0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Чем измерить кпд двигателя

  • 1 Определение
  • 2 Другие похожие показатели
    • 2.1 КПД котлов
    • 2.2 Тепловые насосы и холодильные машины
  • 3 Литература
  • 4 Примечания

Математически КПД определяется как

η = A Q , >,>

где А — полезная работа (энергия), а Q — затраченная энергия.

Если КПД выражается в процентах, эту формулу иногда записывают в виде

η = A Q × 100 % >times 100%> .

Здесь умножение на 100 % не несёт содержательного смысла, поскольку 100 % = 1 . В связи с этим второй вариант записи формулы менее предпочтителен (одна и та же физическая величина может быть выражена в различных единицах независимо от формул, где она участвует).

В силу закона сохранения энергии и в результате неустранимых потерь энергии КПД реальных систем всегда меньше единицы, то есть невозможно получить полезной работы больше или столько, сколько затрачено энергии.

КПД теплово́го дви́гателя — отношение совершённой полезной работы двигателя к энергии, полученной от нагревателя. КПД теплового двигателя может быть вычислен по следующей формуле

η = Q 1 − Q 2 Q 1 -Q_<2>>>>> ,

где Q 1 > — количество теплоты, полученное от нагревателя, Q 2 > — количество теплоты, отданное холодильнику. Наибольшим КПД среди циклических машин, оперирующих при заданных температурах нагревателя T1 и холодильника T2, обладают тепловые двигатели, работающие по циклу Карно; этот предельный КПД равен

η k = T 1 − T 2 T 1 =-T_<2>>>>> .

Измерение КПД электродвигателя

  • » onclick=»window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;» rel=»nofollow»> Печать
  • E-mail

Лабораторная работа №

Тема: Измерение КПД электродвигателя.

Цель работы: оценить эффективность преобразования электродвигателем электрической энергии в механическую.

Оборудование:

  • источник электропитания;
  • амперметр;
  • вольтметр;
  • электродвигатель постоянного тока;
  • переменный резистор;
  • ключ;
  • металлический планшет;
  • груз с крючком;
  • весы с разновесами;
  • нить с петлями на концах;
  • измерительная лента с миллиметровыми делениями;
  • часы с секундной стрелкой или секундомер.

Указания к работе

1. Зарисуйте в тетрадь электрическую схему установки, изображенной на рисунке.

2. Подготовьте таблицу для записи результатов измерений и вычислений:

m, кг h1, м h2, м h, м Ап, Дж I, А U, В t, с Аз, Дж η, %
значение

3. Соберите установку, как показано на рисунке. Электродвигатель установите у кромки металлического планшета. Планшет
разместите на рабочем столе так, чтобы вал двигателя выступал на 1-2 см за край стола.

Читать еще:  Что такое система питания бензинового двигателя

4. Измерьте массу груза m.

5. Отрегулируйте длину нити так, чтобы груз, подвешенный к валу двигателя, находился на высоте в 2-3 см от пола.

6. Проведите несколько пробных пусков. С помощью переменного сопротивления установите такой режим работы двигателя, при котором груз поднимался бы равномерно и с минимальной скоростью.

7. Измерьте высоту центра груза в нижнем положении h1.

8. Измерьте высоту центра груза при полностью намотанной нитке h2.

9. Вычислите высоту, на которую будет поднят груз с помощью двигателя h = h2 — h1.

10. Включите двигатель и определите величину тока, который протекает в двигателе при подъеме груза I.

11. Включите двигатель и определите величину напряжения, приложенного к двигателю при подъеме груза U.

12. Включите двигатель и определите время t подъема груза из нижней точки в верхнюю.

13. По данным измерений вычислите полезную работу, совершенную двигателем при подъеме груза: Ап = mgh, где g = 9,8 м/с 2 , а также работу, затраченную двигателем на подъем груза: Аз = IUt.

14. Вычислите коэффициент полезного действия электродвигателя η = Апз х 100%.

У какого двигателя самый большой КПД?

Теперь хочу поговорить о бензиновом и дизельном вариантах, и выяснить кто же из них наиболее эффективный.

Если сказать простыми, языком и не лезть в дебри технических терминов то – если сравнить два КПД бензинового и дизельного агрегатов – эффективнее из них, конечно же дизель и вот почему:

1) Бензиновый двигатель преобразует только 25 % энергии в механическую, а вот дизельный около 40%.

2) Если оснастить дизельный тип турбонаддувом, то можно достигнуть КПД в 50-53%, а это очень существенно.

Так почему он так эффективен? Все просто — не смотря на схожей тип работы (и тот и другой являются агрегатами внутреннего сгорания) дизель выполняет свою работу намного эффективнее. У него большее сжатие, да и топливо воспламеняется от другого принципа. Он меньше нагревается, а значит происходит экономия на охлаждении, у него меньше клапанов (экономия на трении), также у него нет, привычных нам, катушек зажигания и свечей, а значит не требуется дополнительные энергетические затраты от генератора. Работает он с меньшими оборотами, не нужно бешено раскручивать коленвал — все это делает дизельный вариант чемпионом по КПД.

Читать еще:  Чем заменить двигатель чероки

Анализ пульсаций

Пульсации — это остаточное или нежелательное переменное напряжение, наложенное на постоянное напряжение источника питания. Обычно пульсации измеряются на шине постоянного тока. Это измерение помогает понять, насколько эффективно сигнал напряжения переменного тока преобразуется в напряжение постоянного тока на стороне входа, а также влияние нежелательных составляющих на ШИМ-сигнал на стороне выхода.

Результатом измерения пульсаций в линии является среднеквадратическое значение при заданной частоте сети и межпиковое напряжение сигнала во временной области при заданных фазах. Для пульсаций переключения измеряется среднеквадратическое значение при заданной частоте переключения и межпиковое напряжение сигнала во временной области при заданных фазах.

Для чего необходимо знать мощность двигателя

Из всех технических характеристик электродвигателя (КПД, номинальный рабочий ток, частота вращения и т.д.) самая значимая – мощность. Зная главные данные, вы сможете:

  • Подобрать подходящие по номиналам тепловое реле и автомат.
  • Определить пропускную способность и сечение электрических кабелей для подключения агрегата.
  • Эксплуатировать двигатель согласно его параметрам, не допуская перегрузок.

Мы описали, как замерить мощность электродвигателя разными способами. Используйте тот, который в вашем случае будет оптимальным. Применяя любой из методов, вы подберете агрегат, который будет лучшим образом отвечать вашим требованиям. Но самый эффективный вариант, экономящий ваше время и избавляющий вас от необходимости искать информацию и проводить замеры и расчеты – это сохранить технический паспорт в надежном месте и следить за тем, чтобы шильдик с данными не потерялся.

Это интересно

Наукой обосновано, что коэффициент полезного действия любого механизма всегда меньше единицы. Это связано со вторым началом термодинамики.

Для сравнения, коэффициенты полезного действия различных устройств:

  • гидроэлектростанций 93-95%;
  • АЭС – не более 35%;
  • тепловых электростанций – 25-40%;
  • бензинового двигателя – около 20%;
  • дизельного двигателя – около 40%;
  • электрочайника – более 95%;
  • электромобиля – 88-95%.

Наука и инженерная мысль не стоит на месте. постоянно изобретаются способы, как уменьшить теплопотери, снизить трение между частями агрегата, повысить энергоэффективность техники.

Читать еще:  Дал высокие обороты двигателя

Профильное образование: Троицкий аграрный техникум, специальность – электрик 3 разряда (1996 г.).
IV группа допуска по электробезопасности.
Электрик 4 разряда.
Опыт работы – с 1996 года.
Объекты работ: квартиры, дачи, бани, офисы и другие.
Дополнительная информация: Ленинградская область (до 100 км от г. Санкт-Петербурга)

Постоянные магниты — производители электроэнергии

Постоянный магнит может также явиться интересным предметом для получения энергии, ведь она не поступает к нему извне, а магнитное поле остается неизменным даже после того, как работа уже совершена.

Магнит имеет свойство притягивать различные вещи из железа и его сплавов. Притянув к себе некий предмет, он не расходует свою энергию, это просто свойство, которым он обладает и которое не может исчерпать. Поэтому на основе магнитов можно было бы сделать двигатель, близкий к вечному. Безусловно, нельзя не принимать во внимание изнашиваемость деталей, но сам принцип работы магнита создает условия для постоянной работы без растраты средств.

Правда, некоторые ученые считают, что со временем магнит теряет свои свойства. Это непроверенная информация, но не учитывать такой поворот событий тоже нельзя.

На основе магнитов много раз пытались создать подобие вечного двигателя, но пока эти попытки ни к чему не привели. Конечно, хочется верить, что в обозримом будущем учёные сделают прорыв и изобретут двигатель, который будет работать на возобновляемой энергии.

Интересно, что один из отечественных изобретателей — В. Чернышов — недавно продемонстрировал описание мотора, основанного на статичном магните, и его КПД, как удостоверяет сам экспериментатор, равняется более чем 100%.

Коэффициент ПД электродвигателя — это чрезвычайно важный показатель, который обусловливает производительность работы какого-либо движка. Чем его показатель выше, тем эффективнее движок. В моторе с КПД 95% почти вся затрачиваемая мощность расходуется на осуществление работы и всего 5% тратится не на требуемое действие (к примеру, на разогрев частей). Нынешние дизельные двигатели способны добиваться значения КПД 45%. Коэффициент маленький, но тем не менее он считается одним из самых производительных. КПД карбюраторных двигателей, работающих на бензине, еще более низкий.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector