Як знаходити ККД двигуна.

Щоб знайти ККД будь-якого двигуна, знайдіть відношення виконаної ним роботи до витраченої на це енергії. Відомо два основних типи двигунів, використовуваних людиною - двигун внутрішнього згоряння і електродвигун. Вимірюючи ККД перший, корисну роботу поділіть на загальну теплоту, що виділилася при згоранні палива, а для другого підрахуйте витрачену на виконання корисної роботи електроенергію і знайдіть їх ставлення.
Вам знадобиться
  • характеристики двигуна внутрішнього згоряння, вантаж відомої маси і тестер.
Інструкція
1
Визначення ККД двигуна внутрішнього сгораніяНайдіте в технічній документації потужність даного двигуна внутрішнього згоряння. Залийте в нього паливо, це може бути бензин чи дизельне паливо, і змусьте пропрацювати на максимальних обертах деякий час, який заміряйте за допомогою секундоміра, в секундах. Злийте залишки і визначте обсяг згорілого палива, віднявши від початкового об'єму кінцевий. Знайдіть його масу, помноживши об'єм, переведений в м ?, на його щільність в кг/м?.
2
Для визначення ККД потужність двигуна помножте на час і поділіть на добуток маси витраченого палива на його питому теплоту згоряння ККД = P • t/(q • m). Щоб отримати результат у відсотках, вийшло число помножте на 100.
3
Якщо потрібно виміряти ККД двигуна автомобіля, а потужність його невідома, але відома маса, для визначення корисної роботи розженетеся на ньому зі стану спокою до швидкості 30 м/с (якщо це можливо), вимірявши масу витраченого палива. Потім масу автомобіля помножте на квадрат його швидкості, і поділіть на подвоєне твір маси витраченого палива на питому теплоту його згоряння ККД = М • v?/(2 • q • m).
4
Визначення ККД електро двигуна Якщо відома потужність електро двигуна, то підключіть його до джерела струму з відомим напругою, добийтеся максимальних обертів і тестером, виміряйте струм в ланцюзі. Потім потужність поділіть на добуток сили струму і напруги ККД = P/(I • U).
5
Якщо потужність двигуна невідома, прикріпіть до його валу шків, і підійміть на відому висоту, вантаж відомої маси. Виміряйте тестером напругу і силу струму на двигуні, а так же час підйому вантажу. Потім добуток маси вантажу на висоту підйому і число 9,81 поділіть на твір напруги, сили струму і часу підйому в секундах ККД = m • g • h/(I • U • t).
Зверніть увагу
У всіх випадках ККД повинен бути менше 1 в часткових величинах або 100%.
Щоб знайти коефіцієнт корисної дії будь-якого двигуна , потрібно корисну роботу поділити на витрачену і помножити на 100 відсотків. Для теплового двигуна знайдіть цю величину по відношенню потужності, помноженої на тривалість роботи, до тепла, що виділився при згорянні палива. Теоретично ККД теплового двигуна визначається за співвідношенням температур холодильника і нагрівача. Для електричних двигунів знайдіть відношення його потужності до потужності споживаного струму.
Вам знадобиться
  • паспорт двигуна внутрішнього згоряння (ДВЗ), термометр, тестер
Інструкція
1
Визначення ККД ДВС Знайдіть у технічній документації даного конкретного двигуна його потужність. Залийте в його бак деяку кількість палива і запустіть двигун, щоб він пропрацював деякий час на повних обертах, розвиваючи максимальну потужність, зазначену в паспорті. За допомогою секундоміра засічіть час роботи двигуна , висловивши його в секундах. Через деякий час зупиніть двигун, і злийте залишки палива. Віднявши від початкового об'єму залитого палива кінцевий об'єм, знайдіть обсяг витраченого палива. Використовуючи таблицю, знайдіть його щільність і помножте на об'єм, отримавши масу витраченого палива m =? • V. Масу висловіть в кілограмах. Залежно від виду палива (бензин чи дизельне паливо), визначте по таблиці його питому теплоту згоряння. Для визначення ККД максимальну потужність помножте на час роботи двигуна і на 100%, а результат послідовно поділіть на його масу і питому теплоту згоряння ККД = P • t • 100%/(q • m).
2
Для ідеальної теплової машини, можна застосувати формулу Карно. Для цього дізнайтеся температуру згоряння палива і виміряйте температуру холодильника (вихлопних газів) спеціальним термометром. Переведіть температуру, виміряну в градусах Цельсія в абсолютну шкалу, для чого до значення додайте число 273. Для визначення ККД від числа 1 відніміть ставлення температур холодильника і нагрівача (температуру згоряння палива) ККД = (1-Тхол/Тнаг) • 100%. Даний варіант розрахунку ККД не враховує механічне тертя і теплообмін із зовнішнім середовищем.
3
Визначення ККД електро двигуна Дізнайтеся номінальну потужність електро двигуна , по технічній документації. Підключіть його до джерела струму, добившись максимальних обертів вала, і за допомогою тестера виміряйте значення напруги на ньому і силу струму в ланцюзі. Для визначення ККД заявлену в документації потужність, поділіть на добуток сили струму на напругу, результат помножте на 100% ККД = P • 100%/(I • U).
Зверніть увагу
У всіх розрахунках ККД повинен бути менше 100%.