A | B | C | D | E | F | G | H | CH | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
A hatásfok a rendelkezésre álló energia felhasználásának mértéke. A hatásfok számítása:
ahol:
- η – a hatásfok,
- Eh – a hasznosult energia,
- Eb – a befektetett (összes) energia.
A befektetett energia és a hasznosult energia különbsége az EV veszteség (amely hőként, hangként vagy egyéb formában a környezetbe távozik):
Az energiamegmaradás törvényéből következik, hogy a hatásfok 1-nél, vagy százalékban kifejezve 100%-nál nagyobb nem lehet. Gyakorlatilag a hatásfok mindig kisebb 100%-nál. A javítása a veszteség csökkentésével vagy egy részének hasznosításával történik.
A hétköznapi szóhasználatban az energia szó szerepel, de a valóságban többnyire a teljesítmény értékét számítjuk (bevezetett, kinyert teljesítmény és teljesítményveszteség). Ebben az értelemben a következő forma is helyes: ahol P a teljesítmény.
A mértékegységekkel és fizikai mennyiségekkel foglalkozó nemzetközi intézmények (BIPM, NIST, IUPAC) ezzel a kérdéssel nem foglalkoznak, mert a hatásfok az egy mértékegységű és egy dimenziójú mennyiségek közé tartozik. Az IUPAC Green Book harmadik kiadása magyarázat nélkül csupán a nevét említi az egy dimenziójú mennyiségekről szóló fejezetben (97. oldal: 3.10.1. Fractions (relative values, yields, and efficiencies).
Energiafolyam
A veszteségek több forrásból keletkezhetnek, ezt szemléletesen az energiafolyam diagramban (Sankey-diagram)
szokták ábrázolni. Az energia áramlását százalékos értékével arányos vastagságú nyíllal jelölik, melyből az egyes veszteségek elágaznak, esetleg valamilyen energiahasznosító művelet segítségével visszaáramolnak a rendszerbe. Példaképpen egy kombinált ciklusú erőmű egyszerűsített energiafolyam ábrája látható, ahol az erőműbe bevezetett energiából a gázturbina által hajtott generátor szolgáltatta elektromos energia (GT) és a gőzturbina generátorának elektromos energiája a hasznos energia. Az erőmű összhatásfoka az ábra jelöléseivel:Összhatásfok
Az egyes veszteségek hatását részhatásfokkal lehet figyelembe venni. Az ilyen módon számolt hatásfokokkal az összhatásfok a részhatásfokok szorzatával egyenlő:
Termikus hatásfok
Az ideális Carnot-ciklus hatásfoka :, ahol
- a ciklusból nyert munka;
- a hőenergia;
- az alacsonyabb hőmérsékletű hőtartály
- a magasabb hőmérsékletű hőtartály hőmérséklete
Carnot tétele szerint semmilyen termikus folyamat hatásfoka nem lépheti túl ezt az értéket.
Ha a ciklusok számának mértékegysége , akkor a munka és a hőmennyiség mértékegysége .
Ugyanezt a hatásfokot kapjuk, ha a munkavégző közeg tömegére vonatkoztatjuk a munkát és a hőmennyiséget, tehát mértékegységeik:
Részteljesítmény
Egy adott berendezés (erőgép vagy munkagép) hatásfokát több tényező befolyásolhatja, így környezeti tényezők (például légnyomás, külső hőmérséklet), de jelentősen változhat a hatásfok a terhelés függvényében. Sok veszteség nem, vagy csak kis mértékben függ a berendezés pillanatnyi teljesítményétől, vagyis a bevezetett energiától. Egy forgó villanymotor súrlódási vesztesége független attól, hogy teljes teljesítménnyel dolgozik vagy éppen üresjáratban forog. Az első esetben a hatásfoka a legnagyobb, a másodikban értéke zéró. A műszaki adatok között közölt hatásfok értékek általában a legkedvezőbb esetre értendők. Egy olyan gép értékelésénél, mely gyakran jár részterhelésen, tehát nemcsak a katalógusban megadott hatásfokot kell mérlegelni.
Néhány energiaforrás hatásfoka
- Korai villanykörték 3-5%
- Korai gőzgépek (melyek a fáradt gőzt kiengedték a szabadba) ~5%
- Gőzgép (kondenzátorral) <25%
- Benzinmotor 21-33%
- Dízelmotor 29-42%
- Hagyományos hőerőmű 30-40%
- Kombinált ciklusú kondenzációs hőerőmű <60%
- Hőhasznosító hőerőmű (távfűtés) <90%
- Transzformátor 75-98%
- Vízerőmű
- Villamos motor 60-96%
Hivatkozások
Források
- Pattantyús Gépész- és Villamosmérnökök Kézikönyve 2. kötet. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1961.
- Pattantyús Á. Géza: A gépek üzemtana. 14. lényegesen átdolgozott és bővített kiadás. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1983. ISBN 963-10-4808-X
További információk
Mértékegysége
A hatásfok mértékegysége 1 (egy). Az SI-mértékegységrendszer az egy dimenziójú és egy mértékegységű mennyiségek mértékegységét az 1-es számjeggyel jelöli, és, ahol szükségtelen, ott el is hagyja. Aktuálisan 1-et kapunk akár energia mértékegységeket osztunk el egymással, akár teljesítmény mértékegységeket.
A tévedés onnan származik, hogy a Sankey-diagramban szereplő energia-mennyiségek mindig azonos időszakra vonatkoznak, tehát valójában a teljesítmény értékét fejezik ki.
A lap szövege Creative Commons Nevezd meg! – Így add tovább! 3.0 licenc alatt van; egyes esetekben más módon is felhasználható. Részletekért lásd a felhasználási feltételeket.
Analóg multiméterek túlterhelés elleni védelme
Egyenáram
Egyenáram mérése
Egyenirányítós lengőtekercses műszer
Elektromágnes (fizika)
Elektromos feszültség
Elektromos térerősség
Fáziseltolódás
Fázismutató
Fajlagos ellenállás
Feszültséggenerátor
Feszültségváltó
Forgó mágneses tér
Háromfázisú hálózat
Hőelektromosság
Hatásos ellenállás
A lap szövege Creative Commons Nevezd meg! – Így add tovább! 3.0 licenc alatt van; egyes esetekben más módon is felhasználható. Részletekért lásd a felhasználási feltételeket.