ประสิทธิภาพ (ประสิทธิภาพ) - คุณลักษณะของประสิทธิภาพของระบบ (อุปกรณ์, เครื่องจักร) ที่เกี่ยวข้องกับการแปลงหรือการถ่ายโอนพลังงาน กำหนดโดยอัตราส่วนของพลังงานที่มีประโยชน์ที่ใช้กับปริมาณพลังงานทั้งหมดที่ระบบได้รับ มักจะเขียนแทน η ("นี่") η = Wpol/Wcym ประสิทธิภาพเป็นปริมาณที่ไม่มีมิติและมักจะวัดเป็นเปอร์เซ็นต์ ในทางคณิตศาสตร์ นิยามของประสิทธิภาพสามารถเขียนเป็น:

เอ็กซ์ 100%

ที่ไหน ก- งานที่เป็นประโยชน์และ ถาม- สูญเสียพลังงาน

โดยอาศัยกฎการอนุรักษ์พลังงาน ประสิทธิภาพจะน้อยกว่าความสามัคคีหรือเท่ากันเสมอ นั่นคือเป็นไปไม่ได้ที่จะได้งานที่มีประโยชน์มากกว่าพลังงานที่ใช้ไป

ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อน- อัตราส่วนของการทำงานที่เป็นประโยชน์อย่างสมบูรณ์ของเครื่องยนต์ต่อพลังงานที่ได้รับจากเครื่องทำความร้อน ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อนสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตรต่อไปนี้

โดยที่ - ปริมาณความร้อนที่ได้รับจากเครื่องทำความร้อน - ปริมาณความร้อนที่ให้กับตู้เย็น ประสิทธิภาพสูงสุดในบรรดาเครื่องจักรหมุนเวียนที่ทำงานที่อุณหภูมิน้ำพุร้อนที่กำหนด ต 1 และเย็น ต 2 มีเครื่องยนต์ความร้อนที่ทำงานในวงจรการ์โนต์ ประสิทธิภาพที่จำกัดนี้เท่ากับ

ตัวบ่งชี้ทั้งหมดที่ระบุถึงประสิทธิภาพของกระบวนการพลังงานไม่สอดคล้องกับคำอธิบายข้างต้น แม้ว่าพวกเขาจะเรียกตามประเพณีหรือเรียกผิดๆ ว่า "" พวกเขาอาจมีคุณสมบัติอื่น ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเกิน 100%

ประสิทธิภาพของหม้อไอน้ำ

บทความหลัก: สมดุลความร้อนของหม้อไอน้ำ

ประสิทธิภาพของหม้อไอน้ำที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลแบบดั้งเดิมคำนวณจากค่าความร้อนสุทธิ สันนิษฐานว่าความชื้นของผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ออกจากหม้อไอน้ำในรูปของไอน้ำร้อนยวดยิ่ง ในหม้อไอน้ำแบบควบแน่น ความชื้นนี้จะถูกควบแน่น ความร้อนจากการควบแน่นจะถูกนำมาใช้อย่างมีประโยชน์ เมื่อคำนวณประสิทธิภาพตามค่าความร้อนที่ต่ำกว่า ในที่สุดก็สามารถกลายเป็นมากกว่าหนึ่งได้ ในกรณีนี้การพิจารณาตามค่าความร้อนรวมจะถูกต้องกว่าซึ่งคำนึงถึงความร้อนของการควบแน่นของไอน้ำ อย่างไรก็ตามเป็นการยากที่จะเปรียบเทียบประสิทธิภาพของหม้อไอน้ำกับข้อมูลจากการติดตั้งอื่น ๆ

ปั๊มความร้อนและเครื่องทำความเย็น

ข้อได้เปรียบของปั๊มความร้อนในฐานะเทคนิคการให้ความร้อนคือความสามารถในการรับความร้อนมากกว่าพลังงานที่ใช้ในการทำงานในบางครั้ง ในทำนองเดียวกัน เครื่องทำความเย็นสามารถดึงความร้อนออกจากส่วนปลายที่เย็นลงได้มากกว่าที่ใช้ในการจัดระเบียบกระบวนการ

ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อนนั้นมีลักษณะเฉพาะ ค่าสัมประสิทธิ์ของประสิทธิภาพ(สำหรับชิลเลอร์) หรือ อัตราส่วนการเปลี่ยนแปลง(สำหรับปั๊มความร้อน)

ความร้อนที่นำมาจากปลายเย็น (ในเครื่องทำความเย็น) หรือถ่ายโอนไปยังปลายร้อน (ในปั๊มความร้อน) อยู่ที่ไหน - งาน (หรือไฟฟ้า) ที่ใช้ในกระบวนการนี้ ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพที่ดีที่สุดสำหรับเครื่องจักรดังกล่าวมีวงจร Carnot แบบย้อนกลับ: ในนั้นมีค่าสัมประสิทธิ์ประสิทธิภาพ

โดยที่ , คืออุณหภูมิของปลายร้อนและเย็น เห็นได้ชัดว่าค่านี้อาจมีขนาดใหญ่โดยพลการ แม้ว่าจะยากที่จะเข้าถึงในทางปฏิบัติ แต่ค่าสัมประสิทธิ์ของประสิทธิภาพยังคงสามารถเกินความสามัคคีได้ สิ่งนี้ไม่ขัดแย้งกับกฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์ เนื่องจากนอกเหนือจากพลังงานที่นำมาพิจารณาแล้ว ก(เช่นไฟฟ้า) เข้าสู่ความร้อน ถามนอกจากนี้ยังมีพลังงานที่นำมาจากแหล่งเย็น

วรรณกรรม

• Peryshkin A.V.ฟิสิกส์. ชั้นประถมศึกษาปีที่ 8 - อีแร้ง 2548 - 191 น. - 50,000 เล่ม - ไอ 5-7107-9459-7

หมายเหตุ

มูลนิธิวิกิมีเดีย 2553 .

• เทอร์โบปาสคาล
• ประสิทธิภาพ

ดูว่า "ประสิทธิภาพ" คืออะไรในพจนานุกรมอื่นๆ:

ประสิทธิภาพ- อัตราส่วนของพลังงานเอาต์พุตต่อพลังงานที่ใช้งานอยู่ [OST 45.55 99] สัมประสิทธิ์ประสิทธิภาพ ประสิทธิภาพ ค่าที่แสดงลักษณะความสมบูรณ์ของกระบวนการเปลี่ยนรูป การแปลงรูป หรือการถ่ายโอนพลังงาน ซึ่งเป็นอัตราส่วนของประโยชน์ ... ... คู่มือนักแปลทางเทคนิค

ประสิทธิภาพ- หรือค่าสัมประสิทธิ์ผลตอบแทน (ประสิทธิภาพ) - คุณลักษณะของคุณภาพของงานของเครื่องจักรหรือเครื่องมือใด ๆ จากด้านประสิทธิภาพ โดย กพร. หมายถึง อัตราส่วนของปริมาณงานที่ได้รับจากเครื่องจักรหรือพลังงานจากเครื่องจักรต่อปริมาณนั้น ๆ ... ... พจนานุกรมศัพท์เฉพาะทางเรือ

ประสิทธิภาพ- (ประสิทธิภาพ) ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพของกลไกที่กำหนดเป็นอัตราส่วนของงานที่ดำเนินการโดยกลไกต่องานที่ใช้ในการทำงาน ประสิทธิภาพ มักจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ กลไกในอุดมคติจะต้องมีประสิทธิภาพ = ... ... พจนานุกรมสารานุกรมทางวิทยาศาสตร์และทางเทคนิค

ประสิทธิภาพ- (ประสิทธิภาพ) คุณลักษณะที่เป็นตัวเลขของการประหยัดพลังงานของอุปกรณ์หรือเครื่องจักรใดๆ (รวมถึงเครื่องยนต์ความร้อน) ประสิทธิภาพถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของพลังงานที่มีประโยชน์ที่ใช้ (เช่น เปลี่ยนเป็นงาน) ต่อปริมาณพลังงานทั้งหมด ... ... สารานุกรมสมัยใหม่

ประสิทธิภาพ- (ประสิทธิภาพ) ลักษณะประสิทธิภาพของระบบ (อุปกรณ์, เครื่องจักร) ที่สัมพันธ์กับการแปลงพลังงาน ถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของพลังงานที่มีประโยชน์ที่ใช้ (กลายเป็นงานในกระบวนการวงจร) ต่อปริมาณพลังงานทั้งหมด ... ... พจนานุกรมสารานุกรมเล่มใหญ่

ประสิทธิภาพ- (ประสิทธิภาพ) ลักษณะของประสิทธิภาพของระบบ (อุปกรณ์ เครื่องจักร) ที่เกี่ยวข้องกับการแปลงหรือการถ่ายโอนพลังงาน ถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของ t) พลังงานที่มีประโยชน์ที่ใช้ (Wpol) ต่อปริมาณพลังงานทั้งหมด (Wtotal) ที่ระบบได้รับ h=วโปล… … สารานุกรมกายภาพ

ประสิทธิภาพ- (ประสิทธิภาพ) อัตราส่วนของพลังงานที่มีประโยชน์ W p เช่น ในรูปแบบของงานถึงปริมาณพลังงานทั้งหมด W ที่ระบบได้รับ (เครื่องจักรหรือเครื่องยนต์) W p / W เนื่องจากการสูญเสียพลังงานที่หลีกเลี่ยงไม่ได้เนื่องจากแรงเสียดทานและกระบวนการที่ไม่สมดุลอื่น ๆ สำหรับระบบจริง ... ... สารานุกรมกายภาพ

ประสิทธิภาพ- อัตราส่วนของงานที่มีประโยชน์ที่ใช้ไปหรือพลังงานที่ได้รับต่องานทั้งหมดที่ใช้ไปหรือพลังงานที่ใช้ไป ตามลำดับ ตัวอย่างเช่น ประสิทธิภาพของมอเตอร์ไฟฟ้าคืออัตราส่วนของกลไก พลังงานที่พวกเขาจ่ายให้กับพลังงานไฟฟ้าที่จ่ายให้กับมัน พลัง; ถึง.… … พจนานุกรมทางเทคนิครถไฟ

ประสิทธิภาพ- คำนาม จำนวนคำพ้องความหมาย: 8 ประสิทธิภาพ (4) ผลตอบแทน (27) ความอุดมสมบูรณ์ (10) ... พจนานุกรมคำพ้อง

ประสิทธิภาพ- - ค่าที่แสดงลักษณะความสมบูรณ์แบบของระบบใด ๆ ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการเปลี่ยนแปลงหรือการถ่ายโอนพลังงานที่เกิดขึ้นในระบบ ซึ่งกำหนดเป็นอัตราส่วนของงานที่มีประโยชน์ต่องานที่ใช้ในการดำเนินการ ...... ... สารานุกรมคำศัพท์ คำจำกัดความ และคำอธิบายของวัสดุก่อสร้าง

ในบรรดาลักษณะต่างๆ ของกลไกต่างๆ ในรถ ปัจจัยชี้ขาดคือ ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์สันดาปภายใน. เพื่อค้นหาแก่นแท้ของแนวคิดนี้ คุณจำเป็นต้องรู้ให้แน่ชัดว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบดั้งเดิมคืออะไร

ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์สันดาปภายใน - มันคืออะไร?

ประการแรก มอเตอร์จะแปลงพลังงานความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงให้เป็นงานเชิงกลจำนวนหนึ่ง ซึ่งแตกต่างจากเครื่องยนต์ไอน้ำ เครื่องยนต์เหล่านี้มีน้ำหนักเบาและกะทัดรัดกว่า ประหยัดกว่ามากและกินเชื้อเพลิงเหลวและก๊าซที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด ดังนั้นประสิทธิภาพของเครื่องยนต์สมัยใหม่จึงคำนวณตามลักษณะทางเทคนิคและตัวบ่งชี้อื่น ๆ

ประสิทธิภาพ (ค่าสัมประสิทธิ์ของประสิทธิภาพ) คืออัตราส่วนของกำลังที่ส่งจริงไปยังเพลาเครื่องยนต์ต่อกำลังที่ลูกสูบได้รับเนื่องจากการกระทำของก๊าซ หากเราเปรียบเทียบประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ที่มีกำลังต่างกัน เราสามารถระบุได้ว่าค่านี้สำหรับแต่ละเครื่องยนต์มีลักษณะเฉพาะของตัวเอง

เครื่องยนต์ทั้งสองแม้จะมีการออกแบบที่คล้ายคลึงกัน แต่ก็มีการก่อตัวของส่วนผสมที่แตกต่างกัน ดังนั้น ลูกสูบของเครื่องยนต์คาร์บูเรเตอร์จึงทำงานที่อุณหภูมิสูงขึ้นซึ่งต้องการการระบายความร้อนคุณภาพสูง ด้วยเหตุนี้ พลังงานความร้อนที่สามารถเปลี่ยนเป็นพลังงานกลจึงกระจายไปโดยไม่เกิดประโยชน์ ทำให้ค่าประสิทธิภาพโดยรวมลดลง

อย่างไรก็ตาม เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องยนต์เบนซิน มีการใช้มาตรการบางอย่าง ตัวอย่างเช่น สามารถติดตั้งวาล์วไอดีและไอเสียได้สองวาล์วต่อกระบอกสูบ แทนที่จะเป็นวาล์วไอดีและไอเสียหนึ่งวาล์ว นอกจากนี้ เครื่องยนต์บางรุ่นยังมีคอยล์จุดระเบิดแยกต่างหากสำหรับหัวเทียนแต่ละตัว การควบคุมคันเร่งในหลาย ๆ กรณีนั้นใช้ไดรฟ์ไฟฟ้าไม่ใช่ด้วยสายเคเบิลธรรมดา

ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ดีเซล – ประสิทธิภาพที่สังเกตได้

ดีเซลเป็นหนึ่งในเครื่องยนต์สันดาปภายในที่หลากหลายซึ่งการจุดระเบิดของส่วนผสมการทำงานนั้นเกิดขึ้นจากการบีบอัด ดังนั้นความดันอากาศในกระบอกสูบจึงสูงกว่าเครื่องยนต์เบนซินมาก การเปรียบเทียบประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ดีเซลกับประสิทธิภาพของการออกแบบอื่น ๆ เราสามารถสังเกตประสิทธิภาพสูงสุดได้

เมื่อมีความเร็วต่ำและการกระจัดมาก ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพสามารถเกิน 50%

ควรให้ความสนใจกับการใช้น้ำมันดีเซลที่ค่อนข้างต่ำและปริมาณสารอันตรายในไอเสียต่ำดังนั้น ค่าประสิทธิภาพของเครื่องยนต์สันดาปภายในจึงขึ้นอยู่กับประเภทและการออกแบบของมันทั้งหมด ในรถยนต์จำนวนมาก ประสิทธิภาพต่ำถูกชดเชยด้วยการปรับปรุงต่างๆ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวม

ค่าสัมประสิทธิ์ของประสิทธิภาพ (COP) เป็นค่าที่แสดงในรูปของเปอร์เซ็นต์ประสิทธิภาพของกลไกเฉพาะ (เครื่องยนต์ ระบบ) เกี่ยวกับการแปลงพลังงานที่ได้รับเป็นงานที่เป็นประโยชน์

อ่านในบทความนี้

ทำไมดีเซลถึงมีประสิทธิภาพสูงกว่า

ดัชนีประสิทธิภาพสำหรับเครื่องยนต์ต่างๆ อาจแตกต่างกันอย่างมากและขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ มีประสิทธิภาพค่อนข้างต่ำเนื่องจากการสูญเสียทางกลและความร้อนจำนวนมากที่เกิดขึ้นระหว่างการทำงานของหน่วยพลังงานประเภทนี้

ปัจจัยที่สองคือแรงเสียดทานที่เกิดขึ้นระหว่างการทำงานร่วมกันของชิ้นส่วนที่ผสมพันธุ์ การใช้พลังงานที่เป็นประโยชน์ส่วนใหญ่ขับเคลื่อนโดยลูกสูบของเครื่องยนต์ เช่นเดียวกับการหมุนของชิ้นส่วนภายในมอเตอร์ ซึ่งยึดตามโครงสร้างบนตลับลูกปืน ประมาณ 60% ของพลังงานการเผาไหม้ของน้ำมันเบนซินถูกใช้ไปเพียงเพื่อให้การทำงานของหน่วยเหล่านี้

การสูญเสียเพิ่มเติมเกิดจากการทำงานของกลไก ระบบ และสิ่งที่แนบมาอื่นๆ นอกจากนี้ยังคำนึงถึงเปอร์เซ็นต์ของการสูญเสียเนื่องจากการต้านทาน ณ เวลาของการชาร์จเชื้อเพลิงและอากาศครั้งต่อไป จากนั้นจึงปล่อยก๊าซไอเสียออกจากกระบอกสูบเครื่องยนต์สันดาปภายใน

หากเราเปรียบเทียบเครื่องยนต์ดีเซลกับเครื่องยนต์เบนซิน เครื่องยนต์ดีเซลจะมีประสิทธิภาพที่สูงกว่าอย่างเห็นได้ชัดเมื่อเทียบกับหน่วยน้ำมันเบนซิน หน่วยพลังงานน้ำมันมีประสิทธิภาพประมาณ 25-30% ของปริมาณพลังงานทั้งหมดที่ได้รับ

กล่าวอีกนัยหนึ่งน้ำมันเบนซิน 10 ลิตรที่ใช้ในเครื่องยนต์มีเพียง 3 ลิตรเท่านั้นที่ใช้ไปกับงานที่เป็นประโยชน์ พลังงานที่เหลือจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงก็สูญเปล่า

ด้วยตัวบ่งชี้การเคลื่อนที่เดียวกัน พลังของเครื่องยนต์เบนซินในบรรยากาศจะสูงกว่า แต่ทำได้ที่ความเร็วสูงกว่า เครื่องยนต์จะต้อง "หมุน" การสูญเสียเพิ่มขึ้นการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงเพิ่มขึ้น นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องพูดถึงแรงบิดซึ่งหมายถึงแรงที่ส่งจากมอเตอร์ไปยังล้อและขับเคลื่อนรถ เครื่องยนต์เบนซิน ICE ถึงแรงบิดสูงสุดที่ RPM ที่สูงขึ้น

น้ำมันดีเซลแบบดูดอากาศตามธรรมชาติที่คล้ายกันนี้ให้แรงบิดสูงสุดที่รอบต่ำ ในขณะที่ใช้น้ำมันดีเซลน้อยลงในการทำงานที่เป็นประโยชน์ ซึ่งหมายถึงประสิทธิภาพที่สูงขึ้นและการประหยัดเชื้อเพลิง

น้ำมันดีเซลสร้างความร้อนได้มากกว่าน้ำมันเบนซิน อุณหภูมิการเผาไหม้ของน้ำมันดีเซลสูงกว่า และดัชนีต้านทานการน็อคสูงกว่า ปรากฎว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในดีเซลมีงานที่มีประโยชน์มากกว่าในเชื้อเพลิงจำนวนหนึ่ง

ค่าพลังงานของน้ำมันดีเซลและน้ำมันเบนซิน

น้ำมันดีเซลประกอบด้วยไฮโดรคาร์บอนที่หนักกว่าน้ำมันเบนซิน ประสิทธิภาพที่ต่ำกว่าของโรงงานน้ำมันเบนซินเมื่อเทียบกับเครื่องยนต์ดีเซลนั้นอยู่ที่องค์ประกอบด้านพลังงานของน้ำมันเบนซินและคุณลักษณะของการเผาไหม้ การเผาไหม้ที่สมบูรณ์ของน้ำมันดีเซลและน้ำมันเบนซินในปริมาณที่เท่ากันจะให้ความร้อนมากกว่าในกรณีแรก ความร้อนในเครื่องยนต์ดีเซลจะถูกแปลงเป็นพลังงานกลที่มีประโยชน์อย่างเต็มที่ ปรากฎว่าเมื่อเผาไหม้เชื้อเพลิงในปริมาณที่เท่ากันต่อหน่วยเวลา เครื่องยนต์ดีเซลจะทำงานมากกว่า

นอกจากนี้ยังควรพิจารณาคุณสมบัติของการฉีดและการสร้างสภาวะที่เหมาะสมสำหรับการเผาไหม้ของส่วนผสมทั้งหมด ในเครื่องยนต์ดีเซล เชื้อเพลิงจะถูกจ่ายแยกจากอากาศ มันไม่ได้ถูกฉีดเข้าไปในท่อร่วมไอดี แต่เข้าไปในกระบอกสูบโดยตรงที่ปลายสุดของจังหวะอัด ผลลัพธ์ที่ได้คืออุณหภูมิที่สูงขึ้นและการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ที่สุดของส่วนผสมระหว่างเชื้อเพลิงกับอากาศที่ใช้งานได้

ผลลัพธ์

นักออกแบบพยายามอย่างต่อเนื่องที่จะปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ดีเซลและเบนซิน การเพิ่มจำนวนของวาล์วไอดีและไอเสียต่อกระบอกสูบ การใช้งานแบบแอคทีฟ การควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ของการฉีดเชื้อเพลิง วาล์วปีกผีเสื้อ และโซลูชันอื่นๆ สามารถเพิ่มประสิทธิภาพได้อย่างมาก ในระดับที่สูงขึ้นใช้กับเครื่องยนต์ดีเซล

ด้วยคุณสมบัติเหล่านี้ เครื่องยนต์ดีเซลสมัยใหม่จึงสามารถเผาไหม้น้ำมันดีเซลที่อิ่มตัวด้วยไฮโดรคาร์บอนในกระบอกสูบได้อย่างสมบูรณ์ และสร้างแรงบิดจำนวนมากที่รอบต่ำ RPM ที่ต่ำหมายถึงการสูญเสียแรงเสียดทานและแรงต้านที่น้อยลง ด้วยเหตุนี้เครื่องยนต์ดีเซลจึงเป็นหนึ่งในประเภทเครื่องยนต์สันดาปภายในที่มีประสิทธิผลและประหยัดที่สุดซึ่งมักจะมีประสิทธิภาพเกิน 50%

อ่านด้วย

ทำไมการอุ่นเครื่องยนต์ก่อนการขับขี่จึงดีกว่า: การหล่อลื่น เชื้อเพลิง การสึกหรอของชิ้นส่วนที่เย็น วิธีอุ่นเครื่องยนต์ดีเซลในฤดูหนาว

อาจเป็นไปได้ว่าทุกคนสงสัยเกี่ยวกับประสิทธิภาพ (ค่าสัมประสิทธิ์ประสิทธิภาพ) ของเครื่องยนต์สันดาปภายใน ยิ่งตัวบ่งชี้นี้สูงเท่าไหร่หน่วยพลังงานก็จะยิ่งมีประสิทธิภาพมากขึ้นเท่านั้น ในขณะนี้ ประเภทไฟฟ้าถือว่ามีประสิทธิภาพมากที่สุด ประสิทธิภาพสามารถสูงถึง 90 - 95% แต่สำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายใน ไม่ว่าจะเป็นดีเซลหรือเบนซิน ถ้าจะให้พูดแบบเบาๆ ก็ยังห่างไกลจากอุดมคติ ...

ตามจริงแล้วตัวเลือกเครื่องยนต์สมัยใหม่นั้นมีประสิทธิภาพมากกว่าเครื่องยนต์รุ่นเดียวกันซึ่งเปิดตัวเมื่อ 10 ปีที่แล้ว และมีเหตุผลมากมายสำหรับสิ่งนี้ คิดด้วยตัวคุณเองก่อนตัวเลือก 1.6 ลิตรให้กำลังเพียง 60 - 70 แรงม้า และตอนนี้ค่านี้สามารถเข้าถึง 130 - 150 แรงม้า นี่คือการทำงานอย่างอุตสาหะเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ ซึ่งแต่ละ "ขั้นตอน" เกิดจากการลองผิดลองถูก อย่างไรก็ตาม เรามาเริ่มด้วยคำจำกัดความกันก่อน

- นี่คือค่าของอัตราส่วนของสองปริมาณกำลังที่จ่ายให้กับเพลาข้อเหวี่ยงของเครื่องยนต์ต่อกำลังที่ได้รับจากลูกสูบเนื่องจากแรงดันของก๊าซที่เกิดจากการจุดเชื้อเพลิง

พูดง่ายๆ คือการแปลงพลังงานความร้อนหรือพลังงานความร้อนที่ปรากฏระหว่างการเผาไหม้ของส่วนผสมเชื้อเพลิง (อากาศและน้ำมันเบนซิน) ให้เป็นพลังงานกล ควรสังเกตว่าสิ่งนี้ได้เกิดขึ้นแล้วเช่นในโรงไฟฟ้าพลังไอน้ำ - นอกจากนี้เชื้อเพลิงยังผลักดันลูกสูบของหน่วยภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิ อย่างไรก็ตาม การติดตั้งมีขนาดใหญ่กว่าหลายเท่า และเชื้อเพลิงเองก็เป็นของแข็ง (โดยปกติจะเป็นถ่านหินหรือฟืน) ซึ่งทำให้ยากต่อการขนส่งและใช้งาน จึงจำเป็นต้อง "ป้อน" ลงในเตาด้วยพลั่วตลอดเวลา เครื่องยนต์สันดาปภายในมีขนาดกะทัดรัดและเบากว่าเครื่องยนต์ไอน้ำมาก และเชื้อเพลิงก็จัดเก็บและขนส่งได้ง่ายกว่ามาก

เพิ่มเติมเกี่ยวกับการสูญเสีย

เมื่อมองไปข้างหน้า เราสามารถพูดได้อย่างมั่นใจว่าประสิทธิภาพของเครื่องยนต์เบนซินอยู่ในช่วง 20 ถึง 25% และมีเหตุผลหลายประการสำหรับเรื่องนี้ หากเรานำเชื้อเพลิงที่รับเข้ามาและคำนวณใหม่เป็นเปอร์เซ็นต์ เราจะได้ "พลังงาน 100%" ที่ถ่ายโอนไปยังเครื่องยนต์ จากนั้นความสูญเสียก็เกิดขึ้น:

1)ประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิง . เชื้อเพลิงบางส่วนไม่ได้เผาไหม้หมด มีเพียงส่วนเล็กๆ ที่ปล่อยก๊าซไอเสีย ในระดับนี้เราสูญเสียประสิทธิภาพไปแล้วถึง 25% แน่นอนว่าตอนนี้ระบบเชื้อเพลิงกำลังปรับปรุง หัวฉีดก็ปรากฏขึ้น แต่มันยังห่างไกลจากอุดมคติ

2) ประการที่สองคือการสูญเสียความร้อนและ . เครื่องยนต์อุ่นขึ้นเองและองค์ประกอบอื่นๆ เช่น หม้อน้ำ ร่างกาย ของเหลวที่ไหลเวียนอยู่ในนั้น นอกจากนี้ ความร้อนส่วนหนึ่งยังหายไปกับก๊าซไอเสียอีกด้วย ทั้งหมดนี้ทำให้ประสิทธิภาพลดลงถึง 35%

3) ประการที่สามคือการสูญเสียทางกล . บนลูกสูบทุกชนิด ก้านสูบ แหวน - ทุกตำแหน่งที่มีแรงเสียดทาน ซึ่งรวมถึงการสูญเสียจากภาระของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เช่น ยิ่งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าผลิตไฟฟ้าได้มาก การหมุนของเพลาข้อเหวี่ยงก็จะช้าลง แน่นอนว่าน้ำมันหล่อลื่นก็ก้าวไปข้างหน้าเช่นกัน แต่ยังไม่มีใครเอาชนะแรงเสียดทานได้อย่างสมบูรณ์ - สูญเสียอีก 20%

ดังนั้นในกากแห้งประสิทธิภาพประมาณ 20%! แน่นอนว่ามีตัวเลือกที่โดดเด่นจากตัวเลือกน้ำมันซึ่งตัวเลขนี้เพิ่มขึ้นเป็น 25% แต่ก็มีไม่มากนัก

นั่นคือหากรถของคุณใช้เชื้อเพลิง 10 ลิตรต่อ 100 กม. จะมีเพียง 2 ลิตรเท่านั้นที่จะไปทำงานโดยตรงและที่เหลือคือการสูญเสีย!

แน่นอน คุณสามารถเพิ่มพลังได้ เช่น เรากำลังดูวิดีโอสั้นๆ

หากคุณจำสูตรได้ คุณจะได้รับ:

เครื่องยนต์ใดมีประสิทธิภาพสูงสุด?

ตอนนี้ฉันต้องการพูดคุยเกี่ยวกับตัวเลือกน้ำมันเบนซินและดีเซล และค้นหาว่าตัวเลือกใดมีประสิทธิภาพมากที่สุด

ในการพูดอย่างง่าย ๆ และไม่ต้องพูดถึงคำศัพท์ทางเทคนิค - หากเราเปรียบเทียบประสิทธิภาพสองอย่าง - แน่นอนว่ามีประสิทธิภาพมากที่สุดคือดีเซล และนี่คือเหตุผล:

1) เครื่องยนต์เบนซินแปลงพลังงานเพียง 25% เป็นพลังงานกล แต่เครื่องยนต์ดีเซลแปลงพลังงานได้ประมาณ 40%

2) หากคุณติดตั้งเทอร์โบชาร์จเจอร์ประเภทดีเซลคุณสามารถบรรลุประสิทธิภาพได้ 50-53% และนี่สำคัญมาก

เหตุใดจึงมีประสิทธิภาพมาก เป็นเรื่องง่าย - แม้จะมีประเภทงานที่คล้ายคลึงกัน (ทั้งสองอย่างเป็นหน่วยสันดาปภายใน) เครื่องยนต์ดีเซลก็ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่า มีกำลังอัดมากกว่า และเชื้อเพลิงจะจุดติดไฟจากหลักการอื่น มันร้อนน้อยลง ซึ่งหมายความว่ามันประหยัดในการระบายความร้อน มีวาล์วน้อยลง (ประหยัดแรงเสียดทาน) และไม่มีคอยล์จุดระเบิดและหัวเทียนแบบปกติ ซึ่งหมายความว่ามันไม่ต้องเสียค่าพลังงานเพิ่มเติมจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้า . มันทำงานที่ความเร็วต่ำ ไม่จำเป็นต้องหมุนเพลาข้อเหวี่ยงอย่างดุเดือด ทั้งหมดนี้ทำให้รุ่นดีเซลเป็นแชมป์ในด้านประสิทธิภาพ

เกี่ยวกับประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงดีเซล

จากปัจจัยด้านประสิทธิภาพที่มีค่าสูงขึ้น การประหยัดเชื้อเพลิงก็จะตามมาด้วย ตัวอย่างเช่น เครื่องยนต์ 1.6 ลิตรสามารถบริโภคในเมืองได้เพียง 3-5 ลิตร ตรงกันข้ามกับประเภทน้ำมันเบนซินที่บริโภคได้ 7-12 ลิตร เครื่องยนต์ดีเซลมีมากมาย ตัวเครื่องยนต์เองมักจะมีขนาดกะทัดรัดและน้ำหนักเบากว่า และยังเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมอีกด้วย ช่วงเวลาในเชิงบวกทั้งหมดเหล่านี้เกิดขึ้นได้เนื่องจากค่าที่มากขึ้น มีความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างประสิทธิภาพและการบีบอัด ดูจานเล็กๆ

วันนี้เราจะบอกคุณว่าประสิทธิภาพ (ปัจจัยด้านประสิทธิภาพ) คืออะไร วิธีการคำนวณ และแนวคิดนี้นำไปใช้ที่ไหน

มนุษย์และเครื่องจักร

เครื่องซักผ้าและกระป๋องรวมกันคืออะไร? ความปรารถนาของบุคคลที่จะปลดเปลื้องความต้องการที่จะทำทุกอย่างด้วยตัวเอง ก่อนการประดิษฐ์เครื่องจักรไอน้ำ ผู้คนมีเพียงแค่กล้ามเนื้อเท่านั้น พวกเขาทำทุกอย่างด้วยตนเอง: ไถนาหว่านทำอาหารจับปลาทอป่าน เพื่อให้อยู่รอดในช่วงฤดูหนาวอันยาวนาน สมาชิกในครอบครัวชาวนาแต่ละคนต้องทำงานในเวลากลางวันตั้งแต่อายุสองขวบจนกระทั่งเสียชีวิต เด็กที่อายุน้อยที่สุดดูแลสัตว์และช่วยเหลือ (นำ บอก โทร รับ) ผู้ใหญ่ เด็กหญิงคนนี้ถูกล้อหมุนครั้งแรกตอนอายุห้าขวบ! แม้แต่คนชราที่ตัดช้อนและคุณยายที่อายุมากและอ่อนแอที่สุดก็นั่งที่เครื่องทอผ้าและล้อหมุนหากสายตาของพวกเขาอนุญาต พวกเขาไม่มีเวลาคิดว่าดวงดาวคืออะไรและทำไมพวกเขาถึงส่องแสง ผู้คนเหนื่อยล้า: ทุกวันพวกเขาต้องไปทำงานโดยไม่คำนึงถึงสภาวะสุขภาพ ความเจ็บปวด และขวัญกำลังใจ โดยธรรมชาติแล้ว คนๆ หนึ่งต้องการหาผู้ช่วยที่อย่างน้อยก็ช่วยบรรเทาไหล่ที่ทำงานหนักเกินไปของเขาได้เล็กน้อย

ตลกและแปลก

เทคโนโลยีที่ทันสมัยที่สุดในสมัยนั้นคือม้าและล้อเลื่อน แต่พวกเขาทำงานมากกว่ามนุษย์เพียงสองหรือสามเท่า แต่นักประดิษฐ์คนแรกเริ่มคิดอุปกรณ์ที่ดูแปลกมาก ในภาพยนตร์เรื่อง "The Story of Eternal Love" เลโอนาร์โด ดา วินชี ติดเรือลำเล็กไว้กับเท้าเพื่อเดินบนน้ำ สิ่งนี้นำไปสู่เหตุการณ์ตลกๆ หลายอย่าง เมื่อนักวิทยาศาสตร์สวมเสื้อผ้าของเขากระโดดลงไปในทะเลสาบ แม้ว่าตอนนี้จะเป็นเพียงสิ่งประดิษฐ์ของผู้เขียนบท แต่สิ่งประดิษฐ์ดังกล่าวก็ดูเป็นอย่างนั้น - ตลกและตลก

ศตวรรษที่ 19: เหล็กและถ่านหิน

แต่ในช่วงกลางศตวรรษที่ 19 ทุกอย่างเปลี่ยนไป นักวิทยาศาสตร์ได้ตระหนักถึงแรงกดของไอน้ำที่ขยายตัว สินค้าที่สำคัญที่สุดในยุคนั้นคือเหล็กสำหรับผลิตหม้อไอน้ำและถ่านหินสำหรับทำน้ำร้อนในนั้น นักวิทยาศาสตร์ในยุคนั้นต้องเข้าใจว่าฟิสิกส์ของไอน้ำและก๊าซมีประสิทธิภาพอย่างไร และจะเพิ่มประสิทธิภาพได้อย่างไร

สูตรสำหรับค่าสัมประสิทธิ์ในกรณีทั่วไปคือ:

งานและความอบอุ่น

ประสิทธิภาพ (ประสิทธิภาพโดยย่อ) เป็นปริมาณที่ไม่มีมิติ กำหนดเป็นเปอร์เซ็นต์และคำนวณเป็นอัตราส่วนของพลังงานที่ใช้กับงานที่เป็นประโยชน์ คำหลังนี้มักใช้โดยมารดาของวัยรุ่นที่ประมาทเมื่อพวกเขาบังคับให้พวกเขาทำอะไรบางอย่างในบ้าน แต่แท้จริงแล้วนี่คือผลลัพธ์ที่แท้จริงของความพยายามที่ใช้ไป นั่นคือหากประสิทธิภาพของเครื่องจักรอยู่ที่ 20% ก็จะแปลงพลังงานเพียงหนึ่งในห้าที่ได้รับเป็นพลังงานจริง ตอนนี้เมื่อซื้อรถผู้อ่านไม่ควรมีคำถามเกี่ยวกับประสิทธิภาพของเครื่องยนต์

หากคำนวณค่าสัมประสิทธิ์เป็นเปอร์เซ็นต์ สูตรคือ:

η - ประสิทธิภาพ, A - งานที่มีประโยชน์, Q - พลังงานที่ใช้ไป

การสูญเสียและความเป็นจริง

แน่นอนข้อโต้แย้งเหล่านี้ทำให้เกิดความงุนงง ทำไมไม่คิดค้นรถยนต์ที่สามารถใช้พลังงานเชื้อเพลิงได้มากขึ้น? อนิจจา โลกแห่งความเป็นจริงไม่ได้เป็นเช่นนั้น ที่โรงเรียน เด็ก ๆ แก้ปัญหาที่ไม่มีแรงเสียดทาน ระบบทั้งหมดถูกปิด และการแผ่รังสีเป็นสีเดียวอย่างเคร่งครัด วิศวกรจริงในโรงงานผลิตถูกบังคับให้คำนึงถึงปัจจัยเหล่านี้ทั้งหมด ตัวอย่างเช่น ลองพิจารณาว่าค่าสัมประสิทธิ์นี้คืออะไรและประกอบด้วยอะไรบ้าง

สูตรในกรณีนี้มีลักษณะดังนี้:

η \u003d (Q 1 -Q 2) / Q 1

ในกรณีนี้ Q 1 คือปริมาณความร้อนที่เครื่องยนต์ได้รับจากการทำความร้อน และ Q 2 คือปริมาณความร้อนที่ให้กับสิ่งแวดล้อม (ในกรณีทั่วไป จะเรียกว่าตู้เย็น)

เชื้อเพลิงร้อนขึ้นและขยายตัว แรงผลักลูกสูบซึ่งขับเคลื่อนองค์ประกอบแบบหมุน แต่มีเชื้อเพลิงบรรจุอยู่ในเรือบางลำ เมื่อได้รับความร้อนจะถ่ายเทความร้อนไปยังผนังของภาชนะ สิ่งนี้นำไปสู่การสูญเสียพลังงาน เพื่อให้ลูกสูบลง แก๊สจะต้องเย็นลง ในการทำเช่นนี้ ส่วนหนึ่งของมันจะถูกปล่อยสู่สิ่งแวดล้อม และคงจะดีถ้าก๊าซให้ความร้อนทั้งหมดแก่งานที่มีประโยชน์ แต่อนิจจามันเย็นลงช้ามากจึงมีไอร้อนออกมา พลังงานส่วนหนึ่งถูกใช้ไปกับการทำให้อากาศร้อนขึ้น ลูกสูบเคลื่อนที่ในกระบอกสูบโลหะกลวง ขอบของมันแนบสนิทกับผนังเมื่อเคลื่อนไหวแรงเสียดทานจะเข้ามามีบทบาท ลูกสูบจะทำให้กระบอกสูบกลวงร้อนขึ้น ซึ่งนำไปสู่การสูญเสียพลังงานด้วย การเคลื่อนที่เชิงแปลของแกนขึ้นและลงจะถูกส่งไปยังแรงบิดผ่านชุดของข้อต่อที่เสียดสีกันและทำให้ร้อนขึ้น นั่นคือพลังงานหลักส่วนหนึ่งถูกใช้ไปกับสิ่งนี้ด้วย

แน่นอน ในเครื่องจักรโรงงาน พื้นผิวทั้งหมดได้รับการขัดเงาจนถึงระดับอะตอม โลหะทั้งหมดมีความแข็งแรงและมีค่าการนำความร้อนต่ำที่สุด และน้ำมันลูกสูบมีคุณสมบัติที่ดีที่สุด แต่ในเครื่องยนต์ใดๆ ก็ตาม พลังงานของน้ำมันเบนซินจะไปให้ความร้อนกับชิ้นส่วนต่างๆ อากาศ และแรงเสียดทาน

กระทะและหม้อขนาดใหญ่

ตอนนี้เราเสนอให้เข้าใจว่าประสิทธิภาพของหม้อไอน้ำคืออะไรและประกอบด้วยอะไรบ้าง แม่บ้านทุกคนรู้: หากคุณปล่อยให้น้ำเดือดในกระทะภายใต้ฝาปิดน้ำจะหยดลงบนเตาหรือฝาจะ "เต้น" หม้อไอน้ำที่ทันสมัยมีการจัดเรียงในลักษณะเดียวกัน:

• ความร้อนทำให้ภาชนะปิดเต็มไปด้วยน้ำ
• น้ำกลายเป็นไอน้ำร้อนยวดยิ่ง
• เมื่อขยายตัว ส่วนผสมของแก๊สกับน้ำจะหมุนกังหันหรือเคลื่อนลูกสูบ

เช่นเดียวกับในเครื่องยนต์ พลังงานจะสูญเสียไปเพื่อให้ความร้อนแก่หม้อต้ม ท่อ และแรงเสียดทานของข้อต่อทั้งหมด ดังนั้นจึงไม่มีกลไกใดที่จะมีประสิทธิภาพเท่ากับ 100%

สูตรสำหรับเครื่องจักรที่ทำงานในวงจร Carnot ดูเหมือนสูตรทั่วไปสำหรับเครื่องยนต์ความร้อน แทนที่จะเป็นปริมาณความร้อน - อุณหภูมิ

η=(T 1 -T 2)/T 1 .

สถานีอวกาศ

และถ้าคุณใส่กลไกในอวกาศล่ะ? มีพลังงานแสงอาทิตย์ฟรีตลอด 24 ชั่วโมง ทำให้ก๊าซเย็นลงได้ถึง 0 องศาเคลวินเกือบจะในทันที บางทีในอวกาศประสิทธิภาพการผลิตอาจสูงขึ้น? คำตอบนั้นคลุมเครือ: ใช่และไม่ใช่ ปัจจัยทั้งหมดเหล่านี้สามารถปรับปรุงการถ่ายโอนพลังงานไปสู่งานที่เป็นประโยชน์ได้อย่างมีนัยสำคัญ แต่การส่งถึงความสูงที่ต้องการถึงหนึ่งพันตันก็ยังแพงอย่างไม่น่าเชื่อ แม้ว่าโรงงานดังกล่าวจะทำงานเป็นเวลาห้าร้อยปี แต่ก็จะไม่คุ้มกับค่าใช้จ่ายในการเพิ่มอุปกรณ์ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมนักเขียนนิยายวิทยาศาสตร์จึงใช้ประโยชน์จากแนวคิดเรื่องลิฟต์อวกาศอย่างจริงจัง ซึ่งจะทำให้งานง่ายขึ้นมากและทำให้ มีกำไรในเชิงพาณิชย์ในการย้ายโรงงานไปในอวกาศ