Коэффициент полезного действия кпд двигателя будет 45
/imgs/2020/10/21/16/4269958/79264de54add04b7f9718227adf069c93c51fd22.jpg "Коэффициент полезного действия кпд двигателя будет 45")
На чтение 9 мин. Обновлено 13 ноября, 2020
Решение №841 Коэффициент полезного действия некоторого двигателя определяется формулой …
Коэффициент полезного действия некоторого двигателя определяется формулой:
При каком наименьшем значении температуры нагревателя Т 1 КПД этого двигателя будет не меньше 75%, если температура холодильника Т 2 = 120?
Ответ: 480.
Есть три секунды времени? Для меня важно твоё мнение!
Насколько понятно решение?
Средняя оценка: 3 / 5. Количество оценок: 2
Оценок пока нет. Поставь оценку первым.
Новости о решённых вариантах ЕГЭ и ОГЭ на сайте ↙️
Вступай в группу vk.com ????
Расскажи, что не так? Я исправлю в ближайшее время!
В отзыве оставляйте контакт, если хотите, что бы я вам ответил.
Источник
Решение №841 Коэффициент полезного действия некоторого двигателя определяется формулой …
Коэффициент полезного действия некоторого двигателя определяется формулой:
При каком наименьшем значении температуры нагревателя Т 1 КПД этого двигателя будет не меньше 75%, если температура холодильника Т 2 = 120?
Ответ: 480.
Есть три секунды времени? Для меня важно твоё мнение!
Насколько понятно решение?
Средняя оценка: 3 / 5. Количество оценок: 2
Оценок пока нет. Поставь оценку первым.
Новости о решённых вариантах ЕГЭ и ОГЭ на сайте ↙️
Вступай в группу vk.com ????
Расскажи, что не так? Я исправлю в ближайшее время!
В отзыве оставляйте контакт, если хотите, что бы я вам ответил.
Источник
Решение задач B12: №448—455
Рассмотрим очередные 8 задач B12 из ЕГЭ по математике. Здесь встречаются 2 темы: температура прибора и КПД теплового двигателя. Для разнообразия часть задач, в которых встречаются квадратные уравнения, будем решать через дискриминант (см. урок «Решение квадратных уравнений»), а часть — через формулы Виета (см. урок «Теорема Виета»).
Задача. Зависимость температуры (в градусах Кельвина) от времени (в минутах) для нагревательного элемента некоторого прибора была получении экспериментально и на исследуемом интервале температур дается выражением Известно, что при температурах нагревателя свыше 1000 К прибор может испортиться, поэтому его надо отключать. Определите (в минутах), через какое наибольшее время после начала работы надо отключать прибор.
Все вертится вокруг температуры, которая меняется по закону: Требуется выяснить, в какой момент эта температура пересечет отметку в 1000 К. Поскольку а также коэффициенты нам известны, составим и решим уравнение:
1000 = 340 + 28 t − 0,2 t 2 ;
0,2 t 2 −28 t + 660 = 0 — перенесли все слагаемые влево;
t 2 − 140 t + 3300 = 0 — умножили обе стороны на 5.
Дискриминант: D = 140 2 − 4 · 1 · 3300 = 6400 = 64 · 100. Очевидно, что корень из дискриминанта равен 80. Корни квадратного уравнения:
t 1 = (140 + 80) : 2 = 110;
t 2 = (140 − 80) : 2 = 30.
Получается, что у нас есть два кандидата на ответ: числа 110 и 30. Требуется найти наибольшее время, и поэтому многие выбирают ответ 110.
Но давайте вспомним, что означают эти числа. Итак, в момент времени а также в момент времени температура пересекает критическую отметку в 1000 К — ту самую, после которой прибор может испортиться. Грубо говоря, прибор испортится через 30 минут и через 110.
Вывод: прибор надо отключить уже через 30 минут, поскольку к 110 минутам он будет давно испорчен.
Задача. Зависимость температуры (в градусах Кельвина) от времени (в минутах) для нагревательного элемента некоторого прибора была получении экспериментально и на исследуемом интервале температур дается выражением T ( t ) = T + a t + b t 2 , где Известно, что при температурах нагревателя свыше 1000 К прибор может испортиться, поэтому его надо отключать. Определите (в минутах), через какое наибольшее время после начала работы надо отключать прибор.
Задача полностью аналогична предыдущей — только коэффициенты другие. Предельно допустимую температуру мы знаем, поэтому составим и решим уравнение:
1000 = 520 + 22 t − 0,2 t 2 ;
0,2 t 2 − 22 t + 480 = 0 — собрали все слева;
t 2 − 110 t + 2400 = 0 — умножили обе стороны на 5.
Задача свелась к приведенному квадратному уравнению. По теореме Виета:
t 1 + t 2 = −(−110) = 110;
t 1 · t 2 = 2400.
Очевидно, корни: 80 и 30, Получаем, что предельная температура будет достигнута через 30 минут и через 80. Следовательно, прибор надо отключить уже через 30 минут.
Задача. Зависимость температуры (в градусах Кельвина) от времени (в минутах) для нагревательного элемента некоторого прибора была получении экспериментально и на исследуемом интервале температур дается выражением T ( t ) = T + a t + b t 2 , где Известно, что при температурах нагревателя свыше 2000 К прибор может испортиться, поэтому его надо отключать. Определите (в минутах), через какое наибольшее время после начала работы надо отключать прибор.
Задача аналогична предыдущей, поэтому рассмотрим краткое решение. Именно такой объем вычислений будет достаточным обоснованием ответа в настоящем ЕГЭ по математике.
2000 = 800 + 52 t − 0,4 t 2 ;
0,4 t 2 − 52 t + 1200 = 0;
t 2 − 130 t + 3000 = 0 — разделили все на коэффициент 0,4.
Решаем через дискриминант: Корень из дискриминанта: 70. Найдем корни уравнения:
t 1 = (130 + 70) : 2 = 100;
t 2 = (130 − 70) : 2 = 30.
Из двух чисел выбираем наименьшее — это снова число 30.
Задача. Зависимость температуры (в градусах Кельвина) от времени (в минутах) для нагревательного элемента некоторого прибора была получении экспериментально и на исследуемом интервале температур дается выражением T ( t ) = T + a t + b t 2 , где Известно, что при температурах нагревателя свыше 1000 К прибор может испортиться, поэтому его надо отключать. Определите (в минутах), через какое наибольшее время после начала работы надо отключать прибор.
Все так же − составляем и решаем уравнение:
1000 = 280 + 26 t − 0,2 t 2 ;
0,2 t 2 − 26 t + 720 = 0 — перенесли все слагаемые в одну сторону;
t 2 − 130 t + 3600 = 0 — умножили каждое слагаемое на 5.
Это приведенное квадратное уравнение, которое хорошо решается по теореме Виета:
t 1 + t 2 = −(−130) = 130 = 90 + 40;
t 1 · t 2 = 3600 = 90 · 40.
Из приведенных формул очевидно, что корни: 90 и 40. Как и прежде, придется выбрать наименьшей корень — число 40. Потому что до 90 минут прибор уже «не доживет».
Задача. Зависимость температуры (в градусах Кельвина) от времени (в минутах) для нагревательного элемента некоторого прибора была получении экспериментально и на исследуемом интервале температур дается выражением T ( t ) = T + a t + b t 2 , где Известно, что при температурах нагревателя свыше 2000 К прибор может испортиться, поэтому его надо отключать. Определите (в минутах), через какое наибольшее время после начала работы надо отключать прибор.
Снова задача-клон, которая сводится к уравнению:
2000 = 1100 + 36 t − 0,2 t 2 ;
0,2 t 2 − 36 t + 900 = 0;
t 2 − 180 t + 4500 = 0.
Перед нами снова приведенное уравнение. По теореме Виета:
t 1 + t 2 = −(−180) = 180 = 150 + 30;
t 1 · t 2 = 4500 = 150 · 30.
Теперь корни очевидны — это числа 150 и 30. В ответ пойдет наименьшее число, т.е. прибор надо выключить через 30 минут.
Задача. Коэффициент полезного действия некоторого двигателя определяется формулой:
При каком минимальном значении температуры КПД этого двигателя будет не меньше 60%, если температура холодильника Ответ дайте в градусах Кельвина.
Для начала упростим исходную формулу. Умножим обе стороны равенства получим:
η · T 1 = ( T 1 − T 2) · 100.
Знак процентов мы специально убрали, поскольку в конечном уравнении никаких процентов не может быть — есть только числа. По условию задачи, нам известны КПД и температура холодильника Подставим эти числа в формулу — получим уравнение:
60 · T 1 = ( T 1 − 200) · 100.
Обратите внимание: единицы измерения снова не пишутся. Никаких процентов, никаких градусов Кельвина — только обычные числа. В принципе, аналогично следует поступать во всех задачах B12. Просто до сих пор мы не акцентировали внимание на этом моменте, но с процентами надо работать аккуратно.
Итак, решаем уравнение:
60 · T 1 = ( T 1 − 200) · 100;
60 T 1 = 100 T 1 − 20 000 — раскрыли скобки;
60 T 1 − 100 T 1 = −20 000 — собрали все слагаемые слева;
−40 T 1 = −20 000;
T 1 = 500 — разделили все на −40.
Как видим, задача свелась к простому линейному уравнению, которое имеет один корень. Это очень хорошо, поскольку, в отличие от квадратных уравнений, здесь не придется размышлять, какой из корней записать в ответ.
Задача. Коэффициент полезного действия некоторого двигателя определяется формулой:
При каком минимальном значении температуры нагревателя T 1 КПД этого двигателя будет не меньше 60%, если температура холодильника Ответ дайте в градусах Кельвина.
Задача полностью аналогична предыдущей. Преобразуем исходную формулу, а затем подставим в нее известные переменные:
η · T 1 = ( T 1 − T 2) · 100 — преобразовали формулу;
60 · T 1 = ( T 1 − 400) · 100 — подставили числа;
60 T 1 − 100 T 1 = −40 000 — группируем слагаемые, содержащие
−40 T 1 = −40 000;
T 1 = 1000 — разделили обе стороны на коэффициент −40.
Задача. Коэффициент полезного действия некоторого двигателя определяется формулой:
При каком минимальном значении температуры нагревателя T 1 КПД этого двигателя будет больше 80%, если температура холодильника Ответ дайте в градусах Кельвина.
Еще одна задача-клон. Приведу лишь краткое решение:
η · T 1 = ( T 1 − T 2) · 100 — преобразованная формула;
80 · T 1 = ( T 1 − 100) · 100 — подставили числа;
80 T 1 − 100 T 1 = −10 000;
−20 T 1 = −10 000;
T 1 = 500 — это и есть ответ.
Источник
Коэффициент полезного действия некоторого двигателя при какой температуре нагревателя кпд будет 45
Прототип задания 11 (№ 27976)
Коэффициент полезного действия (КПД) некоторого двигателя определяется формулой (eta = fraccdot 100% ), где (T_1) — температура нагревателя (в кельвинах), (T_2) — температура холодильника (в кельвинах). При какой температуре нагревателя (T_1) КПД этого двигателя будет (15%), если температура холодильника (T_2) = 340 К? Ответ дайте в кельвинах.
$$T_1 — 340 = 0,15 cdot T_1,$$
Прототип задания 11 (№ 27977)
Коэффициент полезного действия (КПД) кормозапарника равен отношению количества теплоты, затраченного на нагревание воды массой (m_textrm) (в килограммах) от температуры (t_1) до температуры (t_2) (в градусах Цельсия) к количеству теплоты, полученному от сжигания дров массы (m_textrm) кг. Он определяется формулой (eta = frac m_textrm(t_2 — t_1 )> m_textrm> cdot 100%), где (c_textrm = >> cdot 10^3) Дж/(кг(cdot)К) — теплоёмкость воды, (q_textrm = 8,3 cdot 10^6) Дж/кг — удельная теплота сгорания дров. Определите массу дров, которые понадобится сжечь в кормозапарнике, чтобы нагреть (m_ = 83) кг воды от (10^circ) C до кипения, если известно, что КПД кормозапарника равен (21%). Ответ выразите в килограммах.
Сразу напомним, что температура кипения воды равна (100^circ).
Прототип задания 11 (№ 27978)
Опорные башмаки шагающего экскаватора, имеющего массу m = 1260 тонн представляют собой две пустотелые балки длиной l = 18 метров и шириной s метров каждая. Давление экскаватора на почву, выражаемое в килопаскалях, определяется формулой (p = frac>>), где m — масса экскаватора (в тоннах), l — длина балок в метрах, s — ширина балок в метрах, g — ускорение свободного падения (считайте g=10м/с(^2)). Определите наименьшую возможную ширину опорных балок, если известно, что давление p не должно превышать 140 кПа. Ответ выразите в метрах.
Наименьшая возможная ширина опорных балок равна 2,5 м.
Прототип задания 11 (№ 27979)
К источнику с ЭДС (varepsilon = 55) В и внутренним сопротивлением r = 0,5 Ом, хотят подключить нагрузку с сопротивлением R Ом. Напряжение на этой нагрузке, выражаемое в вольтах, даeтся формулой (U = frac>>). При каком наименьшем значении сопротивления нагрузки напряжение на ней будет не менее 50 В? Ответ выразите в омах.
Наименьшее значение сопротивления нагрузки должно быть равно 5 Ом.
Источник
Коэффициент полезного действия (КПД) и потери двигателя
| 21.08.2013, 05:28 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Коэффициент полезного действия (КПД) и потери двигателя. Часть электрической мощности, подводимой к зажимам двигателя, теряется. Потери мощности при номинальной загрузке определяются соотношением Рн/Ра=ηн (1-7) 100%Рн/Ра=ηн% (1-7) Так как Ра=Рн+ΔРн, то величина полных потерь при номинальной загрузке двигателя определяется формулой ΔРн=Рн (100-ηн)/ηн [кВт] (1-8) или ΔРн=100(100-ηн)/ηн % (1-8) Полные потери ΔРн разделяются на постоянные, практически не зависящие от нагрузки, и переменные, меняющиеся с изменением нагрузки.. К постоянным потерям относятся механические потери (на трение в подшипниках) и потери в стали статора. К переменным потерям – потери в обмотках, изменяющиеся пропорционально квадрату тока, и добавочные потери в обмотках и в стали, практически изменяющиеся пропорционально подводимой мощности. Механические потери ΔРмех и потери в стали ΔРст в значительной степени зависят от числа полюсов двигателя и его мощности. В таблице 1-2 приведена величина постоянных потерь в процентах от Рн. Определение потерь по этим данным приводит к погрешностям в пределах ± 15% и может быть рекомендовано для практических расчетов. С помощью формул (1-8), табл. 1-2 и каталожных данных легко определить постоянные и переменные потери по выражению ΔРпер=ΔРн – ΔР0 [кВт или %], (1-9) где ΔР0=ΔРмех + ΔРст. Пример 1-1. Двигатель АО2-62-6; Рн = 13 кВт; ηн=88,7%, найти постоянные потери и переменные потери. Таблица 1-2. Усредненнае значение постоянных потерь, рекомендуемое для практических расчетов при двигателях единой серии
Полные потери ηx= 100/(100+(10000/ηн – 100)b) % (1-10) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Категория: Общая информация | Добавил: Электрик | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Просмотров: 4261 | Загрузок: 0 | Рейтинг: 0.0/0 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Интересное и полезное.
Начнем с определения. Коэффициент полезного действия двигателя внутреннего сгорания – характеристика, которая свидетельствует об эффективности агрегата. Это отношение полезной энергии к полной затраченной в процентном отношении. Другими словами, речь идет о результате преобразования тепловой энергии, получаемой при сгорании топливно-воздушной смеси, в механическую. Казалось бы, КПД должен быть высоким! Не зря же производители почти повсеместно внедрили непосредственный впрыск топлива, турбонагнетатели и выжимают солидную мощность из сравнительно компактных установок? Для сравнения, в недалеком прошлом атмосферные 2,0-литровые агрегаты развивали 140-150 л.с., а сейчас подобной отдачей могут похвастаться двигатели объемом 1,5 л, но с наддувом.
Значения КПД бензиновых и дизельных двигателей
Тем удивительнее то, что данный параметр для бензиновых агрегатов со всеми их высокотехнологичными ухищрениями равен… 20-25%. Львиная доля энергии, полученная при сгорании топлива, расходуется непосредственно на потери и лишь малая часть непосредственно на полезную работу двигателя внутреннего сгорания. У дизельных моторов картина не в пример лучше коэффициент полезного действия атмосферных моторов находится на уровне 40% и достигает 50% и более при наличии турбонагнетателя, который используется повсеместно и превращает ДВС более эффективную установку.
Потери бензинового двигателя
Существует целый ряд причин, почему коэффициент полезного действия ДВС находится на столь невысоком уровне. В случае с бензиновыми агрегатами примерно 25% потерь КПД приходится на топливную эффективность из-за того, что топливно-воздушная смесь сгорает не полностью. На тепловые потери расходуется около 35% – огромное количество тепла, которое выделяет двигатель и есть те самые потери энергии, поскольку для получения тепла требуется энергия.
Порядка 20% тратится на механические потери или, проще говоря, потери на трение внутренних частей двигателя, а также на привод дополнительного навесного оборудования, к которому относится генератор, кондиционер, помпа системы охлаждения и другие агрегаты. Как видите, причина весьма низкого КПД бензиновых агрегатов кроется в больших тепловых и механических потерях, возникающих в процессе работе установок данного типа.
Интересно, что снижение последних в ряде случаев привело к снижению надежности ДВС и эта тенденция особенно заметна в моторах последних поколений. Такие компоненты как поршни, шейки коленвалов и звенья цепей газораспределительного механизма стали компактнее, миниатюрнее. А более жидкие масла при сниженном давлении должны снизить потери на трение в подшипниках и энергетические затраты на смазку.
Потери дизельного двигателя
Противники моторов на “тяжелом топливе”, не жалующие их за вибрации, шумность, особенности моментной характеристики (солидный крутящий момент доступен на низких и средних оборотах, но при этом дизели “крутятся” довольно неохотно) и, самое главное, за риск столкнуться с невозможностью запуска зимой из-за замерзшей солярки, наверняка удивятся, узнав о двукратном превосходстве в коэффициенте полезного действия перед бензиновой когортой. Объяснение этому явлению кроется в другом принципе формирования топливно-воздушной смеси и том, как именно происходит ее воспламенение.
Запрос «КПД» перенаправляется сюда; см. также другие значения.
Коэффицие́нт поле́зного де́йствия (КПД) — характеристика эффективности системы (устройства, машины) в отношении преобразования или передачи энергии. Определяется отношением полезно использованной энергии к суммарному количеству энергии, полученному системой; обозначается обычно η («эта»)[1]. КПД является безразмерной величиной и часто выражается в процентах.
Определение[править | править код]
Математически КПД определяется как
где А — полезная работа (энергия), а Q — затраченная энергия.
Если КПД выражается в процентах, эту формулу иногда записывают в виде
.
Здесь умножение на не несёт содержательного смысла, поскольку . 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
,
где — количество теплоты, полученное от нагревателя, — 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
.
Другие похожие показатели[править | править код]
Не все показатели, характеризующие эффективность энергетических процессов, соответствуют вышеприведённому описанию. Даже если они традиционно или ошибочно называются «коэффициент полезного действия», они могут иметь другие свойства, в частности, превышать 100 %.
КПД котлов[править | править код]
КПД котлов на органическом топливе традиционно рассчитывается по низшей теплоте сгорания; при этом предполагается, что влага продуктов сгорания покидает котёл в виде перегретого пара. В конденсационных котлах эта влага конденсируется, теплота конденсации полезно используется. При расчёте КПД по низшей теплоте сгорания он в итоге может получиться больше единицы. В данном случае корректнее было бы считать его по высшей теплоте сгорания, учитывающей теплоту конденсации пара; однако при этом показатели такого котла трудно сравнивать с данными о других установках.
Тепловые насосы и холодильные машины[править | править код]
Достоинством тепловых насосов как нагревательной техники является возможность получать больше теплоты, чем расходуется энергии на их работу. Холодильная машина может отвести от охлаждаемого конца больше теплоты, чем затрачивается энергии на организацию процесса.
Эффективность машин характеризует холодильный коэффициент[en]
,
где — тепло, отбираемое от холодного конца (в холодильных машинах холодопроизводительность); — затрачиваемая на этот процесс работа (или электроэнергия).
Для тепловых насосов используют термин коэффициент трансформации
,
где — тепло конденсации, передаваемое теплоносителю; — затрачиваемая на этот процесс работа (или электроэнергия).
В идеальной машине , отсюда для идеальной машины
Наилучшими показателями производительности для холодильных машин обладает обратный цикл Карно: в нём холодильный коэффициент
,
где , — температуры горячего и холодного концов, K[2]. Данная величина, очевидно, может быть сколь угодно велика; хотя практически к ней трудно приблизиться, холодильный коэффициент может превосходить единицу. Это не противоречит первому началу термодинамики, поскольку, кроме принимаемой в расчёт энергии A (напр., электрической), в тепло Q идёт и энергия, отбираемая от холодного источника.
Литература[править | править код]
- Пёрышкин А. В. Физика. 8 класс. — Дрофа, 2005. — 191 с. — 50 000 экз. — ISBN 5-7107-9459-7..