Өнөөдөр бид танд үр ашиг (үр ашгийн хүчин зүйл) гэж юу болох, түүнийг хэрхэн тооцох, энэ ойлголтыг хаана хэрэглэхийг хэлэх болно.
Хүн ба механизм
Угаалгын машин болон консервын үйлдвэр хоёр юугаараа ижил төстэй вэ? Бүх зүйлийг өөрөө хийх хэрэгцээ шаардлагаас өөрийгөө чөлөөлөх гэсэн хүний хүсэл. Уурын хөдөлгүүрийг зохион бүтээхээс өмнө хүмүүс зөвхөн булчингаа л эзэмшдэг байсан. Тэд бүх зүйлийг өөрсдөө хийсэн: тэд хагалах, тариалах, хоол хийх, загас барих, маалинга нэхэх. Урт өвлийн улиралд амьд үлдэхийн тулд тариачны гэр бүлийн гишүүн бүр хоёр настайгаасаа нас барах хүртлээ өдрийн цагаар ажилладаг байв. Бага хүүхдүүд нь амьтдыг харж, томчуудад тусалж (авчрах, хэлэх, дуудах, авах) байв. Охиныг анх таван настайдаа дугуйны ард суулгасан! Гүн хөгшин хүмүүс хүртэл халбага хайчилж, гутлын гутал нэхдэг байсан бөгөөд хамгийн өндөр настан, сул дорой эмээ нар хараатай бол нэхмэлийн машин, дугуй эргүүлдэг байв. Од гэж юу болох, яагаад гэрэлтдэг талаар бодох цаг тэдэнд байсангүй. Хүмүүс ядарч сульдсан: эрүүл мэнд, өвдөлт, сэтгэл санааны байдлаас үл хамааран өдөр бүр очиж, ажиллах ёстой байв. Угаасаа тэр хүн хэт ачаалалтай мөрийг нь бага ч болов тайвшруулах туслахуудыг олохыг хүссэн.
Инээдтэй бас хачин
Тэр үеийн хамгийн дэвшилтэт технологи бол морь, тээрмийн хүрд байсан. Гэхдээ тэд хүнээс хоёр гурав дахин их ажил хийсэн. Гэвч анхны зохион бүтээгчид маш хачирхалтай харагдах төхөөрөмжүүдийг гаргаж ирж эхлэв. "Мөнхийн хайрын түүх" кинонд Леонардо да Винчи усан дээгүүр алхахын тулд хөлөндөө жижиг завь бэхэлсэн байдаг. Энэ нь эрдэмтэн хувцсаа өмсөн нуур руу живэх үед хэд хэдэн инээдтэй хэрэг гарсан. Хэдийгээр энэ анги нь зүгээр л кино зохиолчийн бүтээл боловч ийм шинэ бүтээлүүд нь инээдтэй бас инээдтэй харагдаж байсан байх.
19-р зуун: төмөр ба нүүрс
Гэхдээ 19-р зууны дундуур бүх зүйл өөрчлөгдсөн. Эрдэмтэд уурын тэлэлтийн даралтын хүчийг ойлгосон. Тэр үеийн хамгийн чухал бараа бол уурын зуух үйлдвэрлэх төмөр, доторх ус халаах нүүрс байв. Тухайн үеийн эрдэмтэд уур, хийн физикийн үр ашиг гэж юу болох, түүнийг хэрхэн нэмэгдүүлэх талаар ойлгох ёстой байв.
Ерөнхий тохиолдолд коэффициентийн томъёо нь:
η=A/Q
η - үр ашиг, A - ашигтай ажил, Q - зарцуулсан эрчим хүч.
Ажил, халуун дулаан
Үр ашиг (товчилсон үр ашиг) нь хэмжээсгүй хэмжигдэхүүн юм. Энэ нь хувиар тодорхойлогддог бөгөөд зарцуулсан эрчим хүчийг ашигтай ажилд зарцуулсан харьцаагаар тооцдог. Сүүлчийн нэр томъёог хайхрамжгүй өсвөр насны хүүхдүүдийг гэрийнхээ эргэн тойронд ямар нэгэн зүйл хийхийг албадах үед ээжүүд ихэвчлэн ашигладаг. Гэвч үнэн хэрэгтээ энэ бол зарцуулсан хүчин чармайлтын бодит үр дүн юм. Өөрөөр хэлбэл, хэрэв машины үр ашиг 20% байвал энэ нь хүлээн авсан эрчим хүчний тавны нэгийг л үйлдэл болгон хувиргадаг. Одоо худалдаж авахдаамашин, уншигчид хөдөлгүүрийн үр ашиг гэж юу вэ гэсэн асуулт байх ёсгүй.
Хэрэв коэффициентийг хувиар тооцвол томъёо нь:
η=100%(A/Q)
η - үр ашиг, A - ашигтай ажил, Q - зарцуулсан эрчим хүч.
Алдагдал ба бодит байдал
Энэ бүх маргаан эргэлзээ төрүүлэх нь гарцаагүй. Яагаад илүү түлшний эрчим хүч зарцуулдаг машин зохион бүтээж болохгүй гэж? Харамсалтай нь, бодит ертөнц тийм биш юм. Сургуульд хүүхдүүд үрэлтгүй, бүх систем хаалттай, цацраг туяа нь хатуу монохроматик байдаг асуудлыг шийддэг. Үйлдвэрийн жинхэнэ инженерүүд эдгээр бүх хүчин зүйлүүд байгаа эсэхийг харгалзан үзэх шаардлагатай болдог. Жишээлбэл, дулааны хөдөлгүүрийн үр ашиг гэж юу вэ, энэ коэффициент юунаас бүрддэгийг авч үзье.
Энэ тохиолдолд томъёо дараах байдалтай байна:
η=(Q1-Q2)/Q1
Энэ тохиолдолд Q1 нь хөдөлгүүрийн халаалтаас авсан дулааны хэмжээ, Q2 хүрээлэн буй орчинд өгсөн дулаан (ерөнхийдөө хөргөгч гэж нэрлэдэг).
Түлш халж, өргөжиж, хүч нь эргэлтийн элементийг хөдөлгөдөг поршенийг түлхэж өгдөг. Гэхдээ түлш нь зарим саванд агуулагддаг. Халах үед энэ нь дулааныг савны хананд шилжүүлдэг. Энэ нь эрчим хүчний алдагдалд хүргэдэг. Поршений доош буухын тулд хийг хөргөх шаардлагатай. Үүний тулд нэг хэсгийг нь байгальд гаргадаг. Мөн хий нь ашигтай ажилд бүх дулааныг өгсөн бол сайн байх болно. Гэвч харамсалтай нь энэ нь маш удаан хөрдөг тул халуун уур гарч ирдэг. Эрчим хүчний нэг хэсэг нь агаарыг халаахад зарцуулагддаг. Поршен нь хөндий металл цилиндрт хөдөлдөг. Түүний ирмэгүүд нь хананд наалддаг тул хөдөлж байх үед үрэлтийн хүч гарч ирдэг. Поршен нь хөндий цилиндрийг халаадаг бөгөөд энэ нь мөн эрчим хүчний алдагдалд хүргэдэг. Савааны дээш доош хөрвүүлэх хөдөлгөөн нь бие биенээ үрж, халдаг хэд хэдэн холбоосоор эргүүлэх момент руу дамждаг, өөрөөр хэлбэл анхдагч энергийн нэг хэсэг нь үүнд зарцуулагддаг.
Мэдээж үйлдвэрийн машинд бүх гадаргууг атомын түвшинд хүртэл өнгөлдөг, бүх металууд бат бөх, хамгийн бага дулаан дамжуулалттай, поршений тос нь хамгийн сайн шинж чанартай байдаг. Гэхдээ ямар ч хөдөлгүүрт бензиний энергийг эд анги, агаар, үрэлтийг халаахад ашигладаг.
Тогоо ба тогоо
Одоо бид уурын зуухны үр ашиг гэж юу болох, юунаас бүрддэгийг ойлгохыг санал болгож байна. Ямар ч гэрийн эзэгтэй мэддэг: хэрэв та саванд ус буцалгахын тулд хаалттай таган дор ус үлдээвэл зууханд ус дуслах эсвэл таг нь "бүжиглэх" болно. Ямар ч орчин үеийн бойлерыг ижил аргаар зохион байгуулдаг:
- халуунаар дүүрэн устай савыг халаана;
- ус хэт халсан уур болно;
- тэлж байх үед хий-усны хольц нь турбиныг эргүүлдэг эсвэл поршений хөдөлгөөнийг гүйцэтгэдэг.
Хөдөлгүүрийн нэгэн адил уурын зуух, хоолой, бүх холболтын үрэлтийг халаахад эрчим хүч алдагддаг тул ямар ч механизм 100% -тай тэнцэх үр ашигтай ажиллах боломжгүй.
Карногийн мөчлөгийн дагуу ажилладаг машинуудын томъёо нь зөвхөн дулааны хэмжээ - температурын оронд дулааны хөдөлгүүрийн ерөнхий томьёо шиг харагдаж байна.
η=(T1-T2)/T1.
Сансарын станц
Тэгээд механизмаа сансарт хийвэл? Нарны эрчим хүчийг 24 цагийн турш үнэгүй ашиглах боломжтой бөгөөд ямар ч хийг 0o Кельвин хүртэл хөргөх боломжтой. Магадгүй сансарт үйлдвэрлэлийн үр ашиг өндөр байх болов уу? Хариулт нь хоёрдмол утгатай: тийм, үгүй. Эдгээр бүх хүчин зүйлүүд нь эрчим хүчийг ашигтай ажилд шилжүүлэхийг үнэхээр сайжруулж чадна. Гэхдээ мянган тонныг хүссэн өндөрт хүргэх нь үнэхээр үнэтэй хэвээр байна. Ийм үйлдвэр таван зуун жил ажилласан ч гэсэн тоног төхөөрөмжийг өсгөх зардлаа нөхөхгүй, иймээс шинжлэх ухааны зөгнөлт зохиолчид сансрын цахилгаан шатны санааг маш идэвхтэй ашиглаж байгаа нь даалгаврыг ихээхэн хөнгөвчлөх болно. үйлдвэрүүдийг сансарт шилжүүлэх нь арилжааны хувьд ашигтай.
