Содержание
- Сила, энергия и работа
- Типичные значения КПД двигателя
- Формула эффективности электрического двигателя
- Формула расчета мощности двигателя
- Калькулятор эффективности двигателя: альтернативная формула
Цель мотора - заставить что-то двигаться. Часто это нечто, являющееся осью, вращательное движение которой может быть преобразовано в поступательное движение, как в автомобиле, или иным образом использоваться для выполнения механического работай (который имеет единицы энергии).
сила (энергия в единицу времени) для двигателя обычно поступает от электричества, конечным источником которого может быть электростанция, работающая на угле, ветряная мельница или банк солнечных элементов.
Прикладная физика может быть использована для определения КПД двигателя, которая является мерой доли энергии, вложенной в механическую систему, которая приводит к полезной работе. Чем эффективнее двигатель, тем меньше энергии расходуется на тепло, трение и т. Д., И тем выше конечная экономия для владельца бизнеса в производственном сценарии.
Сила, энергия и работа
энергии Это физика принимает много форм: кинетическую, потенциальную, тепловую, механическую, электрическую и многое другое. Работа определяется как количество энергии, затраченной на перемещение массы м через расстояние Икс применяя силу F, Работа в системе СИ (метрическая) имеет единицы Ньютон-метры или Джоуля (Дж).
Сила энергия в единицу времени. Вы можете потратить определенное количество джоулей, пересекающих парковку, но если вы преодолеете расстояние за 20 секунд, а не покатаетесь и потратите две минуты, ваша выходная мощность соответственно выше в примере пения. Единица СИ - Вт (Вт) или Дж / с.
Типичные значения КПД двигателя
Эффективность - это просто выходная (полезная) мощность, деленная на входную мощность, с разницей в потерях из-за несовершенства конструкции и других неизбежных факторов. Эффективность в этом мошенничестве составляет от 0 до 1,0, а иногда и в процентах.
Обычно, чем мощнее двигатель, тем эффективнее он будет. КПД 0,80 хорош для двигателя от 1 до 4 л.с., но это нормально, если стремиться к 0,90 для 5-сильного и более мощного двигателя.
Формула эффективности электрического двигателя
Эффективность часто обозначается греческой буквой eta (η) и рассчитывается по следующей формуле:
η = frac {0.7457 × {hp} × {load}} {P_i}Вот, л.с. = мощность двигателя, нагрузка = Выходная мощность в процентах от номинальной мощности, и пя = входная мощность в кВт.
пример: Каков КПД двигателя для двигателя мощностью 75 л.с., измеренной нагрузки 0,50 и мощности на входе 70 кВт?
begin {align} η & = frac {0.7457 ; {kW / hp} × 75 ; {hp} × 0.50} {70 ; {kW}} & = 0,40 end {align}Формула расчета мощности двигателя
Иногда вам дают эффективность в проблеме и просят решить для другой переменной, такой как входная мощность. В этом случае вы переставляете уравнение по мере необходимости.
Пример: С учетом КПД двигателя 0,85, нагрузки 0,70 и двигателя мощностью 150 л.с., какова входная мощность?
begin {align} η & = frac {0.7457 × {hp} × {load}} {P_i} {Следовательно} ; P_i & = frac {0.7457 × {hp} × {load }} {η} & = frac {0.7457 ; {кВт / л.с.} × 150 ; {hp} × 0.70} {0.85} & = 92.1 ; {кВт} end {выровнен }Калькулятор эффективности двигателя: альтернативная формула
Иногда вам дают параметры двигателя, такие как его крутящий момент (сила, приложенная вокруг оси вращения) и его оборотов в минуту (об / мин). Вы можете использовать отношения η = по/пя, где по выходная мощность, чтобы определить эффективность в таких случаях, потому что пя дан кем-то я × Вили текущее временное напряжение, тогда как по равно крутящему моменту τ скорость вращения ω, Скорость вращения в радианах в секунду определяется по очереди ω = (2π) (об / мин) / 60.
таким образом:
begin {align} η & = P_o / P_i & = frac {τ × 2π × {rpm} / 60} {I × V} & = frac {(π / 30) (τ × {rpm})} {I × V} end {выровнен}