Hőgépek maximális hatásfoka (Carnot-tétel). Dízel- és benzinmotorok: a hatékonyság összehasonlítása

Az életben az ember szembesül egy problémával és az átalakulás igényével különböző típusok energia. Az energia átalakítására tervezett eszközöket energiagépeknek (mechanizmusoknak) nevezik. Az energiagépek közé tartoznak például: elektromos generátor, belső égésű motor, villanymotor, gőzgép stb.

Elméletileg bármilyen típusú energia teljesen átalakítható más típusú energiává. De a gyakorlatban az energiaátalakítások mellett a gépekben energiaátalakítások is végbemennek, ezeket veszteségeknek nevezzük. Az energiagépek tökéletessége határozza meg a teljesítménytényezőt (hatékonyságot).

MEGHATÁROZÁS

A mechanizmus (gép) hatékonysága hozzáállásnak nevezik hasznos energia() a teljes energiára (W), amelyet a mechanizmus táplál. Jellemzően a hatékonyságot (eta) betűvel jelölik. Matematikai formában a hatékonyság definícióját a következőképpen írjuk le:

A hatékonyságot munkavégzésben határozhatjuk meg, mint a (hasznos munka) és az A (összes munka) aránya:

Ezenkívül teljesítményarányként is megtalálható:

hol van a mechanizmus tápellátása; - az a teljesítmény, amelyet a fogyasztó a mechanizmustól kap. A (3) kifejezés másképp írható:

hol van az erőnek a mechanizmusban elveszett része.

A hatékonyság definícióiból nyilvánvaló, hogy nem lehet több 100%-nál (vagy nem lehet több egynél). Az intervallum, amelyben a hatásfok található: .

A hatékonysági tényezőt nem csak a gép tökéletességének felmérésére használják, hanem bármely összetett mechanizmus és mindenféle energiát fogyasztó eszköz hatékonyságának meghatározására is.

Megpróbálnak bármilyen mechanizmust kialakítani, hogy a haszontalan energiaveszteség minimális legyen (). Ebből a célból megpróbálják csökkenteni a súrlódási erőket (különböző típusú ellenállásokat).

A mechanizmus csatlakozások hatékonysága

Szerkezetileg összetett mechanizmus (eszköz) mérlegelésekor a teljes szerkezet hatékonyságát, valamint az energiát fogyasztó és átalakító összes alkatrészének és mechanizmusának hatékonyságát számítjuk ki.

Ha n darab sorba kapcsolt mechanizmusunk van, akkor a rendszer eredő hatásfoka az egyes részek hatásfokának szorzataként jelenik meg:

Nál nél párhuzamos kapcsolat mechanizmusok (1. ábra) (egy motor több mechanizmust hajt meg), a hasznos munka a rendszer egyes részeinek kimenetén végzett hasznos munka összege. Ha a motor által ráfordított munkát -vel jelöljük, akkor a hatásfok in ebben az esetben keressük meg így:

Hatékonysági egységek

A legtöbb esetben a hatékonyságot százalékban fejezik ki.

Példák problémamegoldásra

1. PÉLDA

2. PÉLDA

A hatékonysági tényező (efficiency) olyan érték, amely százalékban kifejezve egy adott mechanizmus (motor, rendszer) hatékonyságát fejezi ki a kapott energia hasznos munkává alakításában.

Olvassa el ebben a cikkben

Miért magasabb a dízel hatásfoka?

A különböző motorok hatékonysági mutatója nagyon eltérő lehet, és számos tényezőtől függ. miatt viszonylag alacsony hatásfokkal rendelkeznek egy nagy szám mechanikai és hőveszteségek, amelyek az ilyen típusú tápegység működése során keletkeznek.

A második tényező a súrlódás, amely az illeszkedő részek kölcsönhatása során lép fel. A hasznos energiafelhasználás nagy részét a motordugattyúk mozgása, valamint a motoron belüli, szerkezetileg csapágyakhoz rögzített alkatrészek forgása adja. A benzin égési energiájának körülbelül 60%-át csak ezen egységek működésének biztosítására fordítják.

További veszteségeket okoz más mechanizmusok, rendszerek működése ill mellékleteket. Figyelembe kell venni az ellenállásveszteségek százalékos arányát is az üzemanyag és a levegő következő töltésének beengedésekor, majd a kipufogógázok kibocsátását a belső égésű motor hengeréből.

Ha összehasonlítunk egy dízel egységet és egy benzinmotort, akkor a dízelmotor hatásfoka észrevehetően nagyobb, mint a benzines. A benzines hajtóművek hatásfoka a teljes átvett energia mennyiségének körülbelül 25-30%-a.

Más szóval, a motor működésére elköltött 10 liter benzinből csak 3 litert költenek hasznos munka. A tüzelőanyag égéséből származó energia többi része elveszett.

Ugyanazon lökettérfogat mellett a szívó benzinmotor teljesítménye nagyobb, de nagyobb fordulatszámon érhető el. A motort „forgatni” kell, nő a veszteség, nő az üzemanyag-fogyasztás. Szükséges még megemlíteni a nyomatékot, ami szó szerint azt az erőt jelenti, amely a motorból a kerekekre ad át és mozgatja az autót. A benzines belső égésű motorok nagyobb fordulatszámon érik el a maximális nyomatékot.

Egy hasonló szívó dízelmotor alacsony fordulatszámon éri el a csúcsnyomatékot, miközben kevesebb dízelüzemanyagot használ a hasznos munkához, ami nagyobb hatásfokkal és üzemanyag-takarékossággal jár.

A dízel üzemanyag több hőt termel a benzinhez képest, magasabb a dízel üzemanyag égési hőmérséklete és nagyobb a robbanásállósága. Kiderült, hogy egy dízel belsőégésű motor bizonyos mennyiségű üzemanyag mellett hasznosabb munkát végez.

A dízel üzemanyag és a benzin energiaértéke

A dízel üzemanyag nehezebb szénhidrogénekből áll, mint a benzin. A benzinmotor alacsonyabb hatásfoka a dízelmotorhoz képest a benzin energiakomponensében és égésének jellemzőiben is rejlik. Azonos mennyiségű dízel üzemanyag és benzin teljes elégetése az első esetben több hőt termel. A dízel belső égésű motorokban lévő hő teljes mértékben hasznosítható mechanikai energiává alakul át. Kiderült, hogy azonos mennyiségű üzemanyag elégetésekor egységnyi idő alatt a dízelmotor több munkát végez.

Érdemes figyelembe venni az injektálás jellemzőit és a keverék teljes égéséhez megfelelő feltételek megteremtését is. A dízelmotorban az üzemanyagot a levegőtől elkülönítve szállítják, nem a szívócsonkba, hanem közvetlenül a hengerbe fecskendezik a kompressziós ütem legvégén. Az eredmény magasabb hőmérséklet és a működő üzemanyag-levegő keverék egy részének legteljesebb elégése.

Eredmények

A tervezők folyamatosan törekednek a hatékonyság javítására mind a dízel, mind a benzinmotor. A hengerenkénti szívó- és kipufogószelepek számának növelése, aktív használat, az üzemanyag-befecskendezés elektronikus vezérlése, fojtószelep és egyéb megoldások jelentősen növelhetik a hatékonyságot. Ez nagyobb mértékben vonatkozik a dízelmotorra.

Ezeknek a tulajdonságoknak köszönhetően egy modern dízelmotor képes teljesen elégetni a hengerben lévő szénhidrogénekkel telített dízel üzemanyag egy részét, és alacsony fordulatszámon nagy nyomatékot produkálni. Az alacsony fordulatszám kisebb súrlódási veszteséget és ebből eredő ellenállást jelent. Emiatt a dízelmotor ma az egyik legtermelékenyebb és leggazdaságosabb belső égésű motortípus, amelynek hatásfoka gyakran meghaladja az 50%-ot.

Olvassa el is

Miért jobb felmelegíteni a motort vezetés előtt: kenés, üzemanyag, hideg alkatrészek kopása. Hogyan kell megfelelően felmelegíteni a dízelmotort télen.

A modern valóság megköveteli a hőmotorok széles körű alkalmazását. Számos kísérlet villanymotorra cserélésére eddig kudarcot vallott. Az energia tárolásával kapcsolatos problémák autonóm rendszerek, nagy nehezen megoldódnak.

Az elektromos akkumulátorok gyártástechnológiai problémái, figyelembe véve azok hosszú távú használatát, továbbra is aktuálisak. Az elektromos járművek sebességi jellemzői messze eltérnek a belső égésű motoros autókétól.

A hibrid motorok létrehozásának első lépései jelentősen csökkenthetik a káros kibocsátást a nagyvárosokban, megoldva a környezeti problémákat.

Egy kis történelem

A gőzenergia mozgási energiává alakításának lehetősége az ókorban ismert volt. Kr.e. 130: Az alexandriai Heron filozófus gőzjátékot - aeolipilt - mutatott be a közönségnek. A gőzzel teli gömb forogni kezdett a belőle kiáramló sugarak hatására. A modern gőzturbináknak ezt a prototípusát akkoriban nem használták.

Sok éven és évszázadon keresztül csak a filozófus fejleményeit vették figyelembe vicces játék. 1629-ben az olasz D. Branchi létrehozott egy aktív turbinát. A gőz egy pengékkel felszerelt korongot hajtott.

Ettől a pillanattól kezdve megkezdődött a gőzgépek gyors fejlődése.

Hőerőgép

Az üzemanyagot a gépalkatrészek és mechanizmusok mozgási energiájává alakítják a hőgépekben.

A gépek fő részei: fűtőberendezés (külről energiát nyerő rendszer), munkafolyadék (hasznos műveletet végez), hűtőszekrény.

A fűtőberendezést úgy tervezték, hogy a munkafolyadék elegendő belső energiát halmozzon fel a hasznos munka elvégzéséhez. A hűtőszekrény eltávolítja a felesleges energiát.

A hatékonyság fő jellemzőjét a hőmotorok hatásfokának nevezik. Ez az érték megmutatja, hogy a fűtésre fordított energia mekkora részét fordítják hasznos munkára. Minél nagyobb a hatásfok, annál jövedelmezőbb a gép üzemeltetése, de ez az érték nem haladhatja meg a 100%-ot.

Hatékonysági számítás

Hagyja, hogy a fűtőelem kívülről nyerjen Q 1 energiát. A munkaközeg A munkát végezte, míg a hűtőnek adott energia Q 2 volt.

A definíció alapján kiszámítjuk a hatékonysági értéket:

η= A/Q 1 . Vegyük figyelembe, hogy A = Q 1 - Q 2.

Ezért a hőmotor hatásfoka, amelynek képlete η = (Q 1 - Q 2) / Q 1 = 1 - Q 2 / Q 1, lehetővé teszi a következő következtetések levonását:

• A hatásfok nem haladhatja meg az 1-et (vagy 100%-ot);
• ennek az értéknek a maximalizálása érdekében vagy növelni kell a fűtőberendezéstől kapott energiát, vagy csökkenteni kell a hűtőszekrénynek adott energiát;
• a fűtési energia növelése az üzemanyag minőségének megváltoztatásával érhető el;
• a hűtőnek adott energia csökkentése lehetővé teszi, hogy elérje tervezési jellemzők motorok.

Ideális hőmotor

Lehetséges olyan motort létrehozni, amelynek hatásfoka maximális lenne (ideális esetben 100%)? Sadi Carnot francia elméleti fizikus és tehetséges mérnök próbálta megtalálni a választ erre a kérdésre. 1824-ben hozták nyilvánosságra elméleti számításait a gázokban lezajló folyamatokról.

Az ideális gépben rejlő fő gondolatnak tekinthető a reverzibilis folyamatok ideális gázzal történő végrehajtása. Kezdjük a gáz izoterm expanziójával T 1 hőmérsékleten. Az ehhez szükséges hőmennyiség Q 1. Ezután a gáz hőcsere nélkül kitágul, majd a T 2 hőmérséklet elérése után izotermikusan összenyomódik, Q 2 energiát adva át a hűtőnek. A gáz adiabatikusan tér vissza eredeti állapotába.

Az ideális Carnot-fűtőmotor hatásfoka, ha pontosan számítjuk, egyenlő a fűtő- és hűtőberendezések közötti hőmérséklet-különbség és a fűtőberendezés hőmérsékletének arányával. Így néz ki: η=(T 1 - T 2)/ T 1.

A hőmotor lehetséges hatásfoka, amelynek képlete: η = 1 - T 2 / T 1, csak a fűtő és a hűtő hőmérsékletétől függ, és nem lehet több 100%-nál.

Sőt, ez az összefüggés lehetővé teszi annak bizonyítását, hogy a hőmotorok hatásfoka csak akkor lehet egyenlő, ha a hűtőszekrény eléri a hőmérsékletet. Mint ismeretes, ez az érték elérhetetlen.

Carnot elméleti számításai lehetővé teszik bármely kivitelű hőgép maximális hatásfokának meghatározását.

A Carnot által bizonyított tétel a következő. Egy tetszőleges hőmotor hatásfoka semmilyen körülmények között nem lehet nagyobb, mint egy ideális hőgép azonos hatásfoka.

Példa problémamegoldásra

1. példa Mekkora az ideális hőgép hatásfoka, ha a fűtés hőmérséklete 800 o C, a hűtő hőmérséklete pedig 500 o C-kal alacsonyabb?

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

Definíció szerint: η=(T 1 - T 2)/ T 1.

Nem a hűtőszekrény hőmérsékletét adjuk meg, hanem ∆T= (T 1 - T 2), tehát:

η= ∆T / T 1 = 500 K/1073 K = 0,46.

Válasz: Hatékonyság = 46%.

2. példa Határozza meg egy ideális hőgép hatásfokát, ha a megszerzett egy kilojoule fűtőenergia miatt 650 J hasznos munkát végeznek. Milyen hőmérsékletű a hőgép fűtőberendezése, ha a hűtő hőmérséklete 400 K?

Q 1 = 1 kJ = 1000 J, A = 650 J, T 2 = 400 K, η - ?, T 1 = ?

Ebben a problémában arról beszélünk egy hőberendezésről, amelynek hatásfoka a következő képlettel számítható ki:

A fűtés hőmérsékletének meghatározásához az ideális hőmotor hatásfokának képletét használjuk:

η = (T 1 - T 2)/ T 1 = 1 - T 2 / T 1.

A matematikai transzformációk végrehajtása után a következőket kapjuk:

T 1 = T 2 /(1- η).

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

Számoljunk:

η = 650 J/ 1000 J = 0,65.

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

Válasz: η= 65%, T 1 = 1142,8 K.

Valós körülmények

Az ideális hőmotort az ideális folyamatok szem előtt tartásával tervezték. A munkavégzés csak izoterm folyamatokban történik, értékét a Carnot-ciklus grafikonja által behatárolt terület határozza meg.

A valóságban lehetetlen feltételeket teremteni ahhoz, hogy a gáz állapotváltozásának folyamata bekövetkezzen anélkül, hogy a hőmérséklet változása kísérné. Nincsenek olyan anyagok, amelyek kizárnák a környező tárgyakkal való hőcserét. Az adiabatikus folyamat végrehajtása lehetetlenné válik. Hőcsere esetén a gáz hőmérsékletének szükségszerűen változnia kell.

A valós körülmények között létrehozott hőmotorok hatásfoka jelentősen eltér az ideális motorok hatásfokától. Megjegyzendő, hogy a valódi motorokban a folyamatok olyan gyorsan mennek végbe, hogy a munkaanyag belső hőenergiájának változását a térfogatának változása során nem lehet kompenzálni a fűtőberendezésből beáramló hővel és a hűtőbe való átvitellel.

Egyéb hőmotorok

A valódi motorok különböző ciklusokban működnek:

• Otto-ciklus: egy állandó térfogatú folyamat adiabatikusan változik, zárt ciklust hozva létre;
• Dízelciklus: izobár, adiabatikus, izokor, adiabatikus;
• során bekövetkező folyamat állandó nyomás, felváltja adiabatikus, lezárva a ciklust.

Hozzon létre egyensúlyi folyamatokat valós motorokban (hogy közelebb hozza őket az ideálishoz) feltételek mellett modern technológia nem tűnik lehetségesnek. A hőmotorok hatásfoka még ugyanezt figyelembe véve is jóval alacsonyabb hőmérsékleti viszonyok, mint egy ideális termikus telepítésnél.

De nem szabad csökkenteni a szerepét számítási képlet hatékonyság, mivel ez lesz a kiindulópont a munkafolyamatban fokozott hatékonyság igazi motorok.

A hatékonyság megváltoztatásának módjai

Az ideális és a valódi hőgépek összehasonlításakor érdemes megjegyezni, hogy az utóbbiak hűtőszekrényének hőmérséklete nem lehet akármilyen. Általában a légkört hűtőszekrénynek tekintik. A légkör hőmérséklete csak hozzávetőleges számításokkal fogadható el. A tapasztalatok azt mutatják, hogy a hűtőfolyadék hőmérséklete megegyezik a motorokban lévő kipufogógázok hőmérsékletével, mint a belső égésű motoroknál (rövidítve ICE).

Az ICE a leggyakoribb hőmotor a világon. A hőmotor hatásfoka ebben az esetben az égő tüzelőanyag által létrehozott hőmérséklettől függ. Lényeges különbség a belső égésű motorok és a gőzgépek között a fűtőberendezés és a berendezés munkaközeg funkcióinak összevonása a levegő-üzemanyag keverékben. Ahogy a keverék ég, nyomást hoz létre a motor mozgó részein.

A munkagázok hőmérsékletének növekedése érhető el, jelentősen megváltoztatva az üzemanyag tulajdonságait. Sajnos ezt nem lehet a végtelenségig csinálni. Minden anyag, amelyből a motor égésterét készítik, saját olvadásponttal rendelkezik. Az ilyen anyagok hőállósága a motor fő jellemzője, valamint az a képesség, hogy jelentősen befolyásolják a hatékonyságot.

Motor hatásfok értékek

Ha figyelembe vesszük a munkagőz hőmérsékletét, amelynek bemeneténél 800 K, és a kipufogógázt - 300 K, akkor ennek a gépnek a hatásfoka 62%. A valóságban ez az érték nem haladja meg a 40%-ot. Ez a csökkenés a turbinaház fűtése során fellépő hőveszteség miatt következik be.

A belső égés legmagasabb értéke nem haladja meg a 44%-ot. Ennek az értéknek a növelése a közeljövő kérdése. Az anyagok és az üzemanyag tulajdonságainak megváltoztatása olyan probléma, amelyen az emberiség legjobb elméje dolgozik.

Mint ismeretes, tovább Ebben a pillanatban még nem jöttek létre olyan mechanizmusok, amelyek az egyik energiafajtát teljesen átalakítanák a másikká. Működés közben bármely mesterséges eszköz az energia egy részét az erők ellenállására fordítja, vagy hiába pazarolja azt. környezet. Ugyanez történik egy zárt elektromos áramkörben is. Amikor töltések áramlanak át a vezetőkön, teljes ellenállás és hasznos teher elektromos munka. Az arányok összehasonlításához ki kell számítania a teljesítménytényezőt (hatékonyságot).

Miért kell a hatékonyságot számolni?

Az elektromos áramkör hatásfoka az arány hasznos hő megtelni.

Az érthetőség kedvéért mondjunk egy példát. Egy motor hatásfokának megállapításával megállapítható, hogy az elsődleges működési funkciója indokolja-e az elfogyasztott villamos energia költségét. Vagyis a számítása egyértelmű képet ad arról, hogy a készülék milyen jól alakítja át a kapott energiát.

Jegyzet! A hatékonyságnak általában nincs értéke, hanem százalékos vagy numerikus megfelelője 0 és 1 között.

A hatékonyságot az találja meg általános képlet számításokat általában minden eszközre. De ahhoz, hogy az eredményt egy elektromos áramkörben kapja meg, először meg kell találnia az elektromosság erejét.

Az áram megkeresése egy teljes áramkörben

A fizikából ismert, hogy minden áramgenerátornak megvan a maga ellenállása, amelyet belső teljesítménynek is neveznek. Ettől a jelentéstől eltekintve az elektromos áram forrásának saját ereje is van.

Adjunk értékeket a lánc minden eleméhez:

• ellenállás – r;
• áramerősség – E;

Tehát, hogy megtaláljuk az áramerősséget, amelynek jelölése I lesz, és az ellenálláson lévő feszültséget - U, időbe telik - t, a töltés áthaladásával q = lt.

Tekintettel arra, hogy az elektromosság teljesítménye állandó, a generátor munkája teljes egészében R-re és r-re felszabaduló hővé alakul. Ez az összeg a Joule-Lenz törvény segítségével számítható ki:

Q = I2 + I2 rt = I2 (R + r) t.

Ekkor a képlet jobb oldalát egyenlővé tesszük:

EIt = I2 (R + r) t.

A csökkentés elvégzése után a számítást kapjuk:

A képlet átrendezésével az eredmény:

Ez a végső érték lesz elektromos erő ebben a készülékben.

Az ilyen módon végzett előzetes számítást követően a hatásfok most meghatározható.

Az elektromos áramkör hatásfokának számítása

Az áramforrásból kapott teljesítményt fogyasztottnak nevezzük, definícióját írjuk - P1. Ha ez fizikai mennyiségátmegy a generátorból a teljes áramkörbe, hasznosnak tekinthető és le van írva - P2.

Az áramkör hatásfokának meghatározásához fel kell idézni az energiamegmaradás törvényét. Ennek megfelelően a P2 vevő teljesítménye mindig kisebb lesz, mint a P1 teljesítményfelvétele. Ez azzal magyarázható, hogy a vevőben történő működés során mindig elkerülhetetlen az átalakított energia pazarlása, amelyet a vezetékek, azok burkolatának, örvényáramoknak stb.

Az energiaátalakítás tulajdonságainak értékeléséhez olyan hatásfok szükséges, amely megegyezik a P2 és P1 teljesítmények arányával.

Tehát az elektromos áramkört alkotó mutatók összes értékének ismeretében hasznos és teljes működést találunk:

• És hasznos. = qU = IUt = I2Rt;
• És összesen = qE = IEt = I2(R+r)t.

Ezekkel az értékekkel összhangban megtaláljuk az áramforrás teljesítményét:

• P2 = A hasznos /t = IU = I2 R;
• P1 = A teljes /t = IE = I2 (R + r).

Az összes lépés végrehajtása után megkapjuk a hatékonysági képletet:

n = A hasznos / A összesen = P2 / P1 =U / E = R / (R +r).

Ebből a képletből kiderül, hogy R a végtelen felett van, n pedig 1 felett van, de mindezzel az áramkörben az áram alacsony helyzetben marad, hasznos teljesítménye kicsi.

Mindenki meg akarja találni Fokozott hatékonyság jelentések. Ehhez meg kell találni azokat a feltételeket, amelyek mellett a P2 maximális lesz. Az optimális értékek a következők lesznek:

• P2 = I2 R = (E/R + r)2R;
• dP2/dR = (E2(R+r)2-2(r+R)E2R)/(R+r)4=0;
• E2 ((R + r) -2R) = 0.

Ebben a kifejezésben E és (R + r) nem egyenlő 0-val, ezért a zárójelben lévő kifejezés egyenlő vele, azaz (r = R). Ekkor kiderül, hogy a teljesítménynek van egy maximális értéke, és a hatásfok = 50%.

Hatékonyság (Hatékonyság) - egy rendszer (készülék, gép) hatékonyságának jellemzője az energia átalakításával vagy átvitelével kapcsolatban. A hasznosan felhasznált energia és a rendszer által kapott teljes energiamennyiség aránya határozza meg; általában η-nak ("ez") jelölik. η = Wpol/Wcym. A hatásfok dimenzió nélküli mennyiség, és gyakran százalékban mérik. Matematikailag a hatékonyság definíciója a következőképpen írható fel:

X 100%,

Ahol A- hasznos munka, ill K- elhasznált energia.

Az energiamegmaradás törvénye miatt a hatásfok mindig kisebb vagy egyenlő, mint az egység, vagyis nem lehet több hasznos munkát elérni, mint az elhasznált energiát.

A hőmotor hatékonysága- a motor teljes hasznos munkájának aránya a fűtőberendezéstől kapott energiához. Termikus hatásfok motort a következő képlettel lehet kiszámítani

ahol a fűtőtesttől kapott hőmennyiség, a hűtőnek adott hőmennyiség. A legmagasabb hatásfok az adott melegforrás-hőmérsékleten működő ciklikus gépek között T 1 és hideg T 2, a hőmotorok a Carnot-cikluson működnek; ez a határhatékonyság egyenlő

Nem minden energiafolyamatok hatékonyságát jellemző mutató felel meg a fenti leírásnak. Még akkor is, ha hagyományosan vagy tévesen „hatékonyságnak” nevezik őket, más tulajdonságokkal is rendelkezhetnek, különösen a 100%-ot meghaladó mértékben.

A kazán hatékonysága

Fő cikk: Kazán hőmérleg

A fosszilis tüzelésű kazánok hatásfokát hagyományosan az alacsonyabb fűtőérték alapján számítják ki; feltételezzük, hogy az égéstermékek nedvessége túlhevített gőz formájában hagyja el a kazánt. BAN BEN kondenzációs kazánok ez a nedvesség lecsapódik, a páralecsapódási hő hasznosan hasznosul. Ha a hatékonyságot az alacsonyabb fűtőérték alapján számítjuk ki, akkor az egynél nagyobb is lehet. Ebben az esetben helyesebb lenne a magasabb fűtőértékkel számolni, amely figyelembe veszi a gőz kondenzációs hőjét; azonban egy ilyen kazán teljesítményét nehéz összehasonlítani más berendezések adataival.

Hőszivattyúk és hűtők

A hőszivattyúk, mint fűtőberendezések előnye, hogy néha több hőt tudnak fogadni, mint amennyi energiát fogyasztanak a működésükhöz; hasonlóképpen a hűtőgép több hőt tud eltávolítani a lehűtött végről, mint amennyit a folyamat megszervezésére fordítanak.

Az ilyen hőgépek hatásfokát az jellemzi teljesítmény együttható(hűtőgépekhez) ill transzformációs arány(hőszivattyúkhoz)

hol van a hideg végről felvett hő (hűtőgépekben) vagy átvitt a meleg végre (hőszivattyúkban); - az erre a folyamatra fordított munka (vagy villamos energia). Legjobb teljesítmény Az ilyen gépek teljesítményét a fordított Carnot-ciklus éri el: ebben a teljesítménytényező

ahol , a meleg és hideg végek hőmérséklete, . Ez az érték nyilván tetszőlegesen nagy lehet; Bár gyakorlatilag nehéz megközelíteni, a teljesítménytényező még így is meghaladhatja az egységet. Ez nem mond ellent a termodinamika első főtételének, hiszen a figyelembe vett energia mellett A(pl. elektromos), fűteni K A hideg forrásból is nyernek energiát.

Irodalom

• Peryshkin A.V. Fizika. 8. osztály. - Túzok, 2005. - 191 p. - 50.000 példány. - ISBN 5-7107-9459-7.

Megjegyzések

Wikimédia Alapítvány. 2010.

Nézze meg, mi a „hatékonysági tényező” más szótárakban:

hatékonyság- A szolgáltatott teljesítmény és az elfogyasztott aktív teljesítmény aránya. [OST 45.55 99] hatékonysági tényező Hatékonyság Az átalakítási, átalakítási vagy energiaátviteli folyamatok tökéletességét jellemző érték, amely a hasznos ... ... Műszaki fordítói útmutató

Vagy a visszatérési együttható (Efficiency) bármely gép vagy berendezés működési minőségének jellemzője a hatékonyság szempontjából. Hatékonyságon a géptől kapott munka mennyiségének vagy a készülékből származó energiának az arányát értjük a ... ... Tengerészeti szótár

- (hatékonyság), a mechanizmus hatékonyságának mutatója, amelyet a mechanizmus által végzett munka és a működésére fordított munka arányaként határoznak meg. Hatékonyság általában százalékban fejezik ki. Egy ideális mechanizmusnak hatékonysága lenne =... ... Tudományos és műszaki enciklopédikus szótár

Modern enciklopédia

- (hatékonyság) jellemző egy rendszer (készülék, gép) energiaátalakításra vonatkozó hatékonyságára; a hasznosan felhasznált (ciklikus folyamat során munkává alakított) energia és a teljes energiamennyiség aránya határozza meg,... ... Nagy enciklopédikus szótár

- (hatékonyság), egy rendszer (készülék, gép) energia átalakításával vagy átvitelével kapcsolatos hatékonyságára jellemző; a hasznosan felhasznált energia (Wtotal) m) aránya a rendszer által kapott teljes energiamennyiséghez (Wtotal) viszonyítva; h=W emelet…… Fizikai enciklopédia

- például a hasznosan felhasznált energia W p (hatékonysági) aránya. munka formájában, a rendszer (gép vagy motor) által kapott teljes W energiamennyiségre, W p/W. A súrlódás és egyéb egyensúlyhiányos folyamatok miatti elkerülhetetlen energiaveszteségek miatt valódi rendszerek… … Fizikai enciklopédia

Az elköltött hasznos munka vagy az átvett energia aránya az összes ráfordított munkához, illetve az elhasznált energiához viszonyítva. Például egy villanymotor hatásfoka a mechanikus aránya. azt a teljesítményt, amelyet a neki szolgáltatott elektromosságnak ad ki. erő; NAK NEK.… … Műszaki vasúti szótár

Főnév, szinonimák száma: 8 hatékonyság (4) visszatérés (27) gyümölcsözőség (10) ... Szinonima szótár

Hatékonyság- egy olyan mennyiség, amely bármely rendszer tökéletességét jellemzi a benne végbemenő átalakulási vagy energiaátadási folyamatokkal kapcsolatban, amelyet a hasznos munka és a működtetésre fordított munka arányaként határoznak meg.... Építőanyagok kifejezések, definíciók és magyarázatok enciklopédiája

Hatékonyság- (hatékonyság), bármely eszköz vagy gép (beleértve a hőgépet is) energiahatékonyságának számszerű jellemzője. A hatásfokot a hasznosan felhasznált (azaz munkává alakított) energia és a teljes energiamennyiség aránya határozza meg... ... Illusztrált enciklopédikus szótár