Isı motorlarının maksimum verimliliği (Carnot teoremi). Dizel ve benzinli motorlar: verimliliğin karşılaştırılması

Hayatta insan bir sorunla ve dönüşüm ihtiyacıyla karşı karşıyadır. farklı şekiller enerji. Enerjiyi dönüştürmek için tasarlanmış cihazlara enerji makineleri (mekanizmaları) adı verilir. Örneğin enerji makineleri şunları içerir: elektrik jeneratörü, içten yanmalı motor, elektrik motoru, buhar motoru vb.

Teorik olarak herhangi bir enerji türü tamamen başka bir enerji türüne dönüştürülebilir. Ancak pratikte makinelerde enerji dönüşümlerinin yanı sıra kayıp adı verilen enerji dönüşümleri de meydana gelir. Enerji makinelerinin mükemmelliği performans katsayısını (verimlilik) belirler.

TANIM

Mekanizmanın verimliliği (makine) tutum denir faydalı enerji() mekanizmaya sağlanan toplam enerjiye (W). Tipik olarak verimlilik (eta) harfiyle gösterilir. Matematiksel formda verimliliğin tanımı şu şekilde yazılacaktır:

Verimlilik, iş açısından, (faydalı işin) A'ya (toplam iş) oranı olarak tanımlanabilir:

Ayrıca güç oranı olarak da bulunabilir:

mekanizmaya sağlanan güç nerede; - tüketicinin mekanizmadan aldığı güç. İfade (3) farklı şekilde yazılabilir:

mekanizmada kaybolan gücün kısmı nerede?

Verimlilik tanımlarından %100'den fazla olamayacağı (ya da birden fazla olamayacağı) açıktır. Verimliliğin bulunduğu aralık: .

Verimlilik faktörü sadece bir makinenin mükemmellik düzeyinin değerlendirilmesinde değil, aynı zamanda herhangi bir karmaşık mekanizmanın ve enerji tüketen her türlü cihazın verimliliğinin belirlenmesinde de kullanılır.

İşe yaramaz enerji kayıplarının minimum düzeyde olması için her türlü mekanizmayı yapmaya çalışırlar (). Bu amaçla sürtünme kuvvetlerini (çeşitli direnç türleri) azaltmaya çalışıyorlar.

Mekanizma bağlantılarının verimliliği

Yapısal olarak karmaşık bir mekanizma (cihaz) göz önüne alındığında, tüm yapının verimliliği ve enerjiyi tüketen ve dönüştüren tüm bileşenlerinin ve mekanizmalarının verimliliği hesaplanır.

Seri olarak bağlanan n mekanizmamız varsa, sistemin sonuçta ortaya çıkan verimliliği, her bir parçanın verimliliğinin çarpımı olarak bulunur:

Şu tarihte: paralel bağlantı mekanizmalar (Şekil 1) (bir motor birkaç mekanizmayı çalıştırır), faydalı iş, sistemin her bir parçasının çıkışındaki faydalı işin toplamıdır. Motorun harcadığı iş ile gösterilirse verim bu durumdaşöyle bulalım:

Verimlilik birimleri

Çoğu durumda verimlilik yüzde olarak ifade edilir.

Problem çözme örnekleri

ÖRNEK 1

ÖRNEK 2

Verimlilik faktörü (verimlilik), belirli bir mekanizmanın (motor, sistem) alınan enerjiyi faydalı işe dönüştürmedeki verimliliğini yüzde olarak ifade eden bir değerdir.

Bu makalede okuyun

Dizel verimliliği neden daha yüksektir?

Farklı motorlar için verimlilik göstergesi büyük ölçüde değişebilir ve bir dizi faktöre bağlıdır. nedeniyle nispeten düşük verimliliğe sahip Büyük bir sayı bu tip bir güç ünitesinin çalışması sırasında ortaya çıkan mekanik ve termal kayıplar.

İkinci faktör ise eşleşen parçaların etkileşimi sırasında ortaya çıkan sürtünmedir. Yararlı enerji tüketiminin çoğu, motor pistonlarının hareketinin yanı sıra, yapısal olarak yataklara sabitlenmiş olan motor içindeki parçaların dönüşüyle ​​sağlanır. Benzinin yanma enerjisinin yaklaşık% 60'ı yalnızca bu birimlerin çalışmasını sağlamak için harcanmaktadır.

Ek kayıplar diğer mekanizmaların, sistemlerin ve ekler. Bir sonraki yakıt ve hava yükünün kabul edildiği andaki direnç kayıplarının yüzdesi ve ardından egzoz gazlarının içten yanmalı motor silindirinden salınması da dikkate alınır.

Dizel ünite ile benzinli motoru karşılaştırırsak, dizel motor, benzinli üniteye kıyasla gözle görülür derecede daha yüksek verime sahiptir. Benzinli güç üniteleri, alınan toplam enerji miktarının yaklaşık% 25-30'u kadar verimliliğe sahiptir.

Başka bir deyişle, motorun çalışması için harcanan 10 litre benzinden sadece 3 litresi harcanıyor faydalı iş. Yakıtın yanmasından elde edilen enerjinin geri kalanı kaybedildi.

Aynı deplasmanla, doğal emişli benzinli motorun gücü daha yüksektir, ancak daha yüksek hızlarda elde edilir. Motorun "döndürülmesi" gerekiyor, kayıplar artıyor, yakıt tüketimi artıyor. Kelime anlamı olarak motordan tekerleklere iletilen ve arabayı hareket ettiren kuvvet anlamına gelen torktan da bahsetmek gerekir. Benzinli içten yanmalı motorlar daha yüksek hızlarda maksimum torka ulaşır.

Benzer bir doğal emişli dizel motor, düşük hızlarda en yüksek torka ulaşırken faydalı işler yapmak için daha az dizel yakıt kullanır, bu da daha yüksek verimlilik ve yakıt ekonomisi anlamına gelir.

Dizel yakıt, benzine göre daha fazla ısı üretir, dizel yakıtın yanma sıcaklığı daha yüksek, patlama direnci daha yüksektir. Dizel içten yanmalı motorun belirli bir miktarda yakıtla daha faydalı iş ürettiği ortaya çıktı.

Dizel yakıt ve benzinin enerji değeri

Dizel yakıt, benzine göre daha ağır hidrokarbonlardan oluşur. Bir benzin ünitesinin dizel motora kıyasla daha düşük verimliliği aynı zamanda benzinin enerji bileşeninde ve yanma özelliklerinde de yatmaktadır. Eşit miktarda dizel yakıt ve benzinin tamamen yanması ilk durumda daha fazla ısı üretecektir. Dizel içten yanmalı motordaki ısı daha tamamen faydalı mekanik enerjiye dönüştürülür. Birim zamanda aynı miktarda yakıt yakıldığında dizel motorun daha fazla iş yapacağı ortaya çıktı.

Ayrıca enjeksiyonun özelliklerini ve karışımın tamamen yanması için uygun koşulların yaratılmasını da dikkate almak gerekir. Dizel motorda yakıt havadan ayrı olarak beslenir, emme manifolduna değil, sıkıştırma strokunun en sonunda doğrudan silindire enjekte edilir. Sonuç, daha yüksek bir sıcaklık ve çalışan yakıt-hava karışımının bir kısmının en eksiksiz yanmasıdır.

Sonuçlar

Tasarımcılar sürekli olarak hem dizel hem de dizel yakıtların verimliliğini artırmaya çalışıyorlar. benzinli motor. Silindir başına emme ve egzoz valfi sayısının artırılması, aktif kullanım yakıt enjeksiyonunun, gaz kelebeği valfinin ve diğer çözümlerin elektronik kontrolü verimliliği önemli ölçüde artırabilir. Bu daha çok dizel motor için geçerlidir.

Bu özellikler sayesinde modern bir dizel motor, silindirdeki hidrokarbonlarla doyurulmuş dizel yakıtın bir kısmını tamamen yakabilmekte ve düşük devirlerde yüksek tork üretebilmektedir. Düşük devir sayısı, daha az sürtünme kaybı ve bunun sonucunda ortaya çıkan sürtünme anlamına gelir. Bu nedenle günümüzde dizel motor, verimliliği çoğu zaman %50'yi aşan, en verimli ve ekonomik içten yanmalı motor türlerinden biridir.

Ayrıca okuyun

Sürüşten önce motoru ısıtmak neden daha iyidir: yağlama, yakıt, soğuk parçaların aşınması. Kışın dizel motor nasıl düzgün şekilde ısıtılır?

Modern gerçeklikler ısı motorlarının yaygın kullanımını gerektirmektedir. Bunları elektrik motorlarıyla değiştirmeye yönelik çok sayıda girişim şu ana kadar başarısız oldu. Enerji depolamayla ilgili sorunlar otonom sistemler büyük zorluklarla çözülüyor.

Elektrik pilleri için üretim teknolojisinin sorunları, uzun süreli kullanımları dikkate alındığında hala geçerlidir. Elektrikli araçların hız özellikleri içten yanmalı motorlu araçlara göre oldukça farklıdır.

Hibrit motorlar yaratmanın ilk adımları, mega şehirlerdeki zararlı emisyonları önemli ölçüde azaltarak çevre sorunlarını çözebilir.

Biraz tarih

Buhar enerjisini hareket enerjisine dönüştürme olanağı eski çağlardan beri biliniyordu. MÖ 130: İskenderiyeli filozof Heron, izleyicilere bir buhar oyuncağı - aeolipile - sundu. Buharla dolu küre, içinden çıkan jetlerin etkisi altında dönmeye başladı. Modern buhar türbinlerinin bu prototipi o günlerde kullanılmıyordu.

Uzun yıllar ve yüzyıllar boyunca filozofun gelişmeleri yalnızca dikkate alındı. komik oyuncak. 1629'da İtalyan D. Branchi aktif bir türbin yarattı. Buhar, bıçaklarla donatılmış bir diski hareket ettiriyordu.

O andan itibaren buhar motorlarının hızlı gelişimi başladı.

Isıtma motoru

Yakıtın makine parçalarının ve mekanizmalarının hareket enerjisine dönüştürülmesi ısı motorlarında kullanılmaktadır.

Makinelerin ana parçaları: ısıtıcı (dışarıdan enerji elde etmek için sistem), çalışma sıvısı (yararlı bir işlem gerçekleştirir), buzdolabı.

Isıtıcı, çalışma sıvısının faydalı iş gerçekleştirmek için yeterli miktarda iç enerji kaynağı biriktirmesini sağlayacak şekilde tasarlanmıştır. Buzdolabı fazla enerjiyi ortadan kaldırır.

Verimliliğin temel özelliğine ısı motorlarının verimliliği denir. Bu değer, ısınmaya harcanan enerjinin ne kadarının faydalı işlere harcandığını gösterir. Verimlilik ne kadar yüksek olursa makinenin çalışması da o kadar karlı olur ancak bu değer %100'ü geçemez.

Verimlilik hesaplaması

Isıtıcının dışarıdan Q1'e eşit enerji almasına izin verin. Çalışma akışkanı A işi yaparken, buzdolabına verilen enerji Q2 idi.

Tanıma dayanarak verimlilik değerini hesaplıyoruz:

η= A / Q 1 . A = Q 1 - Q 2 olduğunu dikkate alalım.

Dolayısıyla formülü η = (Q 1 - Q 2) / Q 1 = 1 - Q 2 / Q 1 olan ısı motorunun verimliliği aşağıdaki sonuçları çıkarmamızı sağlar:

• Verimlilik 1'i (veya %100'ü) aşamaz;
• Bu değeri maksimuma çıkarmak için ya ısıtıcıdan alınan enerjinin arttırılması ya da buzdolabına verilen enerjinin azaltılması gerekir;
• ısıtıcı enerjisinin arttırılması yakıtın kalitesinin değiştirilmesiyle sağlanır;
• buzdolabına verilen enerjinin azaltılması, elde etmenizi sağlar Tasarım özellikleri motorlar.

İdeal ısı motoru

Verimliliği maksimum (ideal olarak %100) olacak bir motor yaratmak mümkün müdür? Fransız teorik fizikçi ve yetenekli mühendis Sadi Carnot bu sorunun cevabını bulmaya çalıştı. 1824 yılında gazlarda meydana gelen süreçlere ilişkin teorik hesaplamaları kamuoyuna açıklandı.

İdeal makinenin doğasında var olan ana fikrin, ideal bir gazla tersinir işlemleri gerçekleştirmek olduğu düşünülebilir. Gazı T1 sıcaklığında izotermal olarak genişleterek başlıyoruz. Bunun için gerekli olan ısı miktarı Q 1'dir. Daha sonra gaz, ısı değişimi olmadan genleşir. T 2 sıcaklığına ulaşan gaz, izotermal olarak sıkıştırılarak Q 2 enerjisini buzdolabına aktarır. Gaz adyabatik olarak orijinal durumuna geri döner.

İdeal bir Carnot ısı motorunun verimi, doğru bir şekilde hesaplandığında, ısıtma ve soğutma cihazları arasındaki sıcaklık farkının ısıtıcının sıcaklığına oranına eşittir. Şuna benzer: η=(T 1 - T 2)/ T 1.

Formülü η = 1 - T2 / T1 olan bir ısı motorunun olası verimliliği yalnızca ısıtıcı ve soğutucunun sıcaklıklarına bağlıdır ve %100'den fazla olamaz.

Üstelik bu ilişki, ısı motorlarının verimliliğinin ancak buzdolabı sıcaklıklara ulaştığında birliğe eşit olabileceğini kanıtlamamıza olanak tanır. Bilindiği üzere bu değer ulaşılamaz bir değerdir.

Carnot'un teorik hesaplamaları, herhangi bir tasarımdaki bir ısı motorunun maksimum verimliliğini belirlemeyi mümkün kılar.

Carnot'nun kanıtladığı teorem aşağıdaki gibidir. Hiçbir durumda keyfi bir ısı makinesinin verimi, ideal bir ısı makinesinin aynı verim değerinden daha yüksek olamaz.

Problem çözme örneği

Örnek 1. Isıtıcı sıcaklığı 800 o C ve buzdolabı sıcaklığı 500 o C daha düşük ise ideal bir ısı motorunun verimliliği nedir?

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

Tanım gereği: η=(T 1 - T 2)/ T 1.

Bize buzdolabının sıcaklığı değil, ∆T= (T 1 - T 2) veriliyor, dolayısıyla:

η= ∆T / T 1 = 500 K/1073 K = 0,46.

Cevap: Verimlilik = %46.

Örnek 2. Elde edilen bir kilojoule ısıtıcı enerjisinden dolayı 650 J'lik faydalı iş yapılıyorsa, ideal bir ısı motorunun verimliliğini belirleyin.Soğutucunun sıcaklığı 400 K ise, ısı makinesinin ısıtıcısının sıcaklığı nedir?

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

Bu problemde Hakkında konuşuyoruz verimliliği aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilen bir termal kurulum hakkında:

Isıtıcı sıcaklığını belirlemek için ideal bir ısı motorunun verimliliğine ilişkin formülü kullanırız:

η = (T 1 - T 2)/ T 1 = 1 - T 2 / T 1.

Matematiksel dönüşümleri gerçekleştirdikten sonra şunu elde ederiz:

T 1 = T 2 /(1- η).

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

Hesaplayalım:

η= 650 J/ 1000 J = 0,65.

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

Cevap: η= %65, T 1 = 1142,8 K.

Gerçek koşullar

İdeal bir ısı motoru, ideal süreçler göz önünde bulundurularak tasarlanmıştır. İş yalnızca izotermal süreçlerde gerçekleştirilir; değeri Carnot çevriminin grafiğiyle sınırlanan alan olarak belirlenir.

Gerçekte, sıcaklık değişiklikleri olmadan bir gazın durumunu değiştirme işleminin gerçekleşmesi için koşullar yaratmak imkansızdır. Çevredeki nesnelerle ısı alışverişini engelleyecek hiçbir malzeme yoktur. Adyabatik sürecin gerçekleştirilmesi imkansız hale gelir. Isı değişimi durumunda, gaz sıcaklığının mutlaka değişmesi gerekir.

Gerçek koşullarda oluşturulan ısı motorlarının verimliliği, ideal motorların verimliliğinden önemli ölçüde farklıdır. Gerçek motorlardaki işlemlerin o kadar hızlı gerçekleştiğini unutmayın ki, hacmini değiştirme sürecinde çalışma maddesinin iç termal enerjisindeki değişimin, ısıtıcıdan gelen ısı akışı ve buzdolabına aktarılmasıyla telafi edilemeyeceğine dikkat edin.

Diğer ısı motorları

Gerçek motorlar farklı çevrimlerde çalışır:

• Otto döngüsü: sabit hacimli bir süreç adyabatik olarak değişerek kapalı bir döngü oluşturur;
• Dizel çevrimi: izobar, adyabatik, izokor, adyabatik;
• sırasında meydana gelen süreç sabit basınç, adyabatik ile değiştirilir ve döngü kapatılır.

Koşullar altında gerçek motorlarda (onları ideal olanlara yaklaştırmak için) denge süreçleri oluşturun modern teknoloji mümkün görünmüyor. Isı motorlarının verimliliği aynı dikkate alınsa bile çok daha düşüktür. sıcaklık koşullarıİdeal bir termal kurulumda olduğu gibi.

Ama rolünüzü azaltmamalısınız hesaplama formülüüzerinde çalışma sürecinde başlangıç ​​noktası haline geldiğinden verimlilik verimliliği arttırmak gerçek motorlar.

Verimliliği değiştirmenin yolları

İdeal ve gerçek ısı motorlarını karşılaştırırken, ikincisinin buzdolabının sıcaklığının herhangi bir olamayacağını belirtmekte fayda var. Genellikle atmosfer bir buzdolabı olarak kabul edilir. Atmosferin sıcaklığı ancak yaklaşık hesaplamalarla kabul edilebilir. Deneyimler, içten yanmalı motorlarda (ICE olarak kısaltılır) olduğu gibi, soğutucu sıcaklığının motorlardaki egzoz gazlarının sıcaklığına eşit olduğunu göstermektedir.

BUZ dünyamızdaki en yaygın ısı motorudur. Bu durumda ısı motorunun verimliliği yanan yakıtın yarattığı sıcaklığa bağlıdır. İçten yanmalı motorlar ile buhar motorları arasındaki önemli bir fark, ısıtıcının fonksiyonlarının ve cihazın çalışma sıvısının hava-yakıt karışımında birleştirilmesidir. Karışım yandıkça motorun hareketli parçaları üzerinde basınç oluşturur.

Yakıtın özelliklerini önemli ölçüde değiştirerek çalışma gazlarının sıcaklığında bir artış elde edilir. Ne yazık ki, bu süresiz olarak yapılamaz. Bir motorun yanma odasının yapıldığı her malzemenin kendi erime noktası vardır. Bu tür malzemelerin ısıya dayanıklılığı, motorun temel özelliğinin yanı sıra verimliliği önemli ölçüde etkileme yeteneğidir.

Motor verim değerleri

Girişindeki 800 K ve egzoz gazı - 300 K olan çalışma buharının sıcaklığını dikkate alırsak, bu makinenin verimliliği% 62'dir. Gerçekte bu değer %40'ı geçmez. Bu azalma, türbin muhafazasının ısıtılması sırasında oluşan ısı kayıplarından kaynaklanmaktadır.

İçten yanmanın en yüksek değeri %44'ü geçmez. Bu değerin artması yakın gelecek meselesidir. Malzemelerin ve yakıtın özelliklerini değiştirmek, insanlığın en iyi beyinlerinin üzerinde çalıştığı bir sorundur.

Bilindiği gibi üzerinde şu an bir enerji türünü tamamen diğerine dönüştürecek mekanizmalar henüz oluşturulmamıştır. Çalışma sırasında herhangi bir insan yapımı cihaz, enerjinin bir kısmını direnç kuvvetlerine harcar veya boşuna harcar. çevre. Aynı şey kapalı bir elektrik devresinde de olur. Yükler iletkenlerden aktığında toplam direnç oluşur ve yük elektrik işi. Oranlarını karşılaştırmak için performans katsayısını (verimlilik) hesaplamanız gerekecektir.

Verimliliği neden hesaplamanız gerekiyor?

Bir elektrik devresinin verimliliği orandır kullanışlı ısı dolu.

Açıklık sağlamak için bir örnek verelim. Bir motorun verimliliğini bularak, birincil çalışma fonksiyonunun tüketilen elektriğin maliyetini karşılayıp karşılamadığını belirlemek mümkündür. Yani hesaplaması, cihazın alınan enerjiyi ne kadar iyi dönüştürdüğüne dair net bir resim verecektir.

Not! Kural olarak verimliliğin bir değeri yoktur, ancak bir yüzde veya 0'dan 1'e kadar sayısal bir eşdeğerdir.

Verimlilik şu şekilde bulunur: Genel formül genel olarak tüm cihazlar için hesaplamalar. Ancak bir elektrik devresinde sonucunu alabilmek için öncelikle elektriğin kuvvetini bulmanız gerekir.

Tam devrede akımı bulma

Fizikten herhangi bir akım üretecinin, iç güç olarak da adlandırılan kendi direncine sahip olduğu bilinmektedir. Bu anlamın dışında elektrik kaynağının da kendine ait bir gücü vardır.

Zincirin her bir elemanına değer verelim:

• direnç – r;
• mevcut güç – E;

Bu nedenle, tanımı I olacak olan akım gücünü ve direnç - U üzerindeki voltajı bulmak, q = lt yükünün geçişi ile - t zaman alacaktır.

Elektriğin gücünün sabit olması nedeniyle jeneratörün işi tamamen R ve r'ye salınan ısıya dönüştürülür. Bu miktar Joule-Lenz yasası kullanılarak hesaplanabilir:

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

Daha sonra formülün sağ tarafları eşitlenir:

EIt = I2 (R + r) t.

İndirgemeyi gerçekleştirdikten sonra hesaplama elde edilir:

Formül yeniden düzenlendiğinde sonuç şu şekildedir:

Bu son değer şu şekilde olacaktır: elektrik kuvveti bu cihazda.

Bu şekilde bir ön hesaplama yapıldıktan sonra artık verim belirlenebilir.

Elektrik devresi verimliliğinin hesaplanması

Mevcut kaynaktan alınan güce tüketilen denir, tanımı yazılır - P1. Eğer bu fiziksel miktar jeneratörden tüm devreye geçer, faydalı kabul edilir ve yazılır - P2.

Bir devrenin verimliliğini belirlemek için enerjinin korunumu yasasını hatırlamak gerekir. Buna göre alıcı P2'nin gücü her zaman P1'in güç tüketiminden daha az olacaktır. Bu, alıcıda çalışma sırasında, tellerin, kılıflarının, girdap akımlarının vb. ısıtılması için harcanan, dönüştürülen enerjinin kaçınılmaz bir israfının her zaman olduğu gerçeğiyle açıklanmaktadır.

Enerji dönüşümünün özelliklerinin bir değerlendirmesini bulmak için, P2 ve P1 güçlerinin oranına eşit olacak bir verimlilik gereklidir.

Böylece, elektrik devresini oluşturan göstergelerin tüm değerlerini bilerek, onun yararlı ve eksiksiz çalışmasını buluyoruz:

• Ve yararlı. = qU = IUt =I2Rt;
• Ve toplam = qE = IEt = I2(R+r)t.

Bu değerlere göre mevcut kaynağın gücünü buluyoruz:

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

Tüm adımları gerçekleştirdikten sonra verimlilik formülünü elde ederiz:

n = Faydalı bir / Toplam = P2 / P1 =U / E = R / (R +r).

Bu formül, R'nin sonsuzluğun üzerinde ve n'nin 1'in üzerinde olduğu ortaya çıkıyor, ancak tüm bunlarla birlikte devredeki akım düşük bir konumda kalıyor ve faydalı gücü küçük.

Herkes bulmak istiyor Verimliliği arttırmak anlamlar. Bunu yapmak için P2'nin maksimum olacağı koşulları bulmak gerekir. Optimum değerler şöyle olacaktır:

• P2 = I2R = (E / R + r)2R;
• dP2 / dR = (E2 (R + r)2 - 2 (r + R) E2 R) / (R + r)4 = 0;
• E2 ((R + r) -2R) = 0.

Bu ifadede E ve (R+r) 0'a eşit değildir dolayısıyla parantez içindeki ifade de ona eşittir yani (r = R). Daha sonra gücün maksimum bir değere sahip olduğu ve verimliliğin =% 50 olduğu ortaya çıkıyor.

Yeterlik (Yeterlik) - enerjinin dönüşümü veya iletimi ile ilgili olarak bir sistemin (cihaz, makine) verimliliğinin karakteristiği. Faydalı olarak kullanılan enerjinin sistem tarafından alınan toplam enerji miktarına oranıyla belirlenir; genellikle η (“bu”) ile gösterilir. η = Wpol/Wcym. Verimlilik boyutsuz bir niceliktir ve genellikle yüzde olarak ölçülür. Matematiksel olarak verimliliğin tanımı şu şekilde yazılabilir:

%100,

Nerede A- faydalı çalışma ve Q- harcanan enerji.

Enerjinin korunumu kanunu gereği verimlilik her zaman birden az veya ona eşittir, yani harcanan enerjiden daha fazla faydalı iş elde etmek imkansızdır.

Isı motoru verimliliği- motorun tüm faydalı çalışmasının ısıtıcıdan alınan enerjiye oranı. Isıl verim motor aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir

ısıtıcıdan alınan ısı miktarı, buzdolabına verilen ısı miktarıdır. Belirli sıcak kaynak sıcaklıklarında çalışan çevrimsel makineler arasında en yüksek verimlilik T 1 ve soğuk T 2, Carnot çevriminde çalışan ısı motorlarına sahip olun; bu marjinal verimlilik eşittir

Enerji süreçlerinin verimliliğini karakterize eden göstergelerin tümü yukarıdaki açıklamaya karşılık gelmemektedir. Geleneksel olarak veya hatalı bir şekilde "verimlilik" olarak adlandırılsalar bile, özellikle %100'ü aşan başka özelliklere de sahip olabilirler.

Kazan verimliliği

Ana makale: Kazan ısı dengesi

Fosil yakıtlı kazanların verimliliği geleneksel olarak daha düşük kalorifik değere göre hesaplanır; Yanma ürünlerinin neminin kazanı aşırı ısıtılmış buhar şeklinde terk ettiği varsayılmaktadır. İÇİNDE yoğuşmalı kazanlar bu nem yoğunlaşır, yoğunlaşma ısısı faydalı bir şekilde kullanılır. Düşük kalorifik değere göre verim hesaplanırken birden büyük çıkabilmektedir. Bu durumda buhar yoğunlaşma ısısını dikkate alan daha yüksek kalorifik değere göre hesaplamak daha doğru olacaktır; ancak böyle bir kazanın performansını diğer kurulumlardaki verilerle karşılaştırmak zordur.

Isı pompaları ve soğutucular

Isı pompalarının ısıtma ekipmanı olarak avantajı, bazen çalışmaları için tüketilen enerjiden daha fazla ısı alabilmeleridir; benzer şekilde, bir soğutma makinesi, soğutulan uçtan, prosesin organize edilmesinde harcanan ısıdan daha fazlasını uzaklaştırabilir.

Bu tür ısı motorlarının verimliliği şu şekilde karakterize edilir: performans katsayısı(soğutma makineleri için) veya dönüşüm oranı(ısı pompaları için)

ısı soğuk uçtan (soğutma makinelerinde) alınır veya sıcak uca (ısı pompalarında) aktarılır; - bu süreç için harcanan iş (veya elektrik). En iyi performans Bu tür makinelerin performansı ters Carnot döngüsüyle elde edilir: burada performans katsayısı

nerede, sıcak ve soğuk uçların sıcaklıkları, . Bu değerin keyfi olarak büyük olabileceği açıktır; Pratik olarak yaklaşmak zor olsa da performans katsayısı yine de birliği aşabilir. Bu, termodinamiğin birinci yasasıyla çelişmez, çünkü dikkate alınan enerjiye ek olarak A(örneğin elektrik), ısıtmak için Q Ayrıca soğuk kaynaktan alınan enerji de bulunmaktadır.

Edebiyat

• Peryshkin A.V. Fizik. 8. sınıf. - Bustard, 2005. - 191 s. - 50.000 kopya. - ISBN 5-7107-9459-7.

Notlar

Wikimedia Vakfı. 2010.

Diğer sözlüklerde “Verimlilik faktörü”nün ne olduğuna bakın:

yeterlik- Sağlanan gücün tüketilen aktif güce oranı. [OST 45.55 99] verimlilik faktörü Verimlilik Enerjinin dönüşümü, dönüşümü veya aktarımı süreçlerinin mükemmelliğini karakterize eden, faydalı oranı olan bir değer ... ... Teknik Çevirmen Kılavuzu

Veya geri dönüş katsayısı (Verimlilik), herhangi bir makine veya aparatın verimliliği açısından çalışma kalitesinin bir özelliğidir. Verimlilik, bir makineden alınan iş miktarının veya aparattan alınan enerjinin miktara oranı anlamına gelir ... ... Deniz Sözlüğü

- (verimlilik), bir mekanizmanın verimliliğinin bir göstergesi, mekanizma tarafından gerçekleştirilen işin, çalışması için harcanan işe oranı olarak tanımlanır. Yeterlik genellikle yüzde olarak ifade edilir. İdeal bir mekanizmanın verimliliği =... ... Bilimsel ve teknik ansiklopedik sözlük

Modern ansiklopedi

- Enerji dönüşümüyle ilgili olarak bir sistemin (cihaz, makine) verimliliğinin (verimlilik) özelliği; yararlı olarak kullanılan enerjinin (döngüsel bir süreç sırasında işe dönüştürülen) toplam enerji miktarına oranıyla belirlenir,... ... Büyük ansiklopedik sözlük

- (verimlilik), enerjinin dönüşümü veya iletimi ile ilgili olarak bir sistemin (cihaz, makine) verimliliğinin özelliği; faydalı olarak kullanılan enerjinin (Wtotal) m) sistem tarafından alınan toplam enerji miktarına (Wtotal) oranıyla belirlenir; h=Wkat… … Fiziksel ansiklopedi

- Örneğin, yararlı olarak kullanılan enerjinin (Wp) (verimlilik) oranı. iş biçiminde, sistem (makine veya motor) tarafından alınan toplam enerji W miktarına, W p/W. Sürtünme ve diğer dengesizlik süreçlerinden kaynaklanan kaçınılmaz enerji kayıpları nedeniyle gerçek sistemler… … Fiziksel ansiklopedi

Harcanan faydalı işin veya alınan enerjinin, harcanan tüm işe veya sırasıyla tüketilen enerjiye oranı. Örneğin bir elektrik motorunun verimliliği mekanik oranıdır. kendisine sağlanan elektriğe verdiği güç. güç; İLE.… … Teknik demiryolu sözlüğü

İsim, eş anlamlı sayısı: 8 verimlilik (4) getiri (27) bereket (10) ... Eşanlamlılar sözlüğü

Yeterlik- herhangi bir sistemin mükemmelliğini, içinde meydana gelen herhangi bir dönüşüm veya enerji aktarımı süreciyle ilgili olarak karakterize eden, faydalı işin harekete geçirme için harcanan işe oranı olarak tanımlanan bir niceliktir.... ... Yapı malzemelerinin terimleri, tanımları ve açıklamaları ansiklopedisi

Yeterlik- (verimlilik), herhangi bir cihazın veya makinenin (ısı motoru dahil) enerji verimliliğinin sayısal bir özelliği. Verimlilik, yararlı olarak kullanılan enerjinin (yani işe dönüştürülen) toplam enerji miktarına oranıyla belirlenir... ... Resimli Ansiklopedik Sözlük