Shematics.net

Метод покращення коефіцієнта корисної дії

Метод покращення коефіцієнта корисної дії

Люба установка має коефіцієнт корисної дії менший від одиниці, або робота виконана любим пристроєм завжди менша від затраченої нею енергії. Це зв’язано з тим, що частина енергії витрачається не на прямі витрати, а на тертя механізмів, нагрівання навколишнього середовища, енергію випромінювання та ін.
 

Рис. 1. Класична модель «вічного двигуна».

Для прикладу візьмемо установку, що зображена на рис. 1, до якої входить двигун внутрішнього згоряння, працюючий на воднево-кисневій суміші з генератором електричної енергії G і електролізний пристрій з сепаратором центрифугою С.
Помістимо цю установку в абсолютно замкнуту систему: водень і кисень, що виробляється електролізним методом поступає в двигун внутрішнього згоряння, який передає енергію генератору і в подальшому знову на електролізний пристрій, сепаратор лише прискорює процес електролізу. Продуктом згоряння воднево-кисневої суміші є вода, яку знову можна подати в електролізний пристрій. Двигун внутрішнього згоряння можна замінити турбіною, яка має набагато вищий коефіцієнт корисної дії. Позначимо всю енергію, що виробляється двигуном і генератором Q_MG, а енергію, що витрачається Q_E і Q_C відповідними пристроями. Очевидно, що в даній системі ми могли б записати:

І якщо спробувати «їхати» на такій установці, ви зразу зрозумієте, що це «вічний двигун» – Perpetuum Mobile. Реально, частина енергії витрачається на тепло, тертя і проміжні перетворення:

  – енергія, що поступає на кожний пристрій, відповідно, індексом R позначено корисну енергію, а n_M, n_G, n_E, n_C – коефіцієнти корисних дій кожного пристрою. Кожний проміжний пристрій перетворення понижує загальний коефіцієнт корисної дії, тому в любому технологічному процесі необхідно ліквідувати проміжні перетворення, а якщо це неможливо – замінити їх
пристроями з більшим коефіцієнтом корисної дії, наприклад, бензиновий двигун на дизельний, або дизельний двигун на турбіну і т. ін. До основних втрат відносяться втрати теплоти, яка виділяється у виді тепла в навколишнє середовище. Тому, для повищення коефіцієнту корисної дії всієї установки необхідно змінити тепловий режим в цілому, або кожного пристрою зокрема, зменшити витрати на тепло, тертя механізмів... Каталізатори, окремі удосконалення можуть підвищувати коефіцієнт корисно дії пристрою, покращувати згоряння, зменшувати вібрацію, тертя, зменшувати шкідливі викиди.

Очевидним є те, що без зовнішнього поповнення енергії (абсолютно закритих систем не буває) установка, чи механізм, що на рис. 1 їхати не буде, тому реальна модель буде виглядати так, як на рис. 2. Де Q – енергія, що поступає ззовні, а індексом L позначені втрати енергії складових частин і проміжних пристроїв.

Рис. 2. Реальна модель двигуна.

В порівнянні різних установок, можна лише говорити про ефективність: енергоємність, продуктивність, собівартість, технологічність, зменшення шкідливих викидів, зменшення втрат від випромінювання. Додаткові операції прискорення любих процесів приводять до зміни продуктивності, за яку необхідно розплачуватися, або додатковою енергією, або собівартістю.
 

добавлено 07.04.09 21:56:53 | проглянуто 3842 раз