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Das ist der Effizienzfaktor. Effizienz. Formel, Definition

Koeffizient nützliche Aktion zeigt Haltung nützliche Arbeit, die durch einen Mechanismus oder eine Vorrichtung ausgeführt wird, zum Verbrauch. Der Arbeitsaufwand ist oft die Menge an Energie, die ein Gerät für die Arbeit verbraucht.

Du wirst brauchen

Automobil;
- Thermometer;
- Taschenrechner.

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Anweisungen


Um den Wirkungsgrad (Wirkungsgrad) zu berechnen, teilen Sie die nutzbare Arbeit Ap durch die aufgewendete Arbeit Az und multiplizieren Sie das Ergebnis mit 100 % (Wirkungsgrad = Ap/Az 100 %). Das Ergebnis erhalten Sie in Prozent. Berücksichtigen Sie bei der Berechnung des Wirkungsgrades einer Wärmekraftmaschine die Nutzarbeit mechanische Arbeit durch den Mechanismus gemacht. Für die aufgewendete Arbeit wird die Wärmemenge herangezogen, die durch den verbrannten Kraftstoff freigesetzt wird, der die Energiequelle für den Motor darstellt. Beispiel. Die durchschnittliche Zugkraft eines Automotors beträgt 882 N. Pro 100 km Fahrt werden 7 kg Benzin verbraucht. Bestimmen Sie die Effizienz seines Motors. Finden Sie zunächst einen lohnenden Job. Sie ist gleich dem Produkt der Kraft F und der Strecke S, die der Körper unter seinem Einfluss zurücklegt Аn=F S. Bestimmen Sie die Wärmemenge, die beim Verbrennen von 7 kg Benzin freigesetzt wird, das ist die aufgewendete Arbeit Az=Q =q m, wobei q – spezifische Wärme Kraftstoffverbrennung, für Benzin beträgt sie 42 10^6 J/kg und m ist die Masse dieses Kraftstoffs. Der Motorwirkungsgrad entspricht Wirkungsgrad=(F S)/(q m) 100 %= (882 100000)/(42 10^6 7) 100 %=30 %. Um den Wirkungsgrad einer beliebigen Wärmekraftmaschine (Verbrennungsmotor, Dampfmaschine, Turbinen usw.), bei denen die Arbeit von Gas verrichtet wird, hat einen Wirkungsgrad, der der Differenz der vom Heizgerät Q1 abgegebenen und vom Kühlschrank Q2 aufgenommenen Wärme entspricht. Ermitteln Sie die Differenz zwischen der Wärme des Heizgeräts und des Kühlschranks. und durch die Wärme des Heizwirkungsgrads dividieren = (Q1-Q2)/Q1. Hier wird der Wirkungsgrad in Teileinheiten von 0 bis 1 gemessen; um das Ergebnis in Prozent umzuwandeln, multiplizieren Sie es mit 100. Um den Wirkungsgrad einer idealen Wärmekraftmaschine (Carnot-Maschine) zu erhalten, ermitteln Sie das Verhältnis der Temperaturdifferenz zwischen Heizgerät T1 und Kühlschrank T2 auf die Temperatur des Heizgeräts Effizienz = (T1-T2)/T1. Dies ist der maximal mögliche Wirkungsgrad für einen bestimmten Wärmekraftmaschinentyp bei gegebenen Temperaturen der Heizung und des Kühlschranks. Ermitteln Sie für einen Elektromotor die aufgewendete Arbeit als Produkt aus Leistung und der dafür benötigten Zeit. Wenn beispielsweise ein Kranelektromotor mit einer Leistung von 3,2 kW eine Last mit einem Gewicht von 800 kg in 10 s auf eine Höhe von 3,6 m hebt, dann ist sein Wirkungsgrad gleich dem Verhältnis der Nutzarbeit Аn=m g h, wobei m die Masse ist der Last, g? 10 m/s? die Beschleunigung des freien Falls, h die Höhe, auf die die Last angehoben wurde, und die aufgewendete Arbeit Az = P t, wobei P die Motorleistung und t die Betriebszeit ist. Erhalten Sie die Formel zur Bestimmung des Wirkungsgrades=Ap/Az 100 %=(m g h)/(P t) 100 %=%=(800 10 3,6)/(3200 10) 100 %=90 %. Wie einfach

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Die von jeder Wärmekraftmaschine geleistete Nutzarbeit ist gleich dem Verhältnis der Differenz der von der Heizung und dem Kühlschrank aufgenommenen Wärme zur von der Heizung aufgenommenen Wärme. Bei einer idealen Wärmekraftmaschine mit maximalem Wirkungsgrad (Carnot-Zyklus) entspricht sie dem Verhältnis der Temperaturdifferenz zwischen Heizung und Kühlschrank


Die Leistung des Elektromotors wird üblicherweise in angegeben technische Dokumentation daran oder in einem speziellen Schild am Gehäuse. Wenn es auf diese Weise nicht möglich ist, es zu finden, berechnen Sie es selbst. Dies kann durch Messung des Stroms in den Wicklungen und der Spannung an der Quelle erfolgen. Sie können seine Leistung auch anhand bestimmen


Der Effizienzfaktor (COP) ist ein Indikator für die Effizienz eines Systems, sei es ein Automotor, eine Maschine oder ein anderer Mechanismus. Es zeigt, wie effektiv dieses System nutzt die empfangene Energie. Die Berechnung der Effizienz ist sehr einfach. Sponsor der Platzierung P&G Artikel zum Thema „Wie rechnet man


Um den Wirkungsgrad eines Motors zu ermitteln, müssen Sie die Nutzarbeit durch die aufgewendete Arbeit dividieren und mit 100 Prozent multiplizieren. Ermitteln Sie diesen Wert für eine Wärmekraftmaschine anhand des Verhältnisses der Leistung multipliziert mit der Betriebsdauer und der bei der Kraftstoffverbrennung freigesetzten Wärme. In der Theorie


Der Wirkungsgrad (Wirkungsgrad) ist eine dimensionslose Größe, die die Betriebseffizienz charakterisiert. Arbeit ist eine Kraft, die einen Prozess über einen bestimmten Zeitraum beeinflusst. Die Krafteinwirkung erfordert Energie. Energie wird in Kraft investiert, Kraft wird in Arbeit investiert, Arbeit ist geprägt von


Um den Nennstrom für einen bestimmten Leiter zu ermitteln, verwenden Sie eine spezielle Tabelle. Sie gibt an, bei welchen Stromwerten der Leiter zerstört werden kann. Finden Nennstrom Für Elektromotoren verschiedene Designs, profitieren Sie von Sonderangeboten

Effizienzfaktor (Effizienz) ist ein Merkmal der Leistung des Systems in Bezug auf die Umwandlung oder Übertragung von Energie, das durch das Verhältnis der genutzten Nutzenergie zur gesamten vom System aufgenommenen Energie bestimmt wird.

Effizienz- eine dimensionslose Größe, üblicherweise ausgedrückt als Prozentsatz:

Der Leistungskoeffizient (Wirkungsgrad) einer Wärmekraftmaschine wird durch die Formel bestimmt: , wobei A = Q1Q2. Der Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine liegt immer unter 1.

Der Carnot-Zyklus ist ein reversibler kreisförmiger Gasprozess, der aus nacheinander stehenden zwei isothermen und zwei adiabatischen Prozessen besteht, die mit einem Arbeitsmedium durchgeführt werden.

Dem maximalen Wirkungsgrad entspricht ein Kreiskreislauf, der zwei Isothermen und zwei Adiabaten umfasst.
Der französische Ingenieur Sadi Carnot leitete 1824 die Formel ab maximale Effizienz eine ideale Wärmekraftmaschine, bei der das Arbeitsmedium ein ideales Gas ist, dessen Kreislauf aus zwei Isothermen und zwei Adiabaten bestand, also dem Carnot-Zyklus. Der Carnot-Zyklus ist der eigentliche Arbeitszyklus einer Wärmekraftmaschine, die aufgrund der dem Arbeitsmedium zugeführten Wärme in einem isothermen Prozess Arbeit verrichtet.

Die Formel für den Wirkungsgrad des Carnot-Zyklus, also den maximalen Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine, hat die Form: , wobei T1 die absolute Temperatur des Heizgeräts und T2 die absolute Temperatur des Kühlschranks ist.

Wärmekraftmaschinen- das sind Strukturen, in denen thermische Energie in mechanische Energie umgewandelt wird.

Wärmekraftmaschinen sind sowohl im Design als auch im Einsatzzweck unterschiedlich. Diese beinhalten Dampfmaschinen, Dampfturbine, Verbrennungsmotoren, Strahltriebwerke.

Doch trotz der Vielfalt ist der Betrieb verschiedener Wärmekraftmaschinen grundsätzlich unterschiedlich Gemeinsamkeiten. Die Hauptkomponenten jeder Wärmekraftmaschine sind:

  • Heizung;
  • Arbeitsflüssigkeit;
  • Kühlschrank.

Die Heizung emittiert Wärmeenergie, während das Arbeitsmedium erhitzt wird, das sich im Arbeitsraum des Motors befindet. Das Arbeitsmedium kann Dampf oder Gas sein. Nachdem es die Wärmemenge aufgenommen hat, dehnt sich das Gas aus, weil Sein Druck ist größer als der äußere Druck und bewegt den Kolben, wodurch erzeugt wird positive Arbeit. Gleichzeitig sinkt sein Druck und sein Volumen nimmt zu. Wenn wir ein Gas komprimieren und dabei dieselben Zustände durchlaufen, aber in der entgegengesetzten Richtung, dann werden wir im absoluten Wert das Gleiche erreichen, aber negative Arbeit. Infolgedessen beträgt die gesamte Arbeit pro Zyklus Null. Damit die Arbeit einer Wärmekraftmaschine von Null verschieden ist, muss die Arbeit der Gaskompression gleich sein weniger Arbeit Erweiterungen. Damit die Kompressionsarbeit geringer wird als die Expansionsarbeit, ist es notwendig, dass der Kompressionsprozess bei einer niedrigeren Temperatur stattfindet; dazu muss das Arbeitsmedium gekühlt werden, weshalb ein Kühlschrank in die Konstruktion einbezogen wird der Wärmekraftmaschine. Das Arbeitsmedium überträgt bei Kontakt mit dem Kühlschrank Wärme auf den Kühlschrank.

Effizienz (Effizienz) – charakteristisch für die Effizienz eines Systems (Gerät, Maschine) in Bezug auf die Umwandlung oder Übertragung von Energie. Bestimmt durch das Verhältnis der sinnvoll genutzten Energie zur Gesamtenergiemenge, die das System erhält; normalerweise mit η („dies“) bezeichnet. η = Wpol/Wcym. Effizienz ist eine dimensionslose Größe und wird oft in Prozent gemessen. Mathematisch kann die Definition von Effizienz wie folgt geschrieben werden:

X 100 %,

Wo A- nützliche Arbeit, und Q- Energieaufwand.

Aufgrund des Energieerhaltungssatzes ist der Wirkungsgrad immer kleiner oder gleich eins, d. h. es ist unmöglich, mehr nützliche Arbeit zu erhalten, als Energie aufgewendet wird.

Effizienz der Wärmekraftmaschine- das Verhältnis der gesamten Nutzarbeit des Motors zur vom Heizgerät aufgenommenen Energie. Der Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine kann mit der folgenden Formel berechnet werden

,

Dabei ist die vom Heizgerät empfangene Wärmemenge die an den Kühlschrank abgegebene Wärmemenge. Höchste Effizienz unter zyklischen Maschinen, die bei bestimmten heißen Quellentemperaturen betrieben werden T 1 und kalt T 2, Wärmekraftmaschinen haben, die nach dem Carnot-Zyklus arbeiten; dieser Grenzwirkungsgrad ist gleich

.

Nicht alle Indikatoren, die die Effizienz von Energieprozessen charakterisieren, entsprechen der obigen Beschreibung. Auch wenn sie traditionell oder fälschlicherweise als „Wirkungsgrad“ bezeichnet werden, können sie andere Eigenschaften haben, insbesondere über 100 %.

Kesseleffizienz

Hauptartikel: Wärmebilanz des Kessels

Der Wirkungsgrad von Heizkesseln für fossile Brennstoffe wird traditionell auf der Grundlage des unteren Heizwerts berechnet; Es wird davon ausgegangen, dass die Feuchtigkeit der Verbrennungsprodukte den Kessel in Form von überhitztem Dampf verlässt. IN Brennwertkessel Diese Feuchtigkeit kondensiert, die Kondensationswärme wird sinnvoll genutzt. Bei der Berechnung des Wirkungsgrades auf Basis des unteren Heizwerts kann es sein, dass dieser größer als eins ist. In diesem Fall wäre es richtiger, ihn anhand des höheren Heizwerts zu berechnen, der die Wärme der Dampfkondensation berücksichtigt; Allerdings ist die Leistung eines solchen Kessels schwer mit Daten anderer Anlagen zu vergleichen.

Wärmepumpen und Kältemaschinen

Der Vorteil von Wärmepumpen als Heizgeräte besteht darin, dass sie manchmal mehr Wärme aufnehmen können, als für ihren Betrieb verbrauchte Energie; Ebenso kann eine Kältemaschine dem gekühlten Ende mehr Wärme entziehen, als für die Organisation des Prozesses aufgewendet wird.

Der Wirkungsgrad solcher Wärmekraftmaschinen zeichnet sich aus durch Leistungskoeffizient(für Kühlmaschinen) bzw Übersetzungsverhältnis(für Wärmepumpen)

,

Wo wird die Wärme vom kalten Ende (bei Kältemaschinen) entnommen oder an das heiße Ende (bei Wärmepumpen) übertragen? - die für diesen Prozess aufgewendete Arbeit (oder Elektrizität). Beste Leistung Die Leistung solcher Maschinen wird durch den umgekehrten Carnot-Zyklus erreicht: darin der Leistungskoeffizient

,

wobei , die Temperaturen des heißen und kalten Endes sind, . Dieser Wert kann natürlich beliebig groß sein; Auch wenn eine praktische Annäherung schwierig ist, kann der Leistungskoeffizient dennoch eins überschreiten. Dies widerspricht nicht dem ersten Hauptsatz der Thermodynamik, da zusätzlich die Energie berücksichtigt wird A(z. B. elektrisch), zum Heizen Q Es gibt auch Energie, die der Kältequelle entnommen wird.

Literatur

  • Peryshkin A.V. Physik. 8. Klasse. - Bustard, 2005. - 191 S. - 50.000 Exemplare. - ISBN 5-7107-9459-7.

Anmerkungen


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Synonyme:

Sehen Sie in anderen Wörterbüchern nach, was „Effizienzfaktor“ ist:

    Effizienz- Verhältnis von Ausgangsleistung zu verbrauchter Leistung Wirkleistung. [OST 45.55 99] Effizienzfaktor Effizienz Ein Wert, der die Perfektion der Prozesse der Umwandlung, Umwandlung oder Übertragung von Energie charakterisiert, das ist das Verhältnis von nützlichen ... ... Leitfaden für technische Übersetzer

    Oder Renditekoeffizient (Wirkungsgrad) ist ein Merkmal der Betriebsqualität einer Maschine oder eines Geräts im Hinblick auf ihre Effizienz. Unter Effizienz versteht man das Verhältnis der von einer Maschine aufgenommenen Arbeitsmenge oder der vom Gerät aufgenommenen Energie zur Menge ... ... Meereswörterbuch

    - (Effizienz), ein Indikator für die Effizienz eines Mechanismus, definiert als das Verhältnis der vom Mechanismus geleisteten Arbeit zur für seinen Betrieb aufgewendeten Arbeit. Effizienz üblicherweise in Prozent ausgedrückt. Ein idealer Mechanismus hätte Effizienz =... ... Wissenschaftliches und technisches Enzyklopädisches Wörterbuch

    Moderne Enzyklopädie

    - (Wirkungsgrad) Merkmal der Effizienz eines Systems (Gerät, Maschine) in Bezug auf die Energieumwandlung; wird bestimmt durch das Verhältnis der nutzbar genutzten Energie (die während eines Kreisprozesses in Arbeit umgewandelt wird) zur Gesamtenergiemenge,... ... Groß Enzyklopädisches Wörterbuch

    - (Wirkungsgrad), charakteristisch für den Wirkungsgrad eines Systems (Gerät, Maschine) in Bezug auf die Umwandlung oder Übertragung von Energie; wird durch das Verhältnis m) der nutzbaren Energie (Wtotal) zur gesamten vom System aufgenommenen Energiemenge (Wtotal) bestimmt; h=WBoden… … Physische Enzyklopädie

    - (Wirkungsgrad) Verhältnis der nutzbaren Energie W p, zum Beispiel. in Form von Arbeit, zur Gesamtenergiemenge W, die vom System (Maschine oder Motor) aufgenommen wird, W p/W. Aufgrund unvermeidlicher Energieverluste aufgrund von Reibung und anderen Nichtgleichgewichtsprozessen für reale Systeme... ... Physische Enzyklopädie

    Das Verhältnis der aufgewendeten Nutzarbeit bzw. aufgenommenen Energie zur gesamten aufgewendeten Arbeit bzw. aufgenommenen Energie. Beispielsweise ist der Wirkungsgrad eines Elektromotors das Verhältnis zum mechanischen. die Leistung, die es an den ihm zugeführten Strom abgibt. Leistung; ZU.… … Technisches Eisenbahnwörterbuch

    Substantiv, Anzahl der Synonyme: 8 Effizienz (4) Rendite (27) Fruchtbarkeit (10) ... Synonymwörterbuch

    Effizienz- ist eine Größe, die die Perfektion eines Systems in Bezug auf jeden darin stattfindenden Transformations- oder Energieübertragungsprozess charakterisiert, definiert als das Verhältnis der Nutzarbeit zur für die Betätigung aufgewendeten Arbeit.... ... Enzyklopädie der Begriffe, Definitionen und Erklärungen von Baustoffen

    Effizienz- (Effizienz), ein numerisches Merkmal der Energieeffizienz eines Geräts oder einer Maschine (einschließlich einer Wärmekraftmaschine). Der Wirkungsgrad wird durch das Verhältnis der sinnvoll genutzten (also in Arbeit umgewandelten) Energie zur Gesamtenergiemenge bestimmt... ... Illustriertes enzyklopädisches Wörterbuch