Iztērētā darba efektivitātes aprēķināšanas formulas. Efektivitātes koeficients ir

Efektivitātes koeficients (COP) ir sistēmas efektivitātes mērs enerģijas pārveidošanas vai pārneses izteiksmē, ko nosaka lietderīgi izmantotās enerģijas attiecība pret kopējo sistēmas saņemto enerģiju.

efektivitāti- vērtība ir bezizmēra, to parasti izsaka procentos:

Siltumdzinēja veiktspējas koeficientu (COP) nosaka pēc formulas: , kur A = Q1Q2. Siltumdzinēja efektivitāte vienmēr ir mazāka par 1.

Karno cikls ir atgriezenisks cirkulārs gāzes process, kas sastāv no diviem secīgiem izotermiskiem un diviem adiabātiskiem procesiem, ko veic ar darba šķidrumu.

Apļveida cikls, kas ietver divas izotermas un divus adiabātus, atbilst maksimālajai efektivitātei.
Franču inženieris Sadi Carnot 1824. gadā atvasināja ideāla siltumdzinēja maksimālās efektivitātes formulu, kur darba šķidrums ir ideāla gāze, kuras cikls sastāvēja no divām izotermām un diviem adiabātiem, tas ir, Karno cikla. Karno cikls ir reālais siltuma dzinēja darba cikls, kas veic darbu, pateicoties siltumam, kas tiek piegādāts darba šķidrumam izotermiskā procesā.

Karno cikla efektivitātes formula, t.i., siltumdzinēja maksimālā efektivitāte, ir: , kur T1 ir sildītāja absolūtā temperatūra, T2 ir ledusskapja absolūtā temperatūra.

Siltuma dzinēji- Tās ir struktūras, kurās siltumenerģija tiek pārvērsta mehāniskajā enerģijā.

Siltumdzinēji ir dažādi gan pēc konstrukcijas, gan pēc mērķa. Tie ietver tvaika dzinējus, tvaika turbīnas, dzinējus iekšējā degšana, reaktīvie dzinēji.

Tomēr, neskatoties uz daudzveidību, dažādu siltumdzinēju darbības principā ir kopīgas iezīmes. Katra siltumdzinēja galvenās sastāvdaļas:

  • sildītājs;
  • darba iestāde;
  • ledusskapis.

Sildītājs izstaro siltumenerģija, sildot darba šķidrumu, kas atrodas dzinēja darba kamerā. Darba šķidrums var būt tvaiks vai gāze. Pieņēmusi siltuma daudzumu, gāze izplešas, jo. tā spiediens ir lielāks par ārējo spiedienu un pārvieto virzuli, radot pozitīvu darbu. Tajā pašā laikā tā spiediens samazinās, un tā tilpums palielinās. Ja mēs saspiežam gāzi, ejot caur tiem pašiem stāvokļiem, bet pretējā virzienā, tad mēs veiksim to pašu absolūto vērtību, bet negatīvu darbu. Rezultātā viss cikla darbs būs vienāds ar nulli. Lai siltumdzinēja darbs nebūtu nulle, gāzes saspiešanas darbam jābūt mazākam nekā izplešanās darbam. Lai kompresijas darbs kļūtu mazāks par izplešanās darbu, ir nepieciešams, lai saspiešanas process notiktu zemākā temperatūrā, šim nolūkam darba šķidrums ir jāatdzesē, tāpēc ledusskapis ir iekļauts konstrukcijā. siltuma dzinējs. Darba šķidrums, saskaroties ar to, atdod ledusskapim nepieciešamo siltuma daudzumu.

Efektivitāte ir ierīces vai mašīnas efektivitātes īpašība. Efektivitāte tiek definēta kā lietderīgās enerģijas attiecība sistēmas izejā pret kopējo sistēmai piegādātās enerģijas daudzumu. Efektivitāte ir bezizmēra, un to bieži izsaka procentos.

Formula 1 – efektivitāte

kur- A noderīgs darbs

J kopējais iztērētais darbs

Jebkurai sistēmai, kas veic jebkuru darbu, jāsaņem enerģija no ārpuses, ar kuras palīdzību darbs tiks veikts. Ņemiet, piemēram, sprieguma transformatoru. Ievade ir tīkla spriegums 220 volti, 12 volti tiek noņemti no izejas uz strāvu, piemēram, kvēlspuldze. Tātad transformators pārvērš enerģiju pie ieejas vajadzīgajā vērtībā, pie kuras lampa darbosies.

Bet ne visa no tīkla paņemtā enerģija nonāks lampā, jo transformatorā ir zudumi. Piemēram, magnētiskās enerģijas zudums transformatora kodolā. Vai arī zaudējums aktīvā pretestība tinumi. Kur elektriskā enerģija tiks pārvērsta siltumā, nesasniedzot patērētāju. Šī siltumenerģija šajā sistēmā ir bezjēdzīga.

Tā kā nevienā sistēmā nevar izvairīties no jaudas zudumiem, efektivitāte vienmēr ir zemāka par vienību.

Efektivitāti var uzskatīt par visu sistēmu, kas sastāv no daudzām atsevišķām daļām. Tātad, lai noteiktu efektivitāti katrai daļai atsevišķi, tad kopējā efektivitāte būs vienāda ar visu tās elementu efektivitātes reizinājumu.

Noslēgumā mēs varam teikt, ka efektivitāte nosaka jebkuras ierīces pilnības līmeni enerģijas pārnešanas vai pārveidošanas nozīmē. Tas arī norāda, cik daudz sistēmai piegādātās enerģijas tiek tērēts lietderīgam darbam.

Saturs:

Katrai sistēmai vai ierīcei ir noteikts veiktspējas koeficients (COP). Šis rādītājs raksturo viņu darba efektivitāti jebkura veida enerģijas atgriešanai vai pārveidošanai. Atbilstoši tās vērtībai efektivitāte ir neizmērāms lielums, kas attēlots formā skaitliskā vērtība diapazonā no 0 līdz 1 vai procentos. Šis raksturlielums pilnībā attiecas uz visu veidu elektromotoriem.

Elektromotoru efektivitātes raksturlielumi

Elektromotori pieder pie to ierīču kategorijas, kas veic transformāciju elektriskā enerģija mehāniskajā. Efektivitātes koeficients šīm ierīcēm nosaka to efektivitāti galvenās funkcijas izpildē.

Kā uzzināt dzinēja efektivitāti? Elektromotora efektivitātes formula izskatās šādi: ƞ \u003d P2 / P1.Šajā formulā P1 ir piegādātā elektriskā jauda un P2 ir izmantojamā mehāniskā jauda, ​​ko ģenerē dzinējs. Nozīme elektriskā jauda(P) nosaka pēc formulas P \u003d UI, bet mehānisko - P \u003d A / t, kā darba attiecību pret laika vienību.

Izvēloties elektromotoru, jāņem vērā efektivitātes koeficients. Liela nozīme ir efektivitātes zudumiem, kas saistīti ar reaktīvās strāvas, jaudas samazināšana, dzinēja apsilde un citi negatīvi faktori.

Elektriskās enerģijas pārveidošanu mehāniskajā enerģijā pavada pakāpenisks jaudas zudums. Efektivitātes zudums visbiežāk ir saistīts ar siltuma izdalīšanos, kad motors darbības laikā uzsilst. Zaudējumu cēloņi var būt magnētiski, elektriski un mehāniski, kas rodas berzes ietekmē. Tāpēc, piemēram, situācija ir vispiemērotākā, kad elektrība tika patērēta par 1000 rubļiem, bet noderīgs darbs tika saražots tikai par 700-800 rubļiem. Tādējādi efektivitāte šajā gadījumā būs 70-80%, un visa starpība tiek pārvērsta siltumenerģijā, kas silda dzinēju.


Elektromotoru dzesēšanai tiek izmantoti ventilatori, kas vada gaisu caur īpašām spraugām. Saskaņā ar noteiktajiem standartiem A klases dzinēji var uzkarst līdz 85-90 0 C, B klases - līdz 110 0 C. Ja dzinēja temperatūra pārsniedz noteiktos standartus, tas norāda uz iespējamu nenovēršamu.

Atkarībā no slodzes elektromotora efektivitāte var mainīt tā vērtību:

  • Priekš dīkstāves kustība - 0;
  • Pie 25% slodzes - 0,83;
  • Pie 50% slodzes - 0,87;
  • Pie 75% slodzes - 0,88;
  • Pie pilnas 100% slodzes efektivitāte ir 0,87.

Viens no elektromotora efektivitātes samazināšanās iemesliem var būt strāvu asimetrija, kad katrā no trim fāzēm parādās atšķirīgs spriegums. Piemēram, ja 1. fāzē ir 410 V, 2. fāzē 402 V un 3. fāzē 288 V, tad vidējais spriegums būs (410 + 402 + 388) / 3 = 400 V. Sprieguma asimetrijai būs vērtība: 410 - 388 = 22 volti. Tādējādi efektivitātes zudums šī iemesla dēļ būs 22/400 x 100 = 5%.

Efektivitātes kritums un kopējie zudumi elektromotorā

Ir daudz negatīvu faktoru, kas ietekmē kopējo zaudējumu apmēru elektromotori. Ir īpašas metodes, kas ļauj tos iepriekš noteikt. Piemēram, jūs varat noteikt spraugas esamību, caur kuru strāva tiek daļēji piegādāta no tīkla uz statoru un pēc tam uz rotoru.

Jaudas zudumi, kas rodas pašā starterī, sastāv no vairākiem terminiem. Pirmkārt, tie ir zaudējumi, kas saistīti ar statora serdeņa daļēju remagnetizāciju. Tērauda elementiem ir maza ietekme un tie praktiski netiek ņemti vērā. Tas ir saistīts ar statora griešanās ātrumu, kas ievērojami pārsniedz magnētiskās plūsmas ātrumu. Šajā gadījumā rotoram ir jāgriežas stingri saskaņā ar deklarētajiem tehniskajiem parametriem.


Nozīme mehāniskā jauda rotora vārpsta ir zemāka par elektromagnētisko jaudu. Atšķirība ir zaudējumu apjoms, kas rodas tinumā. Mehāniskie zudumi ietver berzi gultņos un sukās, kā arī gaisa barjeras ietekmi uz rotējošām daļām.

Priekš asinhronie elektromotori ko raksturo papildu zudumi zobu klātbūtnes dēļ statorā un rotorā. Turklāt atsevišķos dzinēja komponentos var rasties virpuļu plūsmas. Visi šie faktori kopā samazina efektivitāti par aptuveni 0,5%. nominālā jauda vienība.

Aprēķinot iespējamos zaudējumus, tiek izmantota arī dzinēja efektivitātes formula, kas ļauj aprēķināt šī parametra samazināšanos. Pirmkārt, tiek ņemti vērā kopējie jaudas zudumi, kas ir tieši saistīti ar dzinēja slodzi. Pieaugot slodzei, proporcionāli palielinās zudumi un samazinās efektivitāte.

Asinhrono elektromotoru konstrukcijās tiek ņemti vērā visi iespējamie zudumi maksimālo slodžu klātbūtnē. Tāpēc šo ierīču efektivitātes diapazons ir diezgan plašs un svārstās no 80 līdz 90%. Lieljaudas dzinējos šis rādītājs var sasniegt pat 90-96%.