Calculul puterii termice din camera cazanului. Calculator pentru calcularea puterii termice a unei cazane. Indicatori tehnico-economici ai cazanului

Factorul de eficiență (eficiență) este o caracteristică a performanței sistemului în raport cu conversia sau transferul de energie, care este determinată de raportul dintre energia utilă utilizată pentru energie totală, primit de sistem.

Eficienţă- o mărime adimensională, de obicei exprimată ca procent:

Coeficientul de performanță (eficiență) al unui motor termic este determinat de formula: , unde A = Q1Q2. Eficienta termica motorul este întotdeauna mai mic de 1.

Ciclul Carnot este un proces de gaz circular reversibil, care constă în stație secvențială a două procese izoterme și două procese adiabatice efectuate cu fluidul de lucru.

Un ciclu circular, care include două izoterme și două adiabate, corespunde eficienței maxime.

Inginerul francez Sadi Carnot a derivat în 1824 formula pentru eficiența maximă a unui motor termic ideal, în care fluidul de lucru este un gaz ideal, al cărui ciclu a constat din două izoterme și două adiabate, adică ciclul Carnot. Ciclul Carnot este ciclul de lucru real al unui motor termic care efectuează lucru datorită căldurii furnizate fluidului de lucru într-un proces izoterm.

Formula pentru eficiența ciclului Carnot, adică eficiența maximă a unui motor termic, are forma: , unde T1 - temperatura absolutăîncălzitor, T2 - temperatura absolută a frigiderului.

Motoare termice- sunt structuri în care energia termică este transformată în energie mecanică.

Motoarele termice sunt diverse atât ca design, cât și ca scop. Acestea includ motoare cu abur, turbine cu abur, motoare cu ardere internă, motoare cu reacție.

Cu toate acestea, în ciuda diversității, în principiu funcționarea diferitelor motoare termice este caracteristici comune. Principalele componente ale fiecărui motor termic sunt:

încălzitor;
fluid de lucru;
frigider.

Încălzitorul emite energie termică, în timp ce se încălzește fluidul de lucru, care se află în camera de lucru motor. Fluidul de lucru poate fi abur sau gaz.

După ce a acceptat cantitatea de căldură, gazul se dilată, deoarece presiunea sa este mai mare decât presiunea exterioară și mișcă pistonul, producând un lucru pozitiv. În același timp, presiunea acestuia scade și volumul crește.

Dacă comprimați un gaz, trecând prin aceleași stări, dar în sens invers, atunci vom face la fel în valoare absolută, dar munca negativă. Ca rezultat, toată munca pe ciclu va fi zero.

Pentru ca munca unui motor termic să fie diferită de zero, munca de comprimare a gazului trebuie să fie mai putina munca extensii.

Pentru ca munca de compresie să devină mai mică decât cea de dilatare, este necesar ca procesul de comprimare să aibă loc la o temperatură mai scăzută, pentru aceasta, fluidul de lucru trebuie să fie răcit, motiv pentru care un frigider este inclus în proiectare a motorului termic. Fluidul de lucru transferă căldură la frigider atunci când intră în contact cu acesta.

Factorul de eficiență (eficiență) este un termen care poate fi aplicat, probabil, fiecărui sistem și dispozitiv. Chiar și o persoană are un factor de eficiență, deși probabil nu există încă o formulă obiectivă pentru a-l găsi. În acest articol vom explica în detaliu ce este eficiența și cum poate fi calculată pentru diverse sisteme.

Definirea eficienței

Eficiența este un indicator care caracterizează eficacitatea unui sistem în ceea ce privește producția de energie sau conversia. Eficiența este o cantitate incomensurabilă și este reprezentată fie valoare numericăîn intervalul de la 0 la 1 sau ca procent.

Formula generala

Eficiența este indicată prin simbolul Ƞ.

General formula matematica determinarea eficienței se scrie după cum urmează:

Ƞ=A/Q, unde A este energia/munca utilă efectuată de sistem, iar Q este energia consumată de acest sistem pentru a organiza procesul de obținere a producției utile.

Factorul de eficiență, din păcate, este întotdeauna mai mic sau egal cu unitatea, întrucât, conform legii conservării energiei, nu putem obține mai multă muncă decât energia cheltuită. În plus, eficiența, de fapt, este extrem de rar egală cu unitatea, deoarece munca utilă este întotdeauna însoțită de prezența pierderilor, de exemplu, pentru încălzirea mecanismului.

Eficiența motorului termic

Un motor termic este un dispozitiv care transformă energia termică în energie mecanică. Într-un motor termic, munca este determinată de diferența dintre cantitatea de căldură primită de la încălzitor și cantitatea de căldură dată răcitorului și, prin urmare, eficiența este determinată de formula:

Ƞ=Qн-Qх/Qн, unde Qн este cantitatea de căldură primită de la încălzitor, iar Qх este cantitatea de căldură dată răcitorului.

Se crede că cea mai mare eficiență este asigurată de motoarele care funcționează pe ciclul Carnot. ÎN în acest caz, Eficiența este determinată de formula:

Ƞ=T1-T2/T1, unde T1 este temperatura izvorului cald, T2 este temperatura izvorului rece.

Eficiența motorului electric

Un motor electric este un dispozitiv care convertește energia electrică în energie mecanică, deci eficiența în acest caz este raportul de eficiență al dispozitivului în termeni de conversie. energie electrica la mecanic. Găsirea formulei Eficienta electrica motorul arata asa:

Ƞ=P2/P1, unde P1 este furnizat putere electrică, P2 este puterea mecanică utilă generată de motor.

Puterea electrică se găsește ca produsul dintre curentul și tensiunea sistemului (P=UI), iar puterea mecanică ca raportul de lucru pe unitatea de timp (P=A/t)

Eficiența transformatorului

Un transformator este un dispozitiv care convertește AC o tensiune în curent alternativ al altei tensiuni, menținând frecvența. În plus, transformatoarele pot transforma și curentul alternativ în curent continuu.

Eficiența transformatorului se găsește prin formula:

Ƞ=1/1+(P0+PL*n2)/(P2*n), unde P0 este pierderea în gol, PL este pierderea de sarcină, P2 este puterea activă furnizată sarcinii, n este gradul relativ de sarcină.

Eficiență sau nu eficiență?

Este de remarcat faptul că, pe lângă eficiență, există o serie de indicatori care caracterizează eficiența proceselor energetice și, uneori, putem întâlni descrieri precum - eficiență de ordinul a 130%, însă în acest caz trebuie să înțelegem că termenul nu este folosit în întregime corect și, cel mai probabil, autorul sau producătorul înțelege că această abreviere înseamnă o caracteristică ușor diferită.

De exemplu, pompe de caldura diferă prin faptul că pot degaja mai multă căldură decât consumă. Astfel, o mașină de refrigerare poate elimina mai multă căldură de la obiectul care este răcit decât a fost cheltuită în energie echivalentă pentru a organiza îndepărtarea. Indicatorul de eficiență al unei mașini frigorifice se numește coeficient de refrigerare, notat cu litera Ɛ și determinat prin formula: Ɛ=Qx/A, unde Qx este căldura îndepărtată de la capătul rece, A este munca cheltuită în procesul de îndepărtare. . Cu toate acestea, uneori coeficientul de refrigerare este numit și eficiența mașinii de refrigerare.

De asemenea, este interesant faptul că eficiența cazanelor care funcționează cu combustibil organic este de obicei calculată pe baza puterii calorice mai mici și poate fi mai mare decât unitatea. Cu toate acestea, este încă numită în mod tradițional eficiență. Este posibil să se determine eficiența unui cazan prin puterea calorică mai mare, iar apoi va fi întotdeauna mai mică decât unitatea, dar în acest caz va fi incomod să compari performanța cazanelor cu datele din alte instalații.

Eficienţă (Eficienţă) - caracteristică eficienței unui sistem (dispozitiv, mașină) în raport cu conversia sau transmiterea energiei. Determinată de raportul dintre energia utilă utilizată și cantitatea totală energie, primit de sistem; de obicei desemnate η ("aceasta"). η = Wpol/Wcym. Eficiența este o mărime adimensională și este adesea măsurată în la sută. Din punct de vedere matematic determinarea randamentului poate fi scris ca:

X 100%,

Unde O- muncă utilă, și Q- energia cheltuită.

În vigoare legea conservării energiei Eficiența este întotdeauna mai mică decât unitatea sau egală cu aceasta, adică este imposibil de obținut util lucru mai mult decât energia cheltuită.

Eficiența motorului termic- atitudinea perfectului muncă utilă motor, la energia primită de la încălzitor. Eficiența unui motor termic poate fi calculată folosind următoarea formulă

Unde - cantitatea de căldură, primită de la încălzitor, este cantitatea de căldură dată frigiderului. Cea mai mare eficiență dintre mașinile ciclice care funcționează la temperaturi date ale sursei fierbinți T 1 si rece T 2, au motoare termice, lucrând la Ciclul Carnot; această eficiență marginală este egală cu

Nu toți indicatorii care caracterizează eficiența proceselor energetice corespund descrierii de mai sus. Chiar dacă sunt denumite în mod tradițional sau eronat „”, pot avea alte proprietăți, în special care depășesc 100%.

Randamentul cazanului

Articolul principal: Bilanțul termic al cazanului

Eficienţă cazane pe combustibil organic calculată în mod tradiţional de putere calorică mai mică; se presupune că umiditate produsele de ardere părăsesc cazanul sub formă abur supraîncălzit. ÎN cazane in condensare această umiditate se condensează, căldura de condensare folosit util. Când se calculează eficiența pe baza puterii calorice inferioare, aceasta poate ajunge să fie mai mare decât unu. În acest caz, mai corect ar fi să o considerăm în funcție de putere calorică mai mare, ținând cont de căldura de condensare a aburului; cu toate acestea, performanța unui astfel de cazan este dificil de comparat cu datele despre alte instalații.

Pompe de căldură și răcitoare

Avantajul pompelor de căldură ca echipament de încălzire este capacitatea de a primi uneori mai multă căldură decât energia consumată pentru funcționarea lor; în mod similar, o mașină de refrigerare poate elimina mai multă căldură de la capătul răcit decât este cheltuită în organizarea procesului.

Eficiența unor astfel de motoare termice se caracterizează prin coeficient de performanta(Pentru mașini frigorifice) sau raportul de transformare(pentru pompe de caldura)

unde este căldura preluată de la capătul rece (în mașinile frigorifice) sau transferată la capătul cald (în pompele de căldură); - munca (sau electricitatea) cheltuită în acest proces. Cea mai bună performanță Performanța unor astfel de mașini se realizează prin ciclul Carnot invers: în el coeficientul de performanță

Unde, - temperatură capete calde si reci, . Această valoare, evident, poate fi arbitrar de mare; Deși este greu de abordat practic, coeficientul de performanță poate depăși totuși unitatea. Acest lucru nu contrazice prima lege a termodinamicii, deoarece, pe lângă energia luată în calcul O(de exemplu electric), a încălzi Q Există și energie luată de la sursa rece.

Literatură

Peryshkin A.V. Fizică. clasa a VIII-a. - Butarda, 2005. - 191 p. - 50.000 de exemplare. -.

ISBN 5-7107-9459-7

Note

Fundația Wikimedia.:

2010.
Sinonime

Turbo Pascal

Eficienţă Vedeți ce este „” în alte dicționare: eficienţă

- Raportul dintre puterea furnizată și puterea activă consumată. [OST 45.55 99] factor de eficiență Eficiență O valoare care caracterizează perfecțiunea proceselor de transformare, transformare sau transfer de energie, care este raportul dintre utili ... ... EFICIENŢĂ - sau coeficientul de retur (Eficiența) este o caracteristică a calității de funcționare a oricărei mașini sau aparate din punct de vedere al eficienței sale. Prin Eficiență se înțelege raportul dintre cantitatea de muncă primită de la o mașină sau energie de la aparat și cantitatea ...... Dicționar marin

- Raportul dintre puterea furnizată și puterea activă consumată. [OST 45.55 99] factor de eficiență Eficiență O valoare care caracterizează perfecțiunea proceselor de transformare, transformare sau transfer de energie, care este raportul dintre utili ... ... - (eficiență), un indicator al eficienței unui mecanism, definit ca raportul dintre munca efectuată de mecanism și munca cheltuită pentru funcționarea acestuia. Eficienţă de obicei exprimată în procente. Un mecanism ideal ar avea eficiență =... ...

- Raportul dintre puterea furnizată și puterea activă consumată. [OST 45.55 99] factor de eficiență Eficiență O valoare care caracterizează perfecțiunea proceselor de transformare, transformare sau transfer de energie, care este raportul dintre utili ... ...- (eficiență) caracteristică eficienței unui sistem (dispozitiv, mașină) în raport cu conversia energiei; este determinată de raportul dintre energia utilizată util (convertită în muncă în timpul unui proces ciclic) și cantitatea totală de energie,... ... Dicţionar enciclopedic mare

- Raportul dintre puterea furnizată și puterea activă consumată. [OST 45.55 99] factor de eficiență Eficiență O valoare care caracterizează perfecțiunea proceselor de transformare, transformare sau transfer de energie, care este raportul dintre utili ... ...- (eficiență), caracteristică eficienței unui sistem (dispozitiv, mașină) în raport cu conversia sau transmiterea energiei; este determinată de raportul m) dintre energia utilizată util (Wtotal) și cantitatea totală de energie (Wtotal) primită de sistem; h=W podea… … Enciclopedie fizică… … Dicţionar enciclopedic mare

- Raportul dintre puterea furnizată și puterea activă consumată. [OST 45.55 99] factor de eficiență Eficiență O valoare care caracterizează perfecțiunea proceselor de transformare, transformare sau transfer de energie, care este raportul dintre utili ... ...- raportul dintre munca utilă cheltuită sau energia primită la toată munca cheltuită sau, în consecință, energia consumată. De exemplu, randamentul unui motor electric este raportul dintre mecanic. puterea pe care o dă energiei electrice furnizate acestuia. putere; SĂ…… Dicționar tehnic feroviar

Eficienţă- substantiv, număr de sinonime: 8 eficiență (4) randament (27) rodnicie (10) ... Dicţionar de sinonime

Eficienţă- este o mărime care caracterizează perfecțiunea oricărui sistem în raport cu orice proces de transformare sau transfer de energie care are loc în acesta, definită ca raportul dintre munca utilă și munca cheltuită la acționare.... ... Enciclopedie de termeni, definiții și explicații ale materialelor de construcție

Eficienţă- (eficiență), o caracteristică numerică a eficienței energetice a oricărui dispozitiv sau mașină (inclusiv un motor termic). Eficiența este determinată de raportul dintre energia utilizată util (adică transformată în muncă) și cantitatea totală de energie... ... Dicţionar Enciclopedic Ilustrat

Eficienţă (Eficienţă) - caracteristică eficienței unui sistem (dispozitiv, mașină) în raport cu conversia sau transmiterea energiei. Este determinată de raportul dintre energia utilizată util și cantitatea totală de energie primită de sistem; de obicei notat η („aceasta”). η = Wpol/Wcym. Eficiența este o mărime adimensională și este adesea măsurată ca procent. Din punct de vedere matematic, definiția eficienței poate fi scrisă astfel:

X 100%,

Unde O- muncă utilă, și Q- energia cheltuită.

Datorită legii conservării energiei, eficiența este întotdeauna mai mică sau egală cu unitatea, adică este imposibil să se obțină o muncă mai utilă decât energia cheltuită.

Eficiența motorului termic- raportul dintre munca utilă completă a motorului și energia primită de la încălzitor. Eficiența unui motor termic poate fi calculată folosind următoarea formulă

unde este cantitatea de căldură primită de la încălzitor, este cantitatea de căldură dată frigiderului. Cea mai mare eficiență dintre mașinile ciclice care funcționează la temperaturi date ale sursei fierbinți T 1 si rece T 2, au motoare termice care funcționează pe ciclul Carnot; această eficiență marginală este egală cu

Randamentul cazanului

Articolul principal: Bilanțul termic al cazanului

Eficiența cazanelor pe combustibili fosili se calculează în mod tradițional pe baza puterii calorice mai mici; se presupune că umiditatea produselor de ardere părăsește cazanul sub formă de abur supraîncălzit. În cazanele cu condensare, această umiditate este condensată, iar căldura de condensare este utilizată în mod util. Când se calculează eficiența pe baza puterii calorice inferioare, aceasta poate ajunge să fie mai mare decât unu. În acest caz, mai corect ar fi să-l calculăm după puterea calorică mai mare, care ține cont de căldura de condensare a aburului; cu toate acestea, performanța unui astfel de cazan este dificil de comparat cu datele despre alte instalații.

Pompe de căldură și răcitoare

Eficiența unor astfel de motoare termice se caracterizează prin coeficient de performanta(pentru mașini frigorifice) sau raportul de transformare(pentru pompe de caldura)

unde este căldura preluată de la capătul rece (în mașinile frigorifice) sau transferată la capătul cald (în pompele de căldură); - munca (sau electricitatea) cheltuită în acest proces. Ciclul Carnot invers are cei mai buni indicatori de performanță pentru astfel de mașini: are un coeficient de performanță

unde , sunt temperaturile capetelor calde și reci, . Această valoare, evident, poate fi arbitrar de mare; Deși este greu de abordat practic, coeficientul de performanță poate depăși totuși unitatea. Acest lucru nu contrazice prima lege a termodinamicii, deoarece, pe lângă energia luată în considerare O(de exemplu electric), a încălzi Q Există și energie luată de la sursa rece.

Literatură

Peryshkin A.V. Fizică. clasa a VIII-a. - Butarda, 2005. - 191 p. - 50.000 de exemplare.

ISBN 5-7107-9459-7

Note

Fundația Wikimedia.:

2010.
Sinonime

Turbo Pascal

Eficienţă Vedeți ce este „” în alte dicționare: eficienţă

- Raportul dintre puterea furnizată și puterea activă consumată. [OST 45.55 99] factor de eficiență Eficiență O valoare care caracterizează perfecțiunea proceselor de transformare, transformare sau transfer de energie, care este raportul dintre utili ... ... - (eficiență), un indicator al eficienței unui mecanism, definit ca raportul dintre munca efectuată de mecanism și munca cheltuită pentru funcționarea acestuia. Eficienţă de obicei exprimată în procente. Un mecanism ideal ar avea eficiență =... ...

- Raportul dintre puterea furnizată și puterea activă consumată. [OST 45.55 99] factor de eficiență Eficiență O valoare care caracterizează perfecțiunea proceselor de transformare, transformare sau transfer de energie, care este raportul dintre utili ... ...- (eficiență) caracteristică eficienței unui sistem (dispozitiv, mașină) în raport cu conversia energiei; este determinată de raportul dintre energia utilizată util (convertită în muncă în timpul unui proces ciclic) și cantitatea totală de energie,... ... Dicţionar enciclopedic mare

- Raportul dintre puterea furnizată și puterea activă consumată. [OST 45.55 99] factor de eficiență Eficiență O valoare care caracterizează perfecțiunea proceselor de transformare, transformare sau transfer de energie, care este raportul dintre utili ... ...- raportul dintre munca utilă cheltuită sau energia primită la toată munca cheltuită sau, în consecință, energia consumată. De exemplu, randamentul unui motor electric este raportul dintre mecanic. puterea pe care o dă energiei electrice furnizate acestuia. putere; SĂ…… Dicționar tehnic feroviar

Eficienţă- substantiv, număr de sinonime: 8 eficiență (4) randament (27) rodnicie (10) ... Dicţionar de sinonime