Zawartość
- Moc, energia i praca
- Typowe wartości sprawności silnika
- Wzór na sprawność silnika elektrycznego
- Wzór na obliczanie mocy silnika
- Kalkulator sprawności silnika: Formuła alternatywna
Celem silnika jest uzyskanie czegoś do ruchu. Często czymś jest oś, której ruch obrotowy można przekształcić w ruch translacyjny, jak w samochodzie, lub w inny sposób wykorzystać do mechanicznego praca (który ma jednostki energii).
The moc (energia na jednostkę czasu) dla silnika zwykle pochodzi z energii elektrycznej, której ostatecznym źródłem może być elektrownia węglowa, wiatrak lub zespół ogniw słonecznych.
Do ustalenia można zastosować fizykę stosowaną sprawność silnika, który jest miarą ułamka energii włożonego do układu mechanicznego, który skutkuje użyteczną pracą. Im bardziej wydajny silnik, tym mniej energii marnuje się na ciepło, tarcie itp., A tym samym ostateczne oszczędności kosztów dla właściciela firmy w scenariuszu produkcyjnym.
Moc, energia i praca
Energia jest fizyka przybiera różne formy: kinetyczna, potencjalna, cieplna, mechaniczna, elektryczna i wiele innych. Praca jest definiowana jako ilość energii zużytej na poruszanie się masy m na odległość x poprzez zastosowanie siły fa. Praca w systemie SI (metrycznym) ma jednostki Newtona lub Joulesa (J).
Moc to energia na jednostkę czasu. Możesz spędzić określoną liczbę dżuli na parkingu, ale jeśli pokonasz dystans w ciągu 20 sekund, a nie w odległości dwóch minut, twoja moc wyjściowa jest odpowiednio wyższa w jednym przykładzie. Jednostką SI jest Wat (W) lub J / s.
Typowe wartości sprawności silnika
Wydajność to po prostu moc wyjściowa (użyteczna) podzielona przez moc wejściową, przy czym różnicą są straty wynikające z niedoskonałości konstrukcyjnych i innych nieuchronności. Wydajność w tym con jest ułamkiem dziesiętnym od 0 do 1,0, a czasem procentem.
Zwykle im mocniejszy silnik, tym bardziej wydajna jest jego wydajność. Sprawność wynosząca 0,80 jest dobra dla silnika o mocy od 1 do 4 KM, ale normalne jest dążenie do wartości powyżej 0,90 dla silników o mocy 5 KM i mocniejszych.
Wzór na sprawność silnika elektrycznego
Wydajność jest często oznaczana grecką literą eta (η) i jest obliczany przy użyciu następującego wzoru:
η = frac {0,7457 × {hp} × {load}} {P_i}Tutaj, hp = moc silnika, obciążenie = Moc wyjściowa jako procent mocy znamionowej, oraz P.ja = moc wejściowa w kW.
Przykład: Biorąc pod uwagę silnik 75 KM, zmierzone obciążenie 0,50 i moc wejściową 70 kW, jaka jest wydajność silnika?
begin {wyrównany} η & = frac {0,7457 ; {kW / KM} × 75 ; {hp} × 0,50} {70 ; {kW}} & = 0,40 end {wyrównany}Wzór na obliczanie mocy silnika
Czasami masz problem z wydajnością i musisz rozwiązać inną zmienną, na przykład moc wejściową. W takim przypadku możesz zmienić układ równania zgodnie z potrzebami.
Przykład: Biorąc pod uwagę sprawność silnika wynoszącą 0,85, obciążenie 0,70 i silnik o mocy 150 KM, jaka jest moc wejściowa?
begin {wyrównany} η & = frac {0.7457 × {hp} × {load}} {P_i} {Dlatego} ; P_i & = frac {0.7457 × {hp} × {load }} {η} & = frac {0,7457 ; {kW / hp} × 150 ; {hp} × 0,70} {0,85} & = 92,1 ; {kW} end {wyrównane }Kalkulator sprawności silnika: Formuła alternatywna
Czasami podaje się parametry silnika, takie jak moment obrotowy (siła przyłożona wokół osi obrotu) i jego obroty na minutę (rpm). Możesz użyć relacji η = P.o/P.ja, gdzie P.o jest moc wyjściową, aby określić wydajność w takich przypadkach, ponieważ P.ja jest dany przez ja × V.lub prąd razy napięcie, natomiast P.o jest równy momentowi obrotowemu τ razy prędkość obrotowa ω. Prędkość obrotową w radianach na sekundę podaje kolejno ω = (2π) (rpm) / 60.
A zatem:
begin {wyrównany} η & = P_o / P_i & = frac {τ × 2π × {rpm} / 60} {I × V} & = frac {(π / 30) (τ × {rpm})} {I × V} end {wyrównany}