Verjetno se je že vsak spraševal o učinkovitosti (koeficientu izkoristka) motorja z notranjim zgorevanjem. Konec koncev, višji kot je ta indikator, bolj učinkovito deluje napajalna enota. Za trenutno najučinkovitejši tip velja električni, njegov izkoristek lahko doseže tudi do 90 - 95%, vendar je za motorje z notranjim zgorevanjem, naj gre za dizel ali bencin, milo rečeno daleč od idealnega. ..
Iskreno povedano, sodobne možnosti motorjev so veliko bolj učinkovite od svojih kolegov, ki so bili izdani pred 10 leti, in za to obstaja veliko razlogov. Prej pomislite sami, 1,6-litrska različica je proizvedla le 60 - 70 KM. In zdaj lahko ta vrednost doseže 130 - 150 KM. To je mukotrpno delo za povečanje učinkovitosti, pri katerem je vsak »korak« podan s poskusi in napakami. Vendar začnimo z definicijo.
- to je vrednost razmerja dveh količin, moči, ki se dovaja ročični gredi motorja do moči, ki jo prejme bat, zaradi tlaka plinov, ki so nastali pri vžigu goriva.
Preprosto povedano, to je pretvorba toplotne ali toplotne energije, ki se pojavi med zgorevanjem mešanice goriva (zrak in bencin), v mehansko energijo. Treba je opozoriti, da se je to že zgodilo na primer pri parnih elektrarnah - tudi gorivo je pod vplivom temperature potiskalo bate agregatov. Vendar so bile tamkajšnje naprave mnogokrat večje, samo gorivo pa trdno (običajno premog ali drva), kar je oteževalo transport in obratovanje, nenehno ga je bilo treba z lopatami »donašati« v kurišče. Motorji z notranjim zgorevanjem so veliko bolj kompaktni in lažji od "parnih", gorivo pa je veliko lažje skladiščiti in prevažati.
Več o izgubah
Če pogledamo naprej, lahko z gotovostjo trdimo, da se učinkovitost bencinskega motorja giblje od 20 do 25%. In razlogov za to je veliko. Če vzamemo dohodno gorivo in ga pretvorimo v odstotke, se zdi, da dobimo "100% energije", ki se prenese na motor, nato pa pride do izgub:
1)Učinkovitost goriva . Ne zgori vse gorivo, manjši del ga gre z izpušnimi plini, na tej stopnji izgubimo že do 25% učinkovitosti. Seveda se zdaj sistemi za gorivo izboljšujejo, pojavil se je injektor, vendar je tudi daleč od idealnega.
2) Drugo so toplotne izgubein . Motor ogreva sebe in številne druge elemente, kot so hladilniki, telo in tekočina, ki kroži v njem. Prav tako nekaj toplote odide z izpušnimi plini. Vse to povzroči do 35-odstotno izgubo učinkovitosti.
3) Tretja so mehanske izgube . NA vseh vrstah batov, ojnic, obročkov - na vseh mestih, kjer prihaja do trenja. To lahko vključuje tudi izgube zaradi obremenitve generatorja, na primer, več električne energije generator proizvede, bolj upočasnjuje vrtenje ročične gredi. Seveda so tudi maziva napredovala, a spet nikomur še ni uspelo popolnoma premagati trenja – izgube so še vedno 20-odstotne.
Tako je izkoristek približno 20%! Seveda med bencinskimi možnostmi obstajajo izstopajoče možnosti, pri katerih se ta številka poveča na 25%, vendar jih ni veliko.
Se pravi, če vaš avto porabi 10 litrov goriva na 100 km, potem bosta le 2 litra šla neposredno na delo, ostalo pa so izgube!
Seveda lahko povečate moč, na primer, z vrtanjem glave, oglejte si kratek video.
Če se spomnite formule, se izkaže:
Kateri motor ima največji izkoristek?
Zdaj želim govoriti o bencinskih in dizelskih možnostih ter ugotoviti, katera od njih je najučinkovitejša.
Preprosto povedano in ne da bi se spuščali v tehnične izraze, če primerjate oba faktorja učinkovitosti, je učinkovitejši od njiju seveda dizel in tukaj je razlog:
1) Bencinski motor pretvori le 25 % energije v mehansko energijo, dizelski motor pa približno 40 %.
2) Če dizelski tip opremite s turbopolnilnikom, lahko dosežete učinkovitost 50-53%, kar je zelo pomembno.
Zakaj je torej tako učinkovit? Preprosto – kljub podobnemu načinu dela (oba sta agregata z notranjim zgorevanjem) dizel svoje delo opravlja veliko bolj učinkovito. Ima večjo kompresijo, gorivo pa se vžiga po drugačnem principu. Manj se segreva, kar pomeni prihranek pri hlajenju, ima manj ventilov (prihranek pri trenju), prav tako nima običajnih vžigalnih tuljav in svečk, kar pomeni, da ne zahteva dodatnih stroškov energije od generatorja . Deluje pri nižjih vrtljajih, ni treba mrzlično vrteti ročične gredi - vse to naredi dizelsko različico prvaka v učinkovitosti.
O učinkovitosti dizelskega goriva
IZ višje vrednosti izkoristka sledi izkoristek goriva. Tako lahko na primer 1,6-litrski motor v mestu porabi le 3–5 litrov, v nasprotju z bencinskim tipom, kjer je poraba 7–12 litrov. Dizel je veliko bolj učinkovit, sam motor je pogosto bolj kompakten in lažji, v zadnjem času pa tudi okolju prijaznejši. Vsi ti pozitivni vidiki so doseženi zaradi večje vrednosti, obstaja neposredna povezava med učinkovitostjo in stiskanjem, glejte majhno ploščico.
Med številnimi značilnostmi različnih mehanizmov v avtomobilu je odločilna tista Učinkovitost motorja z notranjim zgorevanjem. Da bi ugotovili bistvo tega koncepta, morate natančno vedeti, kaj je klasični motor z notranjim zgorevanjem.
Učinkovitost motorja z notranjim zgorevanjem - kaj je to?
Najprej motor pretvori toplotno energijo, ki nastane med zgorevanjem goriva, v določeno količino mehansko delo. Za razliko od parnih strojev so ti stroji lažji in bolj kompaktni. So veliko bolj varčni in porabijo strogo določena tekoča in plinasta goriva. Tako se učinkovitost sodobnih motorjev izračuna na podlagi njihovih tehničnih lastnosti in drugih kazalnikov.
Učinkovitost (koeficient učinkovitosti) je razmerje med dejansko močjo, ki se prenaša na gred motorja, in močjo, ki jo zaradi delovanja plinov prejme bat. Če primerjamo učinkovitost motorjev različnih moči, lahko ugotovimo, da ima ta vrednost za vsakega od njih svoje značilnosti.
Oba motorja imata kljub konstrukcijski podobnosti različne vrste nastanek zmesi. Zato bati motorja z uplinjačem delujejo pri višjih temperaturah, kar zahteva kakovostno hlajenje. Zaradi tega se toplotna energija, ki bi jo lahko pretvorili v mehansko energijo, razprši brez koristi in se zmanjša splošni pomen Učinkovitost
Da bi povečali učinkovitost bencinskega motorja, pa se sprejmejo nekateri ukrepi. Na primer, en valj ima lahko dva sesalna in en izpušni ventil namesto enega sesalnega in enega izpušnega ventila. Poleg tega imajo nekateri motorji za vsako svečko nameščeno ločeno vžigalno tuljavo. Dušilni ventil se v mnogih primerih krmili z električnim pogonom in ne z navadnim kablom.
Učinkovitost dizelskega motorja – opazna učinkovitost
Dizel je ena od vrst motorjev z notranjim zgorevanjem, pri katerih se delovna mešanica vžge zaradi kompresije. Zato je zračni tlak v valju veliko višji kot pri bencinskem motorju. Če primerjamo učinkovitost dizelskega motorja z učinkovitostjo drugih modelov, lahko opazimo njegovo največjo učinkovitost.
Pri nizkih hitrostih in veliki prostornini lahko kazalnik učinkovitosti preseže 50%.
Pozorni morate biti na razmeroma nizko porabo dizelskega goriva in nizko vsebnost škodljivih snovi v izpušnih plinih. Tako je vrednost učinkovitosti motorja z notranjim zgorevanjem popolnoma odvisna od njegove vrste in zasnove. Pri mnogih vozilih se slaba učinkovitost izravna z različnimi izboljšavami za izboljšanje splošne zmogljivosti. specifikacije.
Učinkovitost je značilnost učinkovitosti delovanja naprave ali stroja. Učinkovitost je opredeljena kot razmerje med koristno energijo na izhodu sistema in celotno količino energije, dovedene v sistem. Učinkovitost je brezdimenzijska vrednost in je pogosto določena v odstotkih.
Formula 1 - učinkovitost
Kje- A koristno delo
—Q celotno porabljeno delo
Vsak sistem, ki opravlja kakršno koli delo, mora prejeti energijo od zunaj, s pomočjo katere bo delo opravljeno. Vzemimo za primer napetostni transformator. Na vhod se napaja omrežna napetost 220 voltov, iz izhoda pa se odstrani 12 voltov za napajanje, na primer žarnice z žarilno nitko. Tako transformator pretvori energijo na vhodu v zahtevano vrednost, pri kateri bo svetilka delovala.
Toda vsa energija, vzeta iz omrežja, ne bo dosegla svetilke, saj so v transformatorju izgube. Na primer izguba magnetne energije v jedru transformatorja. Ali izgube v aktivnem uporu navitij. Kjer se bo električna energija pretvarjala v toploto, ne da bi prišla do porabnika. Ta toplotna energija je v tem sistemu neuporabna.
Ker se izgubam moči v nobenem sistemu ni mogoče izogniti, je učinkovitost vedno pod enoto.
Učinkovitost je mogoče obravnavati za celoten sistem, sestavljen iz številnih posameznih delov. Torej, če določite učinkovitost za vsak del posebej, bo skupna učinkovitost enaka produktu koeficientov učinkovitosti vseh njegovih elementov.
Na koncu lahko rečemo, da učinkovitost določa stopnjo dovršenosti vsake naprave v smislu prenosa ali pretvarjanja energije. Prav tako kaže, koliko energije, dobavljene sistemu, se porabi za koristno delo.
Učinkovitost (Učinkovitost) - značilnost učinkovitosti sistema (naprave, stroja) v zvezi s pretvorbo ali prenosom energije. Določeno z razmerjem med koristno porabljeno energijo in skupno količino energije, ki jo prejme sistem; običajno označeno z η ("to"). η = Wpol/Wcym. Učinkovitost je brezdimenzijska količina in se pogosto meri v odstotkih. Matematično lahko definicijo učinkovitosti zapišemo kot:
X 100%,
Kje A- koristno delo, in Q- porabljena energija.
Zaradi zakona o ohranitvi energije je učinkovitost vedno manjša ali enaka enoti, to pomeni, da je nemogoče pridobiti več koristnega dela od porabljene energije.
Učinkovitost toplotnega motorja- razmerje med celotnim koristnim delom motorja in energijo, prejeto iz grelnika. Učinkovitost toplotnega stroja je mogoče izračunati z naslednjo formulo
,kjer je količina toplote, prejete iz grelnika, je količina toplote, ki je dana hladilniku. Najvišja učinkovitost med cikličnimi stroji, ki delujejo pri danih temperaturah vročega vira T 1 in hladno T 2, imajo toplotne motorje, ki delujejo po Carnotovem ciklu; ta mejna učinkovitost je enaka
.Vsi kazalci, ki označujejo učinkovitost energetskih procesov, ne ustrezajo zgornjemu opisu. Tudi če se tradicionalno ali napačno imenujejo "", imajo lahko druge lastnosti, zlasti presegajo 100 %.
Učinkovitost kotla
Glavni članek: Toplotna bilanca kotla
Izkoristek kotlov na fosilna goriva se tradicionalno računa na podlagi nižje kurilne vrednosti; predpostavlja se, da vlaga produktov izgorevanja zapusti kotel v obliki pregrete pare. V kondenzacijskih kotlih se ta vlaga kondenzira, toplota kondenzacije pa se koristno izkoristi. Pri izračunu učinkovitosti na podlagi nižje kalorične vrednosti je lahko na koncu večja od ena. V tem primeru bi ga bilo pravilneje izračunati po višji kurilni vrednosti, ki upošteva toploto kondenzacije pare; vendar je zmogljivost takega kotla težko primerljiva s podatki o drugih inštalacijah.
Toplotne črpalke in hladilne naprave
Prednost toplotnih črpalk kot ogrevalnih naprav je v tem, da včasih prejmejo več toplote, kot je porabljene energije za njihovo delovanje; podobno lahko hladilni stroj odstrani več toplote iz ohlajenega konca, kot se porabi za organizacijo procesa.
Za učinkovitost takšnih toplotnih motorjev je značilno koeficient učinkovitosti(za hladilne stroje) oz transformacijsko razmerje(za toplotne črpalke)
,kje se toplota odvzame iz hladnega dela (pri hladilnih strojih) ali prenese na vroč del (pri toplotnih črpalkah); - delo (ali električna energija), porabljeno za ta proces. Povratni Carnotov cikel ima najboljše kazalnike učinkovitosti za takšne stroje: ima koeficient učinkovitosti
,kjer so temperature toplega in hladnega konca, . Ta vrednost je očitno lahko poljubno velika; Čeprav se je težko praktično približati, lahko koeficient učinkovitosti še vedno preseže enoto. To ni v nasprotju s prvim zakonom termodinamike, saj je poleg upoštevane energije A(npr. električni), za ogrevanje Q Obstaja tudi energija, pridobljena iz hladnega vira.
Literatura
- Periškin A.V. Fizika. 8. razred. - Bustard, 2005. - 191 str. - 50.000 izvodov. - ISBN 5-7107-9459-7.
Opombe
Fundacija Wikimedia. 2010.
Sopomenke:- Turbo Pascal
- Učinkovitost
Oglejte si, kaj je "faktor učinkovitosti" v drugih slovarjih:
učinkovitost- Razmerje med dobavljeno in porabljeno delovno močjo. [OST 45.55 99] faktor učinkovitosti Učinkovitost Vrednost, ki označuje popolnost procesov pretvorbe, transformacije ali prenosa energije, ki je razmerje koristnih ... ... Priročnik za tehnične prevajalce
UČINKOVITOST- ali koeficient povratka (Efficiency) je značilnost kakovosti delovanja katerega koli stroja ali aparata v smislu njegove učinkovitosti. Z učinkovitostjo je mišljeno razmerje med količino dela, prejetega od stroja, ali energije iz aparata do količine ... ... Morski slovar
UČINKOVITOST- (učinkovitost), kazalnik učinkovitosti mehanizma, opredeljen kot razmerje med delom, ki ga opravi mehanizem, in delom, porabljenim za njegovo delovanje. Učinkovitost običajno izraženo v odstotkih. Idealen mehanizem bi imel učinkovitost =... ... Znanstveni in tehnični enciklopedični slovar
UČINKOVITOST- (učinkovitost), numerična karakteristika energijske učinkovitosti katere koli naprave ali stroja (tudi toplotnega stroja). Učinkovitost je določena z razmerjem med koristno porabljeno energijo (tj. pretvorjeno v delo) in celotno količino energije... ... Sodobna enciklopedija
UČINKOVITOST- (učinkovitost) značilnost učinkovitosti sistema (naprave, stroja) glede na pretvorbo energije; je določena z razmerjem med koristno porabljeno energijo (pretvorjeno v delo med cikličnim procesom) in celotno količino energije,... ... Veliki enciklopedični slovar
UČINKOVITOST- (učinkovitost), značilnost učinkovitosti sistema (naprave, stroja) v zvezi s pretvorbo ali prenosom energije; je določena z razmerjem m) koristno porabljene energije (Wtotal) do celotne količine energije (Wtotal), ki jo prejme sistem; h=Wtla… … Fizična enciklopedija
UČINKOVITOST- (učinkovitost) razmerje koristno porabljene energije W p, npr. v obliki dela, na skupno količino energije W, ki jo prejme sistem (stroj ali motor), W p/W. Zaradi neizogibnih izgub energije zaradi trenja in drugih neravnovesnih procesov za realne sisteme... ... Fizična enciklopedija
UČINKOVITOST- razmerje vloženega koristnega dela oziroma prejete energije do vsega vloženega dela oziroma v skladu s tem porabljene energije. Na primer, učinkovitost električnega motorja je razmerje med mehanskim. moč, ki jo daje električni energiji, ki mu je dobavljena. moč; ZA.…… Tehnični železniški slovar
učinkovitost- samostalnik, število sinonimov: 8 učinkovitost (4) donos (27) plodnost (10) ... Slovar sinonimov
Učinkovitost- je količina, ki označuje popolnost katerega koli sistema glede na kateri koli proces transformacije ali prenosa energije, ki se v njem pojavlja, opredeljena kot razmerje med koristnim delom in delom, porabljenim za aktiviranje .... ... Enciklopedija izrazov, definicij in razlag gradbenih materialov
Faktor učinkovitosti (učinkovitost) je izraz, ki ga lahko uporabimo morda za vsak sistem in napravo. Celo človek ima faktor učinkovitosti, čeprav verjetno še ni objektivne formule, kako ga ugotoviti. V tem članku bomo podrobno razložili, kaj je učinkovitost in kako jo je mogoče izračunati za različne sisteme.
Opredelitev učinkovitosti
Učinkovitost je indikator, ki označuje učinkovitost sistema v smislu proizvodnje ali pretvorbe energije. Učinkovitost je neizmerljiva količina in je predstavljena bodisi kot številska vrednost v območju od 0 do 1 bodisi kot odstotek.
Splošna formula
Učinkovitost je označena s simbolom Ƞ.
Splošna matematična formula za iskanje učinkovitosti je zapisana takole:
Ƞ=A/Q, kjer je A koristna energija/delo, ki ga opravi sistem, Q pa energija, ki jo ta sistem porabi za organizacijo procesa pridobivanja koristnega izhoda.
Faktor učinkovitosti je na žalost vedno manjši ali enak enoti, saj po zakonu o ohranitvi energije ne moremo pridobiti več dela od porabljene energije. Poleg tega je učinkovitost v resnici zelo redko enaka enotnosti, saj koristno delo vedno spremljajo izgube, na primer za ogrevanje mehanizma.
Učinkovitost toplotnega motorja
Toplotni stroj je naprava, ki pretvarja toplotno energijo v mehansko. V toplotnem stroju je delo določeno z razliko med količino toplote, ki jo prejme grelec, in količino toplote, ki je dana hladilniku, zato je učinkovitost določena s formulo:
- Ƞ=Qн-Qх/Qн, kjer je Qн količina toplote, prejete od grelnika, Qх pa količina toplote, ki je dana hladilniku.
Menijo, da največjo učinkovitost zagotavljajo motorji, ki delujejo na Carnotovem ciklu. V tem primeru je učinkovitost določena s formulo:
- Ƞ=T1-T2/T1, kjer je T1 temperatura vročega izvira, T2 temperatura hladnega izvira.
Učinkovitost elektromotorja
Elektromotor je naprava, ki pretvarja električno energijo v mehansko, zato je učinkovitost v tem primeru razmerje učinkovitosti naprave pri pretvarjanju električne energije v mehansko. Formula za iskanje učinkovitosti elektromotorja izgleda takole:
- Ƞ=P2/P1, kjer je P1 dovedena električna moč, P2 je koristna mehanska moč, ki jo ustvari motor.
Električno moč najdemo kot produkt sistemskega toka in napetosti (P=UI), mehansko moč pa kot razmerje dela na časovno enoto (P=A/t)
Učinkovitost transformatorja
Transformator je naprava, ki pretvarja izmenični tok ene napetosti v izmenični tok druge napetosti ob ohranjanju frekvence. Poleg tega lahko transformatorji pretvorijo izmenični tok v enosmerni.
Učinkovitost transformatorja se določi po formuli:
- Ƞ=1/1+(P0+PL*n2)/(P2*n), kjer je P0 izguba brez obremenitve, PL izguba obremenitve, P2 aktivna moč, dovedena obremenitvi, n relativna stopnja obremenitve.
Učinkovitost ali neučinkovitost?
Omeniti velja, da poleg učinkovitosti obstajajo številni kazalniki, ki označujejo učinkovitost energetskih procesov, včasih pa lahko naletimo na opise, kot je - učinkovitost reda 130%, vendar moramo v tem primeru razumeti, da izraz ni uporabljen povsem pravilno in najverjetneje avtor ali proizvajalec to kratico razume kot nekoliko drugačno lastnost.
Toplotne črpalke se na primer odlikujejo po tem, da lahko oddajo več toplote, kot je porabijo. Tako lahko hladilni stroj odstrani več toplote iz hlajenega predmeta, kot je bilo porabljenega v ekvivalentu energije za organizacijo odvzema. Indikator učinkovitosti hladilnega stroja se imenuje hladilni koeficient, označen s črko Ɛ in določen s formulo: Ɛ=Qx/A, kjer je Qx toplota, odvedena iz hladnega konca, A je delo, porabljeno za postopek odvzema. . Včasih pa hladilni koeficient imenujemo tudi učinkovitost hladilnega stroja.
Zanimivo je tudi, da se izkoristek kotlov, ki delujejo na organsko gorivo, običajno izračuna na podlagi nižje kurilne vrednosti in je lahko večji od enote. Vendar se še vedno tradicionalno imenuje učinkovitost. Izkoristek kotla je mogoče določiti z višjo kurilno vrednostjo in takrat bo ta vedno manjša od ena, vendar bo v tem primeru neprijetno primerjati delovanje kotlov s podatki iz drugih naprav.