! Daugelio tipų šiuolaikiniai varikliai (tarkime, raketinis variklis ar turbo-orinis variklis) turi keletą darbo etapų, o visam etapui yra savas efektyvumas, kuris apskaičiuojamas pagal kiekvieną iš aukščiau pateiktų formulių. Tačiau norėdami rasti universalų indikatorių, turėsite padauginti visus žinomus efektyvumus visuose tam tikro variklio veikimo etapuose: = ?1*?2*?3*…*?.

Naudingas patarimas: efektyvumas negali būti didesnis nei vienas, bet kurios sistemos veikimo metu neišvengiamai atsiranda energijos nuostolių.

Susijęs transportavimas yra transporto rūšis, kurią sudaro tuščiąja eiga važiuojančios transporto priemonės pakrovimas. Situacijų, kai transportas priverstas judėti be krovinio, pasitaiko gana dažnai, tiek prieš, tiek vėliau jau įvykdžius suplanuotą vežimo užsakymą. Įmonei papildomo krovinio paėmimo tikimybė reiškia bent jau finansinių nuostolių sumažėjimą.

Instrukcijos

1. Įvertinkite asocijuotų krovinių gabenimo efektyvumą jūsų įmonėje. Reikšmingas dalykas, kurį reikia suprasti, yra tai, kad susiję kroviniai gali būti gabenami tuo metu, kai įvykdžius pirminį (pagrindinį) vežimo prašymą, transportas yra priverstas judėti tuščias. Jeigu tokios situacijos Jūsų įmonės veikloje pasitaiko nuolat, drąsiai rinkitės šį transportavimo optimizavimo būdą.

2. Įvertinkite, kokį susijusį krovinį jūsų transporto priemonė gali gabenti pagal svorį ir matmenis. Krovinio pervežimas gali būti ekonomiškai naudingas, net jei dalis jūsų transporto priemonės krovinių vietos yra neužimta.

3. Apsvarstykite, iš kurių pagrindinio maršruto taškų galėsite nuvežti pravažiuojantį krovinį. Visiems patogiau, jei tokį krovinį galėsite priimti galutiniame suplanuoto maršruto taške ir nugabenti į vietą, kur yra jūsų transporto įmonė. Tačiau tokia situacija gali atsirasti ne visada. Todėl taip pat apsvarstykite tam tikro nukrypimo nuo maršruto tikimybę, žinoma, apskaičiuodami tokios metamorfozės ekonominį racionalumą.

4. Išsiaiškinkite, ar įmonė, kuriai vykdote reguliarų krovinių pervežimą, reikalauja krovinio gabenimo atgal. Tokiu atveju daug lengviau susitarti dėl emisijos kainos ir užtikrinti papildomo abipusiai naudingo bendradarbiavimo saugumą.

5. Susiraskite keletą specializuotų interneto portalų, teikiančių informacines paslaugas krovinių gabenimo srityje. Kaip įprasta, tokių įmonių tinklalapiuose yra atitinkamos skiltys, kurios leidžia rasti susijusius krovinius maršrute ir palikti atitinkamą užklausą. Daugeliu atvejų, norint naudoti tokią tikimybę, reikia bent užsiregistruoti svetainėje. Puikiai tiks, jei informacijos šaltinis turi įmontuotas tikimybes logistinei priešpriešinių pasiūlymų peržiūrai.

6. Nepaisykite konsoliduotų pervežimų, kai vienos rūšies transportu pasirinkta kryptimi gabenami nedideli skirtingų klientų kroviniai. Tokiu atveju transportas turi sudaryti pavėžėjimo maršrutus pasirinktomis kryptimis.

Pastaba! Aptikti pravažiuojantį krovinį visiškai nesunku! Pagrindinė mūsų paslaugos užduotis yra ieškoti įvairių atsisiuntimų, ką vartotojai gali padaryti ne tik maksimaliai patogiai, bet ir nemokamai. Mūsų sistemos, kurios veikimas pagrįstas šiuolaikinių informacinių technologijų naudojimu, pagalba krovinius galima aptikti itin lengvai.

Naudingi patarimai Matyt, nusprendėte įsigyti ar išsinuomoti didžiulį sunkvežimį, kurio pagalba ketinate užsidirbti gabendami prekes visoje Rusijoje, NVS ir Europoje. Nesvarbu, samdote vairuotoją, ar vairuojate patys, jums reikės klientų, tai yra krovinių pervežimui. Tuomet tikrai pagalvosite ar jau galvojote, kur ir kaip rasti krovinį savo sunkvežimiui?

Norint rasti bet kurio variklio tinkamo veikimo rodiklį, reikia padalyti tinkamą darbą iš sunaudotų ir padauginti iš 100 procentų. Šiluminiam varikliui šią vertę suraskite iš galios, padaugintos iš veikimo trukmės, ir šilumos, išsiskiriančios degant kurui, santykio. Teoriškai šilumos variklio efektyvumą lemia šaldytuvo ir šildytuvo temperatūrų santykis. Elektros varikliams raskite jo galios ir sunaudotos srovės galios santykį.

Jums reikės

• vidaus degimo variklio (ICE) pasas, termometras, testeris

Instrukcijos

1. Vidaus degimo variklio naudingumo koeficiento nustatymas Raskite jo galią nurodyto variklio techninėje dokumentacijoje. Užpildykite jo baką tam tikru degalų kiekiu ir užveskite variklį, kad jis kurį laiką veiktų pilnais ciklais, išvystydamas maksimalią pase nurodytą galią. Chronometru užfiksuokite variklio veikimo laiką, išreikšdami jį sekundėmis. Po kurio laiko išjunkite variklį ir išleiskite likusį kurą. Iš pradinio supilto kuro tūrio atėmus galutinį tūrį, raskite sunaudoto kuro tūrį. Naudodamiesi lentele raskite jo tankį ir padauginkite iš tūrio, gaudami sunaudoto kuro masę m =? V. Išreikškite masę kilogramais. Priklausomai nuo kuro rūšies (benzino ar dyzelino), pagal lentelę nustatykite specifinę jo degimo šilumą. Efektyvumui nustatyti didžiausią galią padauginkite iš variklio darbo laiko ir iš 100%, o rezultatą padalykite pakopomis iš jo masės ir savitosios degimo šilumos efektyvumo =P t 100%/(q m).

2. Tobulam šilumos varikliui galima pritaikyti Carnot formulę. Norėdami tai padaryti, išsiaiškinkite kuro degimo temperatūrą ir specialiu termometru išmatuokite šaldytuvo (išmetamųjų dujų) temperatūrą. Temperatūrą, išmatuotą Celsijaus laipsniais, konvertuokite į besąlyginę skalę, prie vertės pridėdami skaičių 273. Norėdami nustatyti efektyvumą iš skaičiaus 1, atimkite šaldytuvo ir šildytuvo temperatūrų santykį (kuro degimo temperatūra) Efektyvumas = (1) -Tcol/Tnag) 100%. Ši efektyvumo skaičiavimo parinktis neatsižvelgia į mechaninę trintį ir šilumos mainus su išorine aplinka.

3. Elektros variklio naudingumo koeficiento nustatymas Išsiaiškinkite vardinę elektros variklio galią pagal techninę dokumentaciją. Prijunkite jį prie srovės šaltinio, pasiekdami maksimalius veleno ciklus, ir testerio pagalba išmatuokite jo įtampą ir srovę grandinėje. Norint nustatyti efektyvumą, dokumentacijoje nurodytą galią padalinkite iš srovės ir įtampos sandaugos, padauginkite iš 100% naudingumo koeficiento =P 100%/(I U).

Video tema

Pastaba! Visuose skaičiavimuose efektyvumas turėtų būti mažesnis nei 100%.

Norėdami peržiūrėti normalią populiacijos dinamiką, sociologai turi nustatyti bendruosius koeficientus. Pagrindiniai iš jų – vaisingumo, mirtingumo, santuokos ir natūralių pajamų rodikliai. Pagal juos galima sudaryti demografinį vaizdą tam tikru momentu.

Instrukcijos

1. Atkreipkite dėmesį, kad bendras rodiklis yra santykinis rodiklis. Taigi gimdymų skaičius tam tikru laikotarpiu, tarkime, per metus, skirsis nuo bendro gimstamumo rodiklio. Taip yra dėl to, kad jį surandant atsižvelgiama į duomenis apie bendrą gyventojų skaičių. Tai leidžia palyginti dabartinius tyrimų rezultatus su ankstesnių metų rezultatais.

2. Nustatykite atsiskaitymo laikotarpį. Pavyzdžiui, norėdami sužinoti santuokų procentą, turite nustatyti, per kurį laikotarpį santuokų skaičius jums rūpi. Taigi paskutinių šešių mėnesių duomenys labai skirsis nuo tų, kuriuos gausite nustatydami penkerių metų laikotarpį. Apsvarstykite, kad skaičiavimo laikotarpis skaičiuojant bendrą rodiklį yra nurodytas metais.

3. Nustatykite bendrą gyventojų skaičių. Panašių tipų duomenis galima gauti remiantis gyventojų surašymo duomenimis. Norėdami nustatyti bendruosius gimstamumo, mirtingumo, santuokos ir skyrybų rodiklius, turėsite rasti visų gyventojų ir skaičiavimo laikotarpio sandaugą. Gautą skaičių įrašykite į vardiklį.

4. Vietoj skaitiklio įdėkite besąlyginį rodiklį, atitinkantį norimą santykinį. Tarkime, jei susiduriate su užduotimi nustatyti visuotinį gimstamumą, tada skaitiklio vietoje turėtų būti skaičius, atspindintis bendrą vaikų, gimusių per jums rūpimą laikotarpį, skaičių. Jei jūsų tikslas yra nustatyti mirtingumo ar santuokos lygio pakopą, tada vietoj skaitiklio įrašykite atitinkamai skaičiavimo laikotarpiu mirusių žmonių skaičių arba susituokusių žmonių skaičių.

5. Gautą skaičių padauginkite iš 1000. Tai bus bendras jūsų pageidaujamas rodiklis. Jei susiduriate su užduotimi rasti bendrą pajamų rodiklį, iš gimstamumo atimkite mirtingumą.

Video tema

Žodis „darbas“ reiškia kiekvieną veiksmą, suteikiantį žmogui pragyvenimo šaltinį. Kitaip tariant, už tai jis gauna fizinį atlygį. Nepaisant to, žmonės yra pasirengę laisvalaikiu nemokamai arba už simbolinį atlygį dalyvauti ir socialiai naudinguose darbuose, kurių tikslas – remti vargstančius, sutvarkyti kiemus ir gatves, sutvarkyti apželdinimą ir kt. Tokių savanorių, ko gero, dar būtų didžiulis skaičius, tačiau jie dažnai nežino, kur gali prireikti jų paslaugų.

Instrukcijos

1. Viena žinomiausių visuomenei naudingo darbo rūšių yra labdara. Ji apima pagalbą nepasiturinčioms, socialiai pažeidžiamoms gyventojų grupėms: neįgaliesiems, senjorams, benamiams. Žodžiu, kiekvienam, kuris dėl kažkokių priežasčių atsiduria sunkioje gyvenimo situacijoje.

2. Savanoriai, norintys dalyvauti teikiant tokią pagalbą, turėtų kreiptis į artimiausias filantropines organizacijas arba visuomenės pagalbos skyrius. Pasiteirauti galite artimiausioje bažnyčioje – dvasininkas tikriausiai žino, kuriam iš jo kaimenės ypač reikia paramos.

3. Iniciatyvos galite imtis ir tiesiogine to žodžio prasme savo gyvenamojoje vietoje – in daugiabutis namas Tikriausiai yra vienišų pensininkų, neįgaliųjų ar vienišų mamų, kurių sąskaitoje visas rublis. Suteikite jiems visą įmanomą pagalbą. Tai nebūtinai turi sudaryti iš piniginės aukos – leistina, tarkime, laikas nuo laiko nueiti į bakalėjos parduotuvę ar į vaistinę nusipirkti vaistų.

4. Daug kas nori dalyvauti gerinant gimtąjį miestą. Jie turėtų kreiptis į atitinkamas vietos savivaldybės struktūras, tarkime, atsakingas už teritorijų valymą ir apželdinimą. Darbo tikriausiai bus. Be to, galima, tarkime, savo iniciatyva pasidaryti gėlyną po namo langais ir sodinti gėles.

5. Yra žmonių, kurie tikrai myli gyvūnus ir nori padėti beglobiams šunims ir katėms. Jei patenkate į šią kategoriją, susisiekite su vietinėmis gyvūnų teisių organizacijomis arba gyvūnų prieglaudų savininkais. Na, o jei gyvenate didžiuliame mieste, kur yra zoologijos sodai, pasiteiraukite administracijos, ar reikia padėjėjų prižiūrėti gyvūnus. Kaip įprasta, tokie pagalbos pasiūlymai sutinkami su dėkingumu.

6. Neįmanoma pamiršti apie jaunosios kartos išsilavinimą. Jei entuziastingas savanoris sugebės, tarkime, vesti pamokas kokiame nors mokyklos būrelyje ar kultūros ir kūrybos centre, jis atneš didžiulę naudą. Žodžiu, daug socialiai tinkamo darbo rūpestingiems žmonėms, kiekvienam skoniui ir tikimybei. Atsirastų noras.

Drėgmės indikatorius yra indikatorius, naudojamas mikroklimato parametrams nustatyti. Jį galima apskaičiuoti, jei turite informacijos apie kritulius regione per gana ilgą laikotarpį.

Drėgmės indeksas

Drėkinimo koeficientas yra specialus meteorologijos srities ekspertų sukurtas rodiklis, skirtas įvertinti mikroklimato drėgmės laipsnį tam tikrame regione. Buvo atsižvelgta, kad mikroklimatas yra ilgalaikis atsakas į oro sąlygas tam tikroje vietovėje. Dėl to drėgmės rodiklį taip pat nuspręsta svarstyti ilgą laiką: kaip įprasta, šis rodiklis skaičiuojamas pagal per metus surinktus duomenis, todėl drėgmės rodiklis parodo, koks didžiulis kritulių kiekis iškrenta per šį laikotarpį. yra svarstomame regione. Tai, savo ruožtu, yra vienas iš pagrindinių veiksnių, nulemiančių šioje vietovėje vyraujančią augmenijos tipą.

Drėgmės indekso apskaičiavimas

Drėgmės rodiklio apskaičiavimo formulė yra tokia: K = R / E. Šioje formulėje simbolis K žymi tikrąjį drėgmės rodiklį, o simbolis R nurodo per metus tam tikroje vietovėje iškritusių kritulių kiekį, išreikštą milimetrais. Galiausiai simbolis E reiškia kritulių kiekį, kuris išgaravo nuo žemės paviršiaus per tą patį laikotarpį. Nurodytas kritulių kiekis, kuris taip pat išreiškiamas milimetrais, priklauso nuo dirvožemio tipo, temperatūros tam tikrame regione tam tikru metu ir kitų veiksnių. Vadinasi, nepaisant akivaizdaus pateiktos formulės paprastumo, drėgmės rodiklio apskaičiavimas reikalauja daugybės išankstinių matavimų naudojant tiksliuosius prietaisus ir juos gali atlikti tik gana didelė meteorologų komanda. tam tikroje teritorijoje, atsižvelgiant į visus šiuos rodiklius, kaip įprasta, leidžia labai patikimai nustatyti, kokia augmenija šiame regione vyrauja. Taigi, jei drėgmės indeksas viršija 1, tai rodo aukštą drėgmės lygį tam tikroje vietovėje, o tai suteikia pranašumų tokioms augmenijos rūšims kaip taiga, tundra ar miško tundra. Patenkinamas drėgmės lygis atitinka 1 drėgmės indeksą ir, kaip įprasta, pasižymi mišrių arba plačialapių miškų vyravimu. Drėgmės indeksas nuo 0,6 iki 1 būdingas miško stepėms, nuo 0,3 iki 0,6 - stepėms, nuo 0,1 iki 0,3 - pusiau dykumoms ir nuo 0 iki 0,1 - dykumoms.

Video tema

jprosto.ru

Efektyvumas

Tarkime, poilsiaujame vasarnamyje, o iš šulinio reikia pasisemti vandens. Nuleidžiame į jį kibirą, supilame vandenį ir pradedame kelti. Ar pamiršote, koks yra mūsų tikslas? Teisingai: atsigerk vandens. Bet pažiūrėkite: mes keliame ne tik vandenį, bet ir patį kibirą, taip pat sunkią grandinę, ant kurios jis kabo. Tai simbolizuoja dviejų spalvų rodyklė: mūsų keliamo krovinio svoris yra vandens ir kibiro bei grandinės svorio suma.

Įvertinę situaciją kokybiškai, pasakysime: kartu su naudingais vandens pakėlimo darbais atliekame ir kitus darbus - kaušo ir grandinės kėlimą. Žinoma, be grandinės ir kibiro mes negalėtume semti vandens, bet galutinio tikslo požiūriu jų svoris mums „kenkia“. Jei šis svoris būtų mažesnis, tada bendras atliktas darbas taip pat būtų mažesnis (su tuo pačiu naudingu darbu).

Dabar pereikime prie kiekybinio šių darbų tyrimo ir pristatykime fizikinį dydį, vadinamą efektyvumu.

Užduotis. Perdirbimui atrinktus obuolius krautuvas supila iš krepšelių į sunkvežimį. Tuščio krepšelio masė – 2 kg, o obuolių jame – 18 kg. Kokia dalis krautuvo naudingo darbo iš viso jo darbo?

Sprendimas. Visas darbas – obuolių perkėlimas į krepšelius. Šis darbas susideda iš obuolių kėlimo ir krepšelių kėlimo. Svarbu: obuolių kėlimas yra naudingas darbas, o krepšių kėlimas yra „nenaudingas“, nes krautuvo darbo tikslas yra perkelti tik obuolius.

Įveskime žymėjimą: Fя – jėga, kuria rankos kelia tik obuolius į viršų, o Fк – jėga, kuria rankos pakelia tik krepšį. Kiekviena iš šių jėgų lygi atitinkamai sunkio jėgai: F=mg.

Naudodami formulę A = ±(F||· l) , „išrašome“ šių dviejų jėgų darbą:

Naudingas = +Fя · lя = mя g · h ir Аnenaudingas = +Fк · lк = mк g · h

Bendras darbas susideda iš dviejų darbų, tai yra lygi jų sumai:

Visiškas = naudingas + nenaudingas = mя g h + mк g h = (mя + mк) · g h

Užduotyje mūsų prašoma apskaičiuoti krovėjo naudingo darbo dalį nuo viso jo darbo. Padarykime tai naudingą darbą padalydami iš bendros sumos:

Fizikoje tokios dalys paprastai išreiškiamos procentais ir žymimos graikiška raide „η“ (skaitykite: „tai“). Rezultate gauname:

η = 0,9 arba η = 0,9 100% = 90%, tai yra tas pats.

Šis skaičius rodo, kad iš 100% viso krovėjo darbo jo naudingo darbo dalis yra 90%. Problema išspręsta.

Fizinis dydis, lygus naudingo darbo ir viso atlikto darbo santykiui, fizikoje turi savo pavadinimą - efektyvumas - naudingumo koeficientas:

Apskaičiavus efektyvumą pagal šią formulę, jis dažniausiai dauginamas iš 100%. Ir atvirkščiai: norint pakeisti efektyvumą į šią formulę, jo reikšmę reikia konvertuoti iš procentų į dešimtainę trupmeną, padalijus iš 100%.

klausimai-physics.ru

Šilumos variklio efektyvumas. Šilumos variklio efektyvumas

Daugelio tipų mašinų veikimas pasižymi tokiu svarbiu rodikliu kaip šilumos variklio efektyvumas. Kasmet inžinieriai stengiasi sukurti pažangesnę įrangą, kuri su mažesnėmis degalų sąnaudomis duotų maksimalų jos naudojimo rezultatą.

Šilumos variklio įtaisas

Prieš suprasdami, kas yra efektyvumas, būtina suprasti, kaip veikia šis mechanizmas. Nežinant jo veikimo principų, neįmanoma išsiaiškinti šio rodiklio esmės. Šilumos variklis yra įrenginys, kuris atlieka darbą naudodamas vidinę energiją. Bet kuris šilumos variklis, paverčiantis šiluminę energiją mechanine energija, naudoja medžiagų šiluminį plėtimąsi, kai temperatūra didėja. Kietojo kūno varikliuose galima keisti ne tik medžiagos tūrį, bet ir kėbulo formą. Tokio variklio veikimui taikomi termodinamikos dėsniai.

Veikimo principas

Norint suprasti, kaip veikia šilumos variklis, būtina atsižvelgti į jo konstrukcijos pagrindus. Prietaiso veikimui reikalingi du korpusai: karštas (šildytuvas) ir šaltas (šaldytuvas, aušintuvas). Šilumos variklių veikimo principas (šilumos variklio efektyvumas) priklauso nuo jų tipo. Dažnai šaldytuvas yra garų kondensatorius, o šildytuvas yra bet koks kuras, degantis krosnyje. Idealaus šiluminio variklio efektyvumas nustatomas pagal šią formulę:

Efektyvumas = (Teatas – kietas) / Teatras. x 100%.

Šiuo atveju tikro variklio efektyvumas niekada negali viršyti pagal šią formulę gautos vertės. Be to, šis skaičius niekada neviršys aukščiau nurodytos vertės. Siekiant padidinti efektyvumą, dažniausiai padidinama šildytuvo temperatūra, o sumažinama šaldytuvo temperatūra. Abu šiuos procesus ribos faktinės įrangos veikimo sąlygos.

Veikiant šiluminiam varikliui, dirbama, nes dujos pradeda netekti energijos ir atvėsta iki tam tikros temperatūros. Pastaroji paprastai yra keliais laipsniais aukštesnė už aplinkinę atmosferą. Tai yra šaldytuvo temperatūra. Šis specialus prietaisas skirtas aušinimui ir vėlesniam išmetamųjų garų kondensavimui. Ten, kur yra kondensatoriai, šaldytuvo temperatūra kartais būna žemesnė už aplinkos temperatūrą.

Šilumos variklyje, kai kūnas įkaista ir plečiasi, jis nepajėgia atiduoti visos savo vidinės energijos darbui atlikti. Dalis šilumos bus perduota į šaldytuvą kartu su išmetamosiomis dujomis arba garais. Ši šiluminės vidinės energijos dalis neišvengiamai prarandama. Kuro degimo metu darbinis skystis iš šildytuvo gauna tam tikrą šilumos kiekį Q1. Tuo pačiu jis vis dar atlieka darbą A, kurio metu dalį šiluminės energijos perduoda į šaldytuvą: Q2

Efektyvumas apibūdina variklio efektyvumą energijos konversijos ir perdavimo srityje. Šis rodiklis dažnai matuojamas procentais. Efektyvumo formulė:

η*A/Qx100%, kur Q – sunaudota energija, A – naudingas darbas.

Remdamiesi energijos tvermės dėsniu, galime daryti išvadą, kad efektyvumas visada bus mažesnis už vienetą. Kitaip tariant, niekada nebus naudingesnio darbo už tam išeikvotą energiją.

Variklio efektyvumas – tai naudingo darbo ir šildytuvo tiekiamos energijos santykis. Jis gali būti pavaizduotas šios formulės forma:

η = (Q1-Q2)/ Q1, kur Q1 – iš šildytuvo gaunama šiluma, o Q2 – šaldytuvui atiduodama šiluma.

Šilumos variklio veikimas

Šilumos variklio atliktas darbas apskaičiuojamas pagal šią formulę:

A = |QH| - |QX|, kur A – darbas, QH – iš šildytuvo gautas šilumos kiekis, QX – aušintuvui atiduodamas šilumos kiekis.

|QH| - |QX|)/|QH| = 1 – |QX|/|QH|

Jis lygus variklio atlikto darbo ir gaunamos šilumos kiekio santykiui. Šio perdavimo metu prarandama dalis šiluminės energijos.

Carnot variklis

Didžiausias šilumos variklio efektyvumas stebimas Carnot įrenginyje. Taip yra dėl to, kad šioje sistemoje tai priklauso tik nuo absoliučios šildytuvo (Tn) ir aušintuvo (Tx) temperatūros. Šilumos variklio, veikiančio pagal Carnot ciklą, efektyvumas nustatomas pagal šią formulę:

(Tn - Tx)/ Tn = - Tx - Tn.

Termodinamikos dėsniai leido apskaičiuoti didžiausią galimą efektyvumą. Šį rodiklį pirmasis apskaičiavo prancūzų mokslininkas ir inžinierius Sadi Carnot. Jis išrado šiluminį variklį, kuris veikė idealiomis dujomis. Jis veikia 2 izotermų ir 2 adiabatų cikle. Jo veikimo principas gana paprastas: prie indo su dujomis prijungiamas šildytuvas, dėl to darbinis skystis izotermiškai plečiasi. Tuo pačiu metu jis veikia ir gauna tam tikrą šilumos kiekį. Po to indas yra termiškai izoliuojamas. Nepaisant to, dujos ir toliau plečiasi, bet adiabatiškai (be šilumos mainų su aplinka). Šiuo metu jo temperatūra nukrenta iki šaldytuvo. Šiuo metu dujos liečiasi su šaldytuvu, todėl izometrinio suspaudimo metu išskiria tam tikrą šilumos kiekį. Tada indas vėl termiškai izoliuojamas. Šiuo atveju dujos adiabatiškai suspaudžiamos iki pradinio tūrio ir būsenos.

Veislės

Šiais laikais yra daugybė šilumos variklių tipų, kurie veikia skirtingais principais ir naudoja skirtingą kurą. Visi jie turi savo efektyvumą. Tai apima:

Vidaus degimo variklis (stūmoklis), kuris yra mechanizmas, kai dalis degančio kuro cheminės energijos paverčiama mechanine energija. Tokie prietaisai gali būti dujiniai ir skysti. Yra 2 ir 4 taktų varikliai. Jie gali turėti nepertraukiamą darbo ciklą. Pagal kuro mišinio paruošimo būdą tokie varikliai yra karbiuratoriniai (su išoriniu mišinio formavimu) ir dyzeliniai (su vidiniu). Pagal energijos keitiklio tipą jie skirstomi į stūmoklinius, reaktyvinius, turbininius ir kombinuotus. Tokių mašinų efektyvumas neviršija 0,5.

Stirlingo variklis yra įtaisas, kuriame darbinis skystis yra uždaroje erdvėje. Tai išorinio degimo variklio tipas. Jo veikimo principas pagrįstas periodišku kūno aušinimu/šildymu gaminant energiją, pasikeitus jo tūriui. Tai vienas efektyviausių variklių.

Turbininis (rotorinis) variklis su išoriniu degalų degimu. Tokie įrenginiai dažniausiai randami šiluminėse elektrinėse.

Šiluminėse elektrinėse piko režimu naudojami turbininiai (rotaciniai) vidaus degimo varikliai. Ne taip plačiai kaip kiti.

Turbininis variklis dalį savo traukos sukuria pro sraigtą. Likusią dalį jis gauna iš išmetamųjų dujų. Jo konstrukcija – rotorinis variklis (dujų turbina), ant kurio veleno sumontuotas sraigtas.

Kitų tipų šiluminiai varikliai

Raketiniai, turboreaktyviniai ir reaktyviniai varikliai, kurių trauka gaunama iš išmetamųjų dujų.

Kietojo kūno varikliai naudoja kietąsias medžiagas kaip kurą. Eksploatacijos metu kinta ne jo tūris, o forma. Eksploatuojant įrangą naudojamas itin mažas temperatūrų skirtumas.

Kaip galite padidinti efektyvumą

Ar įmanoma padidinti šilumos variklio efektyvumą? Atsakymo reikia ieškoti termodinamikoje. Ji tiria skirtingų energijos rūšių tarpusavio transformacijas. Nustatyta, kad visos turimos šiluminės energijos neįmanoma paversti elektrine, mechanine ir kt. Tačiau jų pavertimas šilumine energija vyksta be jokių apribojimų. Tai įmanoma dėl to, kad šiluminės energijos prigimtis pagrįsta netvarkingu (chaotišku) dalelių judėjimu.

Kuo labiau kūnas įkaista, tuo greičiau judės jį sudarančios molekulės. Dalelių judėjimas taps dar nepastovesnis. Be to, visi žino, kad tvarką galima lengvai paversti chaosu, kurį labai sunku užsisakyti.

fb.ru

Šiuolaikinės realybės reikalauja plačiai naudoti šilumos variklius. Daugybė bandymų juos pakeisti elektros varikliais iki šiol žlugo. Sunku išspręsti problemas, susijusias su elektros energijos kaupimu autonominėse sistemose.

Elektros energijos akumuliatorių gamybos technologijos problemos, atsižvelgiant į jų ilgalaikį naudojimą, vis dar aktualios. Elektromobilių greičio charakteristikos toli gražu skiriasi nuo automobilių su vidaus degimo varikliais.

Pirmieji žingsniai kuriant hibridinius variklius gali žymiai sumažinti kenksmingų išmetamųjų teršalų kiekį megapoliuose, sprendžiant aplinkosaugos problemas.

Šiek tiek istorijos

Galimybė paversti garo energiją į judėjimo energiją buvo žinoma senovėje. 130 m. pr. Kr.: Filosofas Heronas iš Aleksandrijos žiūrovams pristatė garų žaislą – eolipilę. Sfera, užpildyta garais, pradėjo suktis veikiama iš jos sklindančių čiurkšlių. Šis modernių garo turbinų prototipas tais laikais nebuvo naudojamas.

Daugelį metų ir šimtmečių filosofo kūryba buvo laikoma tik smagiu žaislu. 1629 metais italas D. Branchi sukūrė aktyviąją turbiną. Garai varė diską su ašmenimis.

Nuo to momento prasidėjo spartus garo variklių vystymasis.

Šilumos variklis

Šilumos varikliuose naudojamas kuro pavertimas mašinų dalių ir mechanizmų judėjimo energija.

Pagrindinės mašinų dalys: šildytuvas (sistema energijai gauti iš išorės), darbinis skystis (atlieka naudingą veiksmą), šaldytuvas.

Šildytuvas sukurtas taip, kad darbinis skystis sukauptų pakankamai vidinės energijos naudingiems darbams atlikti. Šaldytuvas pašalina energijos perteklių.

Pagrindinė efektyvumo charakteristika vadinama šilumos variklių efektyvumu. Ši vertė parodo, kiek šildymui sunaudojamos energijos išleidžiama naudingam darbui atlikti. Kuo didesnis efektyvumas, tuo pelningesnis mašinos darbas, tačiau ši vertė negali viršyti 100%.

Efektyvumo skaičiavimas

Tegul šildytuvas iš išorės gauna energiją, lygią Q 1 . Darbinis skystis atliko darbą A, o šaldytuvui suteikta energija siekė Q 2.

Remdamiesi apibrėžimu, apskaičiuojame efektyvumo vertę:

η= A / Q 1 . Atsižvelkime į tai, kad A = Q 1 - Q 2.

Taigi šiluminio variklio, kurio formulė yra η = (Q 1 - Q 2) / Q 1 = 1 - Q 2 / Q 1, efektyvumas leidžia padaryti tokias išvadas:

• Efektyvumas negali viršyti 1 (arba 100%);
• norint maksimaliai padidinti šią vertę, reikia arba padidinti iš šildytuvo gaunamą energiją, arba sumažinti šaldytuvui suteikiamą energiją;
• šildytuvo energijos didinimas pasiekiamas keičiant kuro kokybę;
• Variklių konstrukcijos ypatybės gali sumažinti šaldytuvui skiriamą energiją.

Idealus šilumos variklis

Ar galima sukurti variklį, kurio efektyvumas būtų maksimalus (idealiu atveju lygus 100%)? Atsakymą į šį klausimą bandė rasti prancūzų fizikas teoretikas ir talentingas inžinierius Sadi Carnot. 1824 m. buvo paskelbti jo teoriniai skaičiavimai apie dujose vykstančius procesus.

Pagrindinė idealios mašinos idėja gali būti laikoma grįžtamųjų procesų vykdymu su idealiomis dujomis. Pradedame nuo dujų izoterminio išsiplėtimo esant temperatūrai T 1 . Tam reikalingas šilumos kiekis Q 1. Po to dujos plečiasi be šilumos mainų, pasiekusios temperatūrą T 2, dujos izotermiškai susispaudžia, perduodamos energiją Q 2 į šaldytuvą. Dujos adiabatiškai grįžta į pradinę būseną.

Idealaus Carnot šiluminio variklio efektyvumas, tiksliai apskaičiavus, yra lygus šildymo ir vėsinimo įrenginių temperatūrų skirtumo ir šildytuvo temperatūros santykiui. Tai atrodo taip: η=(T 1 - T 2)/ T 1.

Galimas šiluminio variklio efektyvumas, kurio formulė yra: η = 1 - T 2 / T 1, priklauso tik nuo šildytuvo ir aušintuvo temperatūrų ir negali būti didesnis nei 100%.

Be to, šis ryšys leidžia įrodyti, kad šiluminių variklių efektyvumas gali būti lygus vienybei tik tada, kai šaldytuvas pasiekia temperatūrą. Kaip žinoma, ši vertė nepasiekiama.

Karno teoriniai skaičiavimai leidžia nustatyti maksimalų bet kokios konstrukcijos šilumos variklio efektyvumą.

Karno įrodyta teorema yra tokia. Jokiomis aplinkybėmis savavališko šilumos variklio naudingumo koeficientas negali būti didesnis už tą pačią idealaus šiluminio variklio naudingumo vertę.

Problemos sprendimo pavyzdys

1 pavyzdys. Koks idealaus šiluminio variklio naudingumo koeficientas, jei šildytuvo temperatūra yra 800 o C, o šaldytuvo – 500 o C žemesnė?

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

Pagal apibrėžimą: η=(T 1 - T 2)/ T 1.

Mums pateikiama ne šaldytuvo temperatūra, o ∆T= (T 1 - T 2), taigi:

η= ∆T / T 1 = 500 K/1073 K = 0,46.

Atsakymas: efektyvumas = 46%.

2 pavyzdys. Nustatykite idealaus šiluminio variklio naudingumo koeficientą, jei dėl įgyto vieno kilodžaulio šildytuvo energijos naudingas darbas 650 J. Kokia šiluminio variklio šildytuvo temperatūra, jei aušintuvo temperatūra 400 K?

Q 1 = 1 kJ = 1000 J, A = 650 J, T2 = 400 K, η - ?, T 1 = ?

Šioje užduotyje mes kalbame apie šiluminę instaliaciją, kurios efektyvumą galima apskaičiuoti pagal formulę:

Norėdami nustatyti šildytuvo temperatūrą, naudojame idealaus šilumos variklio efektyvumo formulę:

η = (T 1 - T 2) / T 1 = 1 - T 2 / T 1.

Atlikę matematines transformacijas gauname:

T 1 = T 2 /(1- η).

T 1 = T 2 /(1- A / Q 1).

Paskaičiuokime:

η = 650 J/ 1000 J = 0,65.

T 1 = 400 K / (1–650 J / 1 000 J) = 1 142,8 K.

Atsakymas: η= 65%, T 1 = 1142,8 K.

Realios sąlygos

Idealus šilumos variklis sukurtas atsižvelgiant į idealius procesus. Darbas atliekamas tik izoterminiuose procesuose, jo reikšmė nustatoma kaip Carnot ciklo grafiko ribojamas plotas.

Iš tikrųjų neįmanoma sudaryti sąlygų, kad dujų būsenos pasikeitimo procesas vyktų be lydinčių temperatūros pokyčių. Nėra medžiagų, kurios pašalintų šilumos mainus su aplinkiniais objektais. Adiabatinis procesas tampa neįmanomas. Šilumos mainų atveju būtinai turi keistis dujų temperatūra.

Realiomis sąlygomis sukurtų šiluminių variklių efektyvumas gerokai skiriasi nuo idealių variklių efektyvumo. Atkreipkite dėmesį, kad procesai tikruose varikliuose vyksta taip greitai, kad darbinės medžiagos vidinės šiluminės energijos kitimo keičiant jos tūrį negali kompensuoti šilumos antplūdis iš šildytuvo ir perdavimas į šaldytuvą.

Kiti šiluminiai varikliai

Tikri varikliai veikia skirtingais ciklais:

• Otto ciklas: pastovaus tūrio procesas kinta adiabatiškai, sukuriant uždarą ciklą;
• Dyzelino ciklas: izobarinis, adiabatinis, izochoras, adiabatinis;
• esant pastoviam slėgiui vykstantis procesas pakeičiamas adiabatiniu, uždarant ciklą.

Šiuolaikinėmis technologijomis neįmanoma sukurti pusiausvyros procesų tikruose varikliuose (priartinti juos prie idealių). Šilumos variklių efektyvumas yra žymiai mažesnis, net atsižvelgiant į tokias pačias temperatūros sąlygas kaip ir idealioje šiluminėje instaliacijoje.

Tačiau efektyvumo skaičiavimo formulės vaidmuo neturėtų būti sumažintas, nes būtent tai tampa atspirties tašku didinant tikrų variklių efektyvumą.

Efektyvumo keitimo būdai

Lyginant idealius ir tikrus šilumos variklius, verta atkreipti dėmesį į tai, kad pastarųjų šaldytuvo temperatūra negali būti bet kokia. Paprastai atmosfera laikoma šaldytuvu. Atmosferos temperatūrą galima priimti tik apytiksliais skaičiavimais. Patirtis rodo, kad aušinimo skysčio temperatūra yra lygi variklių išmetamųjų dujų temperatūrai, kaip ir vidaus degimo varikliuose (sutrumpintai ICE).

ICE yra labiausiai paplitęs šilumos variklis mūsų pasaulyje. Šilumos variklio efektyvumas šiuo atveju priklauso nuo degančio kuro sukuriamos temperatūros. Reikšmingas skirtumas tarp vidaus degimo variklių ir garo variklių yra šildytuvo ir prietaiso darbinio skysčio funkcijų sujungimas oro ir kuro mišinyje. Degdamas mišinys sukuria spaudimą judančioms variklio dalims.

Pasiekiamas darbinių dujų temperatūros padidėjimas, žymiai pakeičiant kuro savybes. Deja, to negalima daryti neribotą laiką. Bet kuri medžiaga, iš kurios pagaminta variklio degimo kamera, turi savo lydymosi temperatūrą. Tokių medžiagų atsparumas karščiui yra pagrindinė variklio charakteristika, taip pat galimybė reikšmingai paveikti efektyvumą.

Variklio naudingumo vertės

Jei laikysime darbinių garų, kurių įleidimo angoje yra 800 K, o išmetamųjų dujų - 300 K, temperatūrą, tada šios mašinos efektyvumas yra 62%. Realiai ši vertė neviršija 40 proc. Šis sumažėjimas atsiranda dėl šilumos nuostolių kaitinant turbinos korpusą.

Didžiausia vidaus degimo vertė neviršija 44%. Šios vertės didinimas – artimiausios ateities reikalas. Medžiagų ir kuro savybių keitimas yra problema, su kuria dirba geriausi žmonijos protai.

Efektyvumo koeficientas (efektyvumas) yra terminas, kuris gali būti taikomas, ko gero, kiekvienai sistemai ir įrenginiui. Netgi žmogus turi efektyvumo koeficientą, nors objektyvios formulės, kaip jį rasti, turbūt kol kas nėra. Šiame straipsnyje mes išsamiai paaiškinsime, kas yra efektyvumas ir kaip jį galima apskaičiuoti įvairioms sistemoms.

Efektyvumo apibrėžimas

Efektyvumas yra rodiklis, apibūdinantis sistemos efektyvumą energijos išeiga arba konversija. Efektyvumas yra neišmatuojamas dydis ir pateikiamas kaip skaitinė reikšmė intervale nuo 0 iki 1 arba kaip procentas.

Bendroji formulė

Efektyvumas žymimas simboliu Ƞ.

Bendra matematinė efektyvumo nustatymo formulė parašyta taip:

Ƞ=A/Q, kur A – sistemos atliekama naudinga energija/darbas, o Q – energija, sunaudota šios sistemos naudingos produkcijos gavimo procesui organizuoti.

Naudingumo koeficientas, deja, visada yra mažesnis arba lygus vienetui, nes pagal energijos tvermės dėsnį negalime gauti daugiau darbo nei sunaudojama energija. Be to, efektyvumas iš tikrųjų labai retai prilygsta vienybei, nes naudingą darbą visada lydi nuostoliai, pavyzdžiui, kaitinant mechanizmą.

Šilumos variklio efektyvumas

Šilumos variklis yra įrenginys, paverčiantis šiluminę energiją mechanine. Šilumos variklyje darbą lemia skirtumas tarp šilumos kiekio, gaunamo iš šildytuvo, ir šilumos kiekio, perduodamo aušintuvui, todėl efektyvumas nustatomas pagal formulę:

• Ƞ=Qн-Qх/Qн, kur Qн yra šilumos kiekis, gaunamas iš šildytuvo, o Qх yra šilumos kiekis, atiduodamas aušintuvui.

Manoma, kad didžiausią efektyvumą užtikrina varikliai, veikiantys Carnot ciklu. Šiuo atveju efektyvumas nustatomas pagal formulę:

• Ƞ=T1-T2/T1, kur T1 – karštosios versmės temperatūra, T2 – šaltojo šaltinio temperatūra.

Elektros variklio efektyvumas

Elektros variklis yra prietaisas, kuris elektros energiją paverčia mechanine energija, todėl efektyvumas šiuo atveju yra įrenginio naudingumo koeficientas paverčiant elektros energiją mechanine energija. Elektrinio variklio efektyvumo nustatymo formulė atrodo taip:

• Ƞ=P2/P1, kur P1 yra tiekiama elektros galia, P2 yra variklio generuojama naudingoji mechaninė galia.

Elektros galia randama kaip sistemos srovės ir įtampos sandauga (P=UI), o mechaninė galia kaip darbo per laiko vienetą santykis (P=A/t)

Transformatoriaus efektyvumas

Transformatorius – tai įrenginys, kuris išlaikant dažnį vienos įtampos kintamąją srovę paverčia kitos įtampos kintamąja srove. Be to, transformatoriai taip pat gali konvertuoti kintamąją srovę į nuolatinę.

Transformatoriaus efektyvumas nustatomas pagal formulę:

• Ƞ=1/1+(P0+PL*n2)/(P2*n), kur P0 – tuščiosios eigos nuostoliai, PL – apkrovos nuostoliai, P2 – apkrovai tiekiama aktyvioji galia, n – santykinis laipsnis apkrovos.

Efektyvumas ar neefektyvumas?

Verta paminėti, kad be efektyvumo, yra nemažai rodiklių, apibūdinančių energetinių procesų efektyvumą, o kartais galime susidurti su tokiais apibūdinimais kaip - 130% efektyvumas, tačiau šiuo atveju reikia suprasti, kad terminas vartojamas ne visai teisingai ir, greičiausiai, autorius arba gamintojas šią santrumpą supranta kaip šiek tiek kitokią charakteristiką.

Pavyzdžiui, šilumos siurbliai išsiskiria tuo, kad gali išleisti daugiau šilumos nei sunaudoja. Taigi, šaldymo aparatas gali pašalinti iš vėsinamo objekto daugiau šilumos, nei buvo sunaudota energijos ekvivalento išėmimui organizuoti. Šaldymo mašinos efektyvumo rodiklis vadinamas šaldymo koeficientu, žymimas raide Ɛ ir nustatomas pagal formulę: Ɛ=Qx/A, kur Qx – iš šalto galo pašalinta šiluma, A – pašalinimo proceso sunaudotas darbas. . Tačiau kartais šaldymo koeficientas dar vadinamas šaldymo mašinos efektyvumu.

Įdomu ir tai, kad katilų, veikiančių organiniu kuru, naudingumo koeficientas dažniausiai skaičiuojamas pagal mažesnį šilumingumą ir jis gali būti didesnis nei vienetas. Tačiau jis vis dar tradiciškai vadinamas efektyvumu. Galima nustatyti katilo naudingumo koeficientą pagal didesnę kaloringumo vertę, tada jis visada bus mažesnis nei vienas, tačiau tokiu atveju bus nepatogu lyginti katilų našumą su kitų įrenginių duomenimis.