كيفية حساب الكفاءة الحركية

المحتوى

• الطاقة والطاقة والعمل
• قيم الكفاءة الحركية النموذجية
• صيغة كفاءة المحركات الكهربائية
• صيغة حساب قوة المحرك
• حاسبة كفاءة المحرك: صيغة بديلة

الهدف من المحرك هو الحصول على شيء للتحرك. غالبًا ما يكون هذا المحور محورًا ، حيث يمكن تحويل الحركة الدورانية إلى حركة ترجمة ، كما هو الحال في السيارة ، أو يمكن استخدامها في إجراء ميكانيكي عمل (التي لديها وحدات الطاقة).

ال قوة (الطاقة لكل وحدة زمنية) للمحرك عادة ما تأتي من الكهرباء ، والتي يمكن أن يكون مصدرها النهائي هو محطة تعمل بالفحم أو طاحونة هوائية أو بنك من الخلايا الشمسية.

الفيزياء التطبيقية يمكن استخدامها لتحديد كفاءة المحرك ، وهو مقياس لكسر الطاقة الموضوعة في نظام ميكانيكي ينتج عنه عمل مفيد. كلما كان المحرك أكثر كفاءة ، وأقل استهلاك الطاقة كحرارة ، احتكاك ، وما إلى ذلك ، وفورات في التكاليف أكثر في نهاية المطاف لصاحب العمل في سيناريو التصنيع.

الطاقة والطاقة والعمل

طاقة هو الفيزياء يأخذ أشكالا عديدة: الحركية ، المحتملة ، الحرارة ، الميكانيكية ، الكهربائية وأكثر من ذلك. يتم تعريف العمل على أنه كمية الطاقة المستهلكة في تحريك الكتلة م من خلال المسافة إكس من خلال تطبيق القوة F. العمل في نظام SI (متري) يحتوي على وحدات من نيوتن متر ، أو جول (J).

قوة هي الطاقة لكل وحدة الوقت. قد تنفق عددًا من الجول على عبور ساحة انتظار السيارات ، ولكن إذا قمت بتغطية المسافة خلال 20 ثانية بدلاً من التواضع واستغرقت دقيقتين ، يكون ناتج الطاقة لديك أعلى في مثال الغناء. وحدة SI هي واط (W) ، أو J / s.

قيم الكفاءة الحركية النموذجية

الكفاءة هي ببساطة خرج الطاقة (المفيد) مقسومًا على مدخلات الطاقة ، مع اختلاف الفقدان بسبب عيوب التصميم والحتميات الأخرى. الكفاءة في هذا الاشتراك هو عشري يتراوح من 0 إلى 1.0 ، أو في بعض الأحيان نسبة مئوية.

عادة ، كلما كان المحرك أكثر قوة ، كان من المتوقع أن يكون أكثر كفاءة. كفاءة 0.80 جيدة للمحرك 1 إلى 4 حصان ، ولكن من الطبيعي أن تهدف إلى ما فوق 0.90 للمحركات 5 حصان وأكثر قوة.

صيغة كفاءة المحركات الكهربائية

غالبًا ما يُشار إلى الكفاءة بالحروف اليونانية eta (η) ، ويتم حسابها باستخدام الصيغة التالية:

η = frac {0.7457 × {hp} × {load}} {P_i}

هنا، حصان = قوة المحرك ، حمل = انتاج الطاقة كنسبة مئوية من الطاقة المقدرة ، و P_أنا = مدخلات الطاقة في كيلوواط.

مثال: نظرًا لمحرك 75 حصان ، وحمل قياسه 0.50 وإدخال الطاقة من 70 كيلو واط ، ما هي كفاءة المحرك؟

start {align} η & = frac {0.7457 ؛ {kW / hp} × 75 ؛ {hp} × 0.50} {70 ؛ {kW}} & = 0.40 end {محاذاة}

صيغة حساب قوة المحرك

في بعض الأحيان يتم منحك الكفاءة في مشكلة ويطلب منك حل لمتغير مختلف ، مثل طاقة الإدخال. في هذه الحالة ، يمكنك إعادة ترتيب المعادلة حسب الحاجة.

مثال: نظرًا لكفاءة المحرك التي تصل إلى 0.85 ، وحمولة قدرها 0.70 ومحرك بقوة 150 حصانًا ، ما هي قوة الدخل؟

تبدأ {محاذاة} η & = frac {0.7457 × {hp} × {load}} {P_i} {لذلك} ؛ P_i & = frac {0.7457 × {hp} × {load }} {η} & = frac {0.7457 ؛ {kW / hp} × 150 ؛ {hp} × 0.70} {0.85} & = 92.1 ؛ {kW} end {محاذاة }

حاسبة كفاءة المحرك: صيغة بديلة

في بعض الأحيان يتم إعطاؤك معلمات محرك ، مثل عزم الدوران (القوة المطبقة حول محور الدوران) وثوراته في الدقيقة (دورة في الدقيقة). يمكنك استخدام العلاقة η = P_س/P_أنا، أين P_س هو انتاج الطاقة ، لتحديد الكفاءة في مثل هذه الحالات ، لأن P_أنا اعطي من قبل أنا × الخامس، أو الجهد الأوقات الحالية ، في حين P_س يساوي عزم الدوران τ مرات سرعة الدوران ω. يتم إعطاء سرعة الدوران بالراديان في الثانية بدوره ω = (2π) (دورة في الدقيقة) / 60.

وهكذا:

تبدأ {محاذاة} η & = P_o / P_i & = frac {τ × 2π × {rpm} / 60} {I × V} & = frac {(π / 30) (τ × {rpm})} {I × V} end {محاذاة}