Posted in: Разное

Удельная мощность что такое: Соотношение мощности и веса — Power-to-weight ratio

Содержание

Десятка машин с самой высокой удельной мощностью

Чтобы добиться идеального результата, современные производители суперкаров не только наращивают мощь мотора, но и избавляются от лишних килограммов в автомобиле. Посмотрим, у кого из серийных машин самый высокий показатель удельной мощности

Сергей Яковлев

Чтобы добиться идеального результата, современные производители суперкаров не только наращивают мощь мотора,  но и избавляются от лишних килограммов в автомобиле. Посмотрим, у кого из серийных машин самый высокий показатель удельной мощности.

Pagani Huayra

Итальянский суперкар Pagani Huayra производится с весны 2012 года и выпускается в количестве не более 20 штук в год по цене около 1 миллиона долларов. Это, тем не менее, позволяет считать Huayra серийным автомобилем. При весе в 1305 кг её мощность составляет 733 лошадиных сил. Результат – 561,6 лошадиных сил на тонну.

Porsche 918, LaFerrari, McLaren P1

Три гибридных гипер-конкурента идут «ноздря в ноздрю» по многим показателям. И хотя все они вошли в десятку машин с самой высокой удельной мощностью, внутри «супер-тройки» дела обстоят так: 529 лошадиных сил на тонну у Porsche 918 Spyder, 654 л.с. на тонну у McLaren P1, и LaFerrari – 767 лошадиных сил на тонну. Впрочем такой большой разброс мало сказывается на основных динамических показателях: максимальная скорость трёх гиперкаров составляет от 345 до 350 километров в час, а разгон до сотни колеблется от 2,8 до 2,4 секунды. Как и средняя цена гибридных болидов – около одного миллиона евро.

Caterham 7

Лёгкий двухместный спортивный автомобиль с открытым верхом, выпускается компанией Caterham Cars с 1973 года. Разумеется, основная ставка сделана на лёгкость конструкции, так что удельная мощность топовой модификации Caterham 7 составляет 520 л.

с. при 260-сильном моторе. Какое-то время Caterham удерживал мировой рекорд скорости по времени разгона: машина могла разогнаться до 95 км/ч, а потом полностью остановиться до того, как легендарная Ferrari F40 достигала скорости 95 км/ч.

Bugatti Veryon Super Sport

Трудно представить, что в какой-нибудь из подобных списков не вошёл бы самый быстрый серийный автомобиль современности – Bugatti Veyron Super Sport. Бессменный обладатель мирового рекорда максимальной скорости (431 километр в час) весит 1838 кг и развивает 1200 лошадиных сил. Так, на тонну Bugatti Veyron SS приходится 653 лошадиных силы.

Caparo T1

Британский суперкар Caparo T1 был представлен в 2007 году, и к 2012 году было продано всего несколько десятков эеземпляров. Создателей вдохновила Формула-1, так что Caparo T1 почти не отличается от болидов Формулы. За одним исключением – на этом можно ездить по дорогам общего пользования. И его удельная мощность составляет 867 л. с. на тонну.

Ariel Atom 500

Ariel Atom 500 построен на основе экзоскелета, а многие детали выполнены из композитных материалов, поэтому весит автомобиль всего ничего – 456 килограммов. Двигатель при этом весит 90 кг. Самая мощная модификация оснащена 3-литровым 8-цилиндровым мотором мощностью 500 лошадиных сил. Результат впечатляет – 909 лошадиных сил на тонну.

Hennessey Venom GT и Koenigsegg One:1

Koenigsegg One:1 некоторые называют первым серийным мегакаром. Удельная мощность шведского монстра составляет ровно 1000 л.с. на тонну. Точно такой же показатель и у Hennessey Venom GT. Американская версия спорткара Lotus Exige в своё время пыталась побить рекорд Veyron. И, в общем-то, получилось: Venom GT разогнался до 435 километров в час. Но в силу несоблюдения некоторых формальностей рекорд не был засчитан. В следующем году производитель планирует представить новую версию. Двигателю добавят 156 лошадей, а максимальная скорость модели составит 466 километров в час.

Хочу получать самые интересные статьи

Удельная мощность — Википедия Переиздание // WIKI 2

Удельная мощность — отношение вырабатываемой или потребляемой устройством мощности к другому конструктивному показателю (обычно массе или объёму).

Удельная мощность автомобилей

Применительно к автомобилям удельной мощностью называют максимальную мощность мотора, отнесённую ко всей массе автомобиля. Мощность поршневого двигателя, делённая на литраж двигателя, называется

литровой мощностью. Например, литровая мощность бензиновых моторов составляет 30…45 кВт/л, а у дизелей без турбонаддува — 10…15 кВт/л.

Увеличение удельной мощности мотора приводит, в конечном счёте, к сокращению расхода топлива, так как не нужно транспортировать тяжёлый мотор. Этого добиваются за счёт лёгких сплавов, совершенствования конструкции и форсирования (увеличения быстроходности и степени сжатия, применения турбонаддува и так далее).

Но эта зависимость соблюдается не всегда. В частности, более тяжёлые дизельные двигатели могут быть более экономичны, так как КПД современного дизеля с турбонаддувом доходит до 50 %[1].

В литературе, используя этот термин, часто приводят обратную величину кг/л.с. или кг/квт.

Удельная мощность боевой машины

Мощность, надёжность и другие параметры двигателей боевых машин постоянно росли и улучшались. Рассмотрим в качестве примера танки. Если на ранних моделях довольствовались фактически автомобильными моторами, то с ростом массы танков в 1920-х—1940-х гг. получили распространение адаптированные авиационные моторы, а позже и специально сконструированные танковые дизельные (многотопливные) двигатели. Для обеспечения приемлемых ходовых качеств танка его удельная мощность (отношение мощности двигателя к боевой массе танка) должна быть не менее 18—20 л. с./т..

Удельная мощность некоторых современных основных танков
Страна-производитель Модель танка Боевая масса, тонн Мощность двигателя, л. с. Удельная мощность, л.с./т Тип двигателя
Франция Леклерк 54,6 1500 27,4 дизельный двигатель
Союз ССР Т-80У-М1 46,0 1250 27,2 газотурбинный двигатель
Украина Т-84 46,0 1200 26,08 дизельный двигатель
США М1А2 Aбрамс 62,5 1500 24,0 газотурбинный двигатель
Германия Леопард-2А5 62,5 1500 24,0 дизельный двигатель
Россия Т-90С 46,5  1000 21,5 дизельный двигатель
Израиль Меркава Mk. 3 60,0 1200 20,0 дизельный двигатель
Великобритания Челленджер-2 62,5 1200 19,2 дизельный двигатель

Примечания

Ссылки

Эта страница в последний раз была отредактирована 30 августа 2018 в 03:47.

Забытая реальность — Галеры 4. Удельная мощность

Иногда, хочется очень сильно ругаться. И в выборе выражений «Лавров(с)» самое невинное.
Но это быстро проходит.
Молодой. Горячий. Понять и простить (с).

Практики, что там себя в грудь ящиками пива стучат, очевидно незнакомы с таким понятием как «удельная мощность».

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%BC%D0%BE%D1%89%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C

Удельная мощность — отношение вырабатываемой или потребляемой устройством мощности к его массе (или объёму).

Тыкаем пальцем в карьерный самосвал:http://www.belaz.by/catalog/products/dumptrucks/7555/specification/
Мощность двигателя: 522 кВт

Эксплуатационная масса: 40500 кг.
Удельная мощность 1 кВт на 78 кг.

В таблице, что в статье википедии, даны соотношения удельной мощности бронитехники. Несложно посчитать, что там на 1 кВт мощности двигателя приходится 50-70 кг веса боевой машины.

Мощность моторов в сезонах Формулы 1: https://www.f1news.ru/tech/72202.shtml
Минимальный вес болидов Формулы-1 вырастет на 5 кг из-за «гало»: https://www.championat.com/auto/news-2861400-minimalnyj-ves-bolidov-formuly-1-vyrastet-na-5-kg-iz-za-galo.html

Очень грубо, по болидам, порядок цифр — 1 лошадь на 1 кг.

То есть, чтобы танк или карьерный самосвал разогнать до скоростей болида, надо сильно увеличить мощность двигателя.

А что там с человеком на вёслах? Он какой-то особенный и может выпрыгивать из понятия «удельная мощность»? На нажористых булках и закиси азота, может давать больше пара?

Гуглим.

По различным данным средняя предельная мощность человека, которую он способен выработать за первые 10 секунд, равна 1,85 л. с., а при дальнейшей работе в течение 1—2 минут мощность падает до 0,5 л. с.
Тихонравов М. К. Полет птиц и машины с машущими крыльями, 1937.

Не взлетит.

Аварийно-спасательное оборудование и имущество Шлюпки: https://www.korabel.ru/equipment/catalog/1144/0/name/asc/2.html

Конечно, совсем не галеры. Материалы не те и назначение. Соотношение массы шлюпки на одного человека, порядка 140-200 кг. Вес самого человека, груз.

Какова же удельная мощность галеры? Напомним, там нет современных материалов. Масса на одного гребца значительно больше.

Что же об всём этом думают те, кто в теме. К примеру galea_galley

«Ограничения галер — скорость»
https://galea-galley.livejournal.com/24421.html

Чтобы завершить наш короткий обзор, приведем (в предварительном порядке; обстоятельно рассмотрим этот вопрос позже) некоторые расчетные данные для галер, имеющих 51 весло, при полном штиле, при темпе гребли 21 гребок/мин, шероховатости корпуса не превышающей 0,2 мм. Физиологи установили, что человек может поддерживать при работе мощность 140 Ватт в течение 10 часов, 170 Ватт в течение 4 часов и 200 Ватт всего лишь в течение 1 часа. Если брать работу загребного, то для достижения скорости 5 узлов (приблизительно 9 км/час) он практически тратит 200 Ватт, т.е. галера при такой скорости способна двигаться не более 1 часа! Если темп гребли будет поднят до 26 гребков/мин, то галера сможет достичь скорости 6 узлов, но от загребного потребуется приложение мощности 300 Ватт, что ограничивает время его работы всего 15 минутами. Хотел бы я посмотреть на тех специалистов, которые приписывают галерам крейсерскую скорость 7 узлов!

На основании всего этого можно сделать простой вывод, «удельная мощность» галеры с двигателем в виде гребцов, находится на очень низком уровне. Ибо с увеличением размеров судна она резко уменьшается. КПД никакое и стремится куда-то в ноль.

Отсюда и выросло предположение, что вёсла могли иметь другой привод. И гребцы появились как замена этому приводу.

Началось всё где-то там:
«Галеры»
https://pro-vladimir.livejournal.com/411425.html

«Галеры 2. Всё как полагается в эпоху рабовладения»
https://pro-vladimir.livejournal.com/412071.html

«Галеры 3»
https://pro-vladimir.livejournal.com/412277.html

Владимир Мамзерев. 29.08.2018

Источник: pro-vladimir.livejournal.com

формула, правила расчета, виды и классификация электродвигателей

В электромеханике существует много приводов, которые работают с постоянными нагрузками без изменения скорости вращения. Их используют в промышленном и бытовом оборудовании как, например, вентиляторы, компрессоры и другие. Если номинальные характеристики неизвестны, то для расчетов используют формулу мощности электродвигателя. Вычисления параметров особенно актуальны для новых и малоизвестных приводов. Калькуляция выполняется с использованием специальных коэффициентов, а также на основе накопленного опыта работы с подобными механизмами. Данные необходимы для правильной эксплуатации электрических установок.

Что такое электродвигатель?

Электрический двигатель представляет собой устройство, которое преобразует электрическую энергию в механическую. Работа большинства агрегатов зависит от взаимодействия магнитного поля с обмоткой ротора, которая выражается в его вращении. Функционируют они от источников питания постоянного или переменного тока. В качестве питающего элемента может выступать аккумулятор, инвертор или розетка электросети. В некоторых случаях двигатель работает в обратном порядке, то есть преобразует механическую энергию в электрическую. Такие установки находят широкое применение на электростанциях, работающие от потока воздуха или воды.

Электродвигатели классифицируют по типу источника питания, внутренней конструкции, применению и мощности. Также приводы переменного тока могут иметь специальные щетки. Они функционируют от однофазного, двухфазного или трехфазного напряжения, имеют воздушное или жидкостное охлаждение. Формула мощности электродвигателя переменного тока

P = U х I,

где P — мощность, U — напряжение, I — сила тока.

Приводы общего назначения со своими размерами и характеристиками находят применение в промышленности. Самые большие двигатели мощностью более 100 Мегаватт используют на силовых установках кораблей, компрессорных и насосных станций. Меньшего размера используют в бытовых приборах, как пылесос или вентилятор.

Конструкция электрического двигателя

Привод включает в себя:

  • Ротор.
  • Статор.
  • Подшипники.
  • Воздушный зазор.
  • Обмотку.
  • Коммутатор.

Ротор — единственная подвижная деталь привода, которая вращается вокруг своей оси. Ток, проходя через проводники, образует индукционное возмущение в обмотке. Формируемое магнитное поле взаимодействует с постоянными магнитами статора, что приводит в движение вал. Их рассчитывают по формуле мощности электродвигателя по току, для которой берется КПД и коэффициент мощности, в том числе все динамические характеристики вала.

Подшипники расположены на валу ротора и способствуют его вращению вокруг своей оси. Внешней частью они крепятся к корпусу двигателя. Вал проходит через них и выходит наружу. Поскольку нагрузка выходит за пределы рабочей зоны подшипников, ее называют нависающей.

Статор является неподвижным элементом электромагнитной цепи двигателя. Может включать в себя обмотку или постоянные магниты. Сердечник статора выполнен из тонких металлических пластин, которые называют пакетом якоря. Он призван снижать потери энергии, что часто происходит с твердыми стержнями.

Воздушный зазор — расстояние между ротором и статором. Эффективным является небольшой промежуток, так как он влияет на низкий коэффициент работы электродвигателя. Ток намагничивания растет с увеличением размера зазора. Поэтому его всегда стараются делать минимальным, но до разумных пределов. Слишком маленькое расстояние приводит к трению и ослаблению фиксирующих элементов.

Обмотка состоит из медной проволоки, собранной в одну катушку. Обычно укладывается вокруг мягкого намагниченного сердечника, состоящего из нескольких слоев металла. Возмущение индукционного поля происходит в момент прохождения тока через провода обмотки. В этот момент установка переходит в режим конфигурации с явными и неявными полюсами. В первом случае магнитное поле установки создает обмотка вокруг полюсного наконечника. Во втором случае, в распределенном поле рассредотачивается слотов полюсного наконечника ротора. Двигатель с экранированными полюсами имеет обмотку, которое сдерживает магнитное возмущение.

Коммутатор используют для переключения входного напряжения. Состоит из контактных колец, расположенных на валу и изолированных друг от друга. Ток якоря подается на щетки контактов ротационного коммутатора, который приводит к изменению полярности и заставляет вращаться ротор от полюса к полюсу. При отсутствии напряжения мотор прекращает крутиться. Современные установки оборудованы дополнительными электронным средствами, которые контролируют процесс вращения.

Принцип действия

По закону Архимеда ток в проводнике создает магнитное поле, в котором действует сила F1. Если из этого проводника изготовить металлическую рамку и поместить ее в поле под углом 90°, то края будут испытывать силы, направленные в противоположную сторону относительно друг друга. Они создают крутящий момент относительно оси, который начинает ее вращать. Витки якоря обеспечивают постоянное кручение. Поле создается электрическими или постоянными магнитами. Первый вариант выполнен в виде обмотки катушки на стальном сердечнике. Таким образом, ток рамки генерирует индукционное поле в обмотке электромагнита, которое порождает электродвижущую силу.

Рассмотрим более подробно работу асинхронных двигателей на примере установок с фазным ротором. Такие машины работают от переменного тока с частотой вращения якоря, не равной пульсации магнитного поля. Поэтому их еще называют индукционными. Ротор приводится в движение за счет взаимодействия электрического тока в катушках с магнитным полем.

Когда во вспомогательной обмотке отсутствует напряжение, устройство находится в состоянии покоя. Как только на контактах статора появляется электрический ток, образуется постоянное в пространстве магнитное поле с пульсацией +Ф и -Ф. Его можно представить в виде следующей формулы:

nпр = nобр = f1 × 60 ÷ p = n1

где:

nпр — количество оборотов, которое совершает магнитное поле в прямом направлении, об/мин;

nобр — число оборотов поля в обратном направлении, об/мин;

f1 — частота пульсации электрического тока, Гц;

p — количество полюсов;

n1 — общее число оборотов в минуту.

Испытывая пульсации магнитного поля, ротор получает начальное движение. По причине неоднородности воздействия потока, он будет развиваться крутящий момент. По закону индукции, в короткозамкнутой обмотке образуется электродвижущая сила, которая генерирует ток. Его частота пропорциональна скольжению ротора. Благодаря взаимодействию электрического тока с магнитным полем создается крутящий момент вала.

Для расчетов производительности существуют три формулы мощности асинхронного электродвигателя. По сдвигу фаз используют

S = P ÷ cos (alpha), где:

S — полная мощность, измеряемая в Вольт-Амперах.

P — активная мощность, указываемая в Ваттах.

alpha — сдвиг фаз.

Под полной мощностью понимаются реальный показатель, а под активной — расчетный.

Виды электродвигателей

По источнику питания приводы разделяют на работающие от:

  • Постоянного тока.
  • Переменного тока.

По принципу работы их, в свою очередь, делят на:

  • Коллекторные.
  • Вентильные.
  • Асинхронные.
  • Синхронные.

Вентильные двигатели не относят к отдельному классу, так как их устройство является вариацией коллекторного привода. В их конструкцию входит электронный преобразователь и датчик положения ротора. Обычно их интегрируют вместе с платой управления. За их счет происходит согласованная коммутация якоря.

Синхронные и асинхронные двигатели работают исключительно от переменного тока. Управление оборотами происходит с помощью сложной электроники. Асинхронные делятся на:

  • Трехфазные.
  • Двухфазные.
  • Однофазные.

Теоретическая формула мощности трехфазного электродвигателя при соединении в звезду или треугольником

P = 3 * Uф * Iф * cos(alpha).

Однако для линейных значений напряжения и тока она выглядит как

P = 1,73 × Uф × Iф × cos(alpha).

Это будет реальный показатель, сколько мощности двигатель забирает из сети.

Синхронные подразделяются на:

  • Шаговые.
  • Гибридные.
  • Индукторные.
  • Гистерезисные.
  • Реактивные.

В своей конструкции шаговые двигатели имеют постоянные магниты, поэтому их не относят к отдельной категории. Управление работой механизмов производится с помощью частотных преобразователей. Существуют также универсальные двигатели, которые функционируют от постоянного и переменного тока.

Общие характеристики двигателей

Все моторы имеют общие параметры, которые используются в формуле определения мощности электродвигателя. На их основе можно рассчитать свойства машины. В разной литературе они могут называться по-разному, но означают они одно и то же. В список таких параметров входит:

  • Крутящий момент.
  • Мощность двигателя.
  • Коэффициент полезного действия.
  • Номинальное количество оборотов.
  • Момент инерции ротора.
  • Расчетное напряжение.
  • Электрическая константа времени.

Вышеуказанные параметры необходимы, прежде всего, для определения эффективности электрических установок, работающих за счет механической силы двигателей. Расчетные величины дают лишь приблизительное представление о реальных характеристиках изделия. Однако эти показатели часто используют в формуле мощность электродвигателя. Именно она определяет результативность машин.

Вращательный момент

Этот термин имеет несколько синонимов: момент силы, момент двигателя, Вращательный момент, вертящий момент. Все они используются для обозначения одного показателя, хотя с точки зрения физики эти понятия не всегда тождественны.

В целях унификации терминологии были разработаны стандарты, которые приводят все к единой системе. Поэтому в технической документации всегда используются словосочетание «крутящий момент». Он представляет собой векторную физическую величину, которая равна произведению векторных значений силы и радиуса. Вектор радиуса проводится от оси вращения к точке приложенной силы. С точки зрения физики разница между крутящим и вращательным моментом заключается в точке прикладывания силы. В первом случае это внутреннее усилие, во втором — внешнее. Измеряется величина в ньютон-метрах. Однако в формуле мощности электродвигателя крутящий момент используется как основное значение.

Рассчитывается он как

M = F × r, где:

M — крутящий момент, Нм;

F — прикладываемая сила, H;

r — радиус, м.

Для расчета номинального вращающего момента привода используют формулу

Мном = 30Рном ÷ pi × нном, где:

Рном — номинальная мощность электрического двигателя, Вт;

нном — номинальное число оборотов, мин-1.

Соответственно, формула номинальной мощности электродвигателя бедует выглядеть следующим образом:

Рном = Мном * pi*нном / 30.

Обычно все характеристики указаны в спецификации. Но бывает, что приходится работать с совершенно новыми установками, информацию о которых найти очень сложно. Для расчета технических параметров таких устройств берут данные их аналогов. Также всегда известны только номинальные характеристики, которые даются в спецификации. Реальные данные необходимо рассчитывать самостоятельно.

Мощность двигателя

В общем смысле данный параметр представляет собой скалярную физическую величину, которая выражена в скорости потребления или преобразования энергии системы. Он показывает, какую работу механизм выполнит за определенную единицу времени. В электротехнике характеристика отображает полезную механическую мощность на центральном вале. Для обозначения показателя используют литеру P или W. Основной единицей измерения является Ватт. Общая формула расчета мощности электродвигателя может быть представлена как:

P = dA ÷ dt, где:

A — механическая (полезная) работа (энергия), Дж;

t — затраченное время, сек.

Механическая работа также является скалярной физической величиной, выражаемой действием силы на объект, и зависящей от направления и перемещения этого объекта. Она представляет собой произведение вектора силы на путь:

dA = F × ds, где:

s — пройденное расстояние, м.

Она выражает дистанцию, которую преодолеет точка приложенной силы. Для вращательных движений она выражается как:

ds = r × d(teta), где:

teta — угол оборота, рад.

Таким образом можно вычислить угловую частоту вращения ротора:

omega = d(teta) ÷ dt.

Из нее следует формула мощности электродвигателя на валу: P = M × omega.

Коэффициент полезного действия электромотора

КПД — это характеристика, которая отражает эффективность работы системы при преобразовании энергии в механическую. Выражается отношением полезной энергии к потраченной. По единой системе единиц измерений он обозначается как «eta» и является безразмерным значением, исчисляемым в процентах. Формула КПД электродвигателя через мощность:

eta = P2 ÷ P1, где:

P1 — электрическая (подаваемая) мощность, Вт;

P2 — полезная (механическая) мощность, Вт;

Также он может быть выражен как:

eta = A ÷ Q × 100 %, где:

A — полезная работа, Дж;

Q — затраченная энергия, Дж.

Чаще коэффициент вычисляют по формуле потребляемой мощности электродвигателя, так как эти показатели всегда легче измерить.

Снижение эффективности работы электродвигателя происходит по причине:

  • Электрических потерь. Это происходит в результате нагрева проводников от прохождения по ним тока.
  • Магнитных потерь. Вследствие излишнего намагничивания сердечника появляется гистерезис и вихревые токи, что важно учитывать в формуле мощности электродвигателя.
  • Механических потерь. Они связаны с трением и вентиляцией.
  • Дополнительных потерь. Они появляются из-за гармоник магнитного поля, так как статор и ротор имеют зубчатую форму. Также в обмотке присутствуют высшие гармоники магнитодвижущей силы.

Следует отметить, что КПД является одним из самых важных компонентов формулы расчета мощности электродвигателя, так как позволяет получить цифры, наиболее приближенные к действительности. В среднем этот показатель варьирует от 10% до 99%. Она зависит от конструктивного устройства механизма.

Номинальное количество оборотов

Еще одним ключевым показателем электромеханических характеристик двигателя является частота вращения вала. Он выражается в числе оборотов в минуту. Часто его используют в формуле мощности электродвигателя насоса, чтобы узнать его производительность. Но необходимо помнить, что показатель всегда разный для холостого хода и работы под нагрузкой. Показатель представляет физическую величину, равной количеству полных оборотов за некий промежуток времени.

Расчетная формула частоты оборотов:

n = 30 × omega ÷ pi, где:

n — частота вращения двигателя, об/мин.

Для того, чтобы найти мощность электродвигателя по формуле оборотистости вала, необходимо привести ее к расчету угловой скорости. Поэтому P = M × omega будет выглядеть следующим образом:

P = M × (2pi × n ÷ 60) = M × (n ÷ 9,55), где

t = 60 секунд.

Момент инерции

Этот показатель представляет собой скалярную физическую величину, которая отражает меру инертности вращательного движения вокруг собственной оси. При этом масса тела является величиной его инертности при поступательном движении. Основная характеристика параметра выражена распределением масс тела, которая равна сумме произведений квадрата расстояния от оси до базовой точки на массы объекта.В Международной системе единиц измерения он обозначается как кг·м2 и имеет рассчитывается по формуле:

J = ∑ r2 × dm, где

J — момент инерции, кг·м2 ;

m — масса объекта, кг.

Моменты инерции и силы связаны между собой соотношением:

M — J × epsilon, где

epsilon — угловое ускорение, с-2.

Показатель рассчитывается как:

epsilon = d(omega) × dt.

Таким образом, зная массу и радиус ротора, можно рассчитать параметры производительности механизмов. Формула мощности электродвигателя включает в себя все эти характеристики.

Расчетное напряжение

Его еще называют номинальным. Оно представляет собой базовое напряжение, представленное стандартным набором вольтажа, которые определяется степенью изоляции электрического оборудования и сети. В действительности оно может отличаться в разных точках оборудования, но не должно превышать предельно допустимых норм рабочих режим, рассчитанных на продолжительное функционирование механизмов.

Для обычных установок под номинальным напряжением понимают расчетные величины, для которых они предусмотрены разработчиком в нормальном режиме работы. Перечень стандартного вольтажа сети предусмотрен в ГОСТ. Эти параметры всегда описаны в технических характеристиках механизмов. Для расчета производительности используют формулу мощности электродвигателя по току:

P = U × I.

Электрическая константа времени

Представляет собой время, необходимое для достижения уровня тока до 63 % после подачи напряжения на обмотки привода. Параметр обусловлен переходными процессами электромеханических характеристик, так как они быстротечны ввиду большого активного сопротивления. Общая формула расчета постоянной времени:

te = L ÷ R.

Однако электромеханическая константа времени tm всегда больше электромагнитной te. Первый параметр получается из уравнения динамических характеристики двигателя при сохранении условии, когда ротор разгоняется с нулевой скоростью до максимальных оборотов холостого хода. В этом случае уравнение принимает вид

M = Mст + J × (d(omega) ÷ dt), где

Mст = 0.

Отсюда получаем формулу:

M = J × (d(omega) ÷ dt).

По факту электромеханическую константу времени рассчитывают по пусковому момент — Mп. Механизм, работающий в идеальных условиях, с прямолинейными характеристиками будем иметь формулу:

M = Mп × (1 — omega ÷ omega0), где

omega0 — скорость на холостом ходу.

Такие расчеты используют в формуле мощности электродвигателя насоса, когда ход поршня напрямую зависит от оборотистости вала.

Основные формулы расчета мощности двигателей

Для вычисления реальных характеристик механизмов всегда нужно учитывать много параметров. в первую очередь нужно знать, какой ток подается на обмотки электродвигателя: постоянный или переменный. Принцип их работы отличается, следовательно, отличаются метод вычислений. Если упрощенный вид расчета мощности привода выглядит как:

Pэл = U × I, где

I — сила тока, А;

U — напряжение, В;

Pэл — подведенная электрическая мощность. Вт.

В формуле мощности электродвигателя переменного тока необходимо также учитывать сдвиг фаз (alpha). Соответственно, расчеты для асинхронного привода выглядят как:

Pэл = U × I × cos(alpha).

Кроме активной (подведенной) мощности существует также:

  • S — реактивная, ВА. S = P ÷ cos(alpha).
  • Q — полная, ВА. Q = I × U × sin(alpha).

В расчетах также необходимо учитывать тепловые и индукционные потери, а также трение. Поэтому упрощенная модель формулы для электродвигателя постоянного тока выглядит как:

Pэл = Pмех + Ртеп +Ринд + Ртр, где

Рмех — полезная вырабатываемая мощность, Вт;

Ртеп — потери на образование тепла, ВТ;

Ринд — затраты на заряд в индукционной катушке, Вт;

Рт — потери в результате трения, Вт.

Заключение

Электродвигатели находят применение практически во всех областях жизни человека: в быту, в производстве. Для правильного использования привода необходимо знать не только его номинальные характеристики, но и реальные. Это позволит повысить его эффективность и снизить затраты.

Как рассчитать потребляемую мощность двигателя

В этой статье мы разберем, что такое мощность трехфазного асинхронного двигателя и как ее рассчитать.

Понятие мощности электродвигателя

Мощность – пожалуй, самый важный параметр при выборе электродвигателя. Традиционно она указывается в киловаттах (кВт), у импортных моделей – в киловаттах и лошадиных силах (л.с., HP, Horse Power). Для справки: 1 л.с. приблизительно равна 0,75 кВт.

На шильдике двигателя указана номинальная полезная (отдаваемая механическая) мощность. Это та мощность, которую двигатель может отдавать механической нагрузке с заявленными параметрами без перегрева. В формулах номинальная механическая мощность обозначается через Р2.

Электрическая (потребляемая) мощность двигателя Р1 всегда больше отдаваемой Р2, поскольку в любом устройстве преобразования энергии существуют потери. Основные потери в электродвигателе – механические, обусловленные трением. Как известно из курса физики, потери в любом устройстве определяются через КПД (ƞ), который всегда менее 100%. В данном случае справедлива формула:

Р2 = Р1 · ƞ

КПД в двигателях зависит от номинальной мощности – у маломощных моделей он может быть менее 0,75, у мощных превышает 0,95. Приведенная формула справедлива для активной потребляемой мощности. Но, поскольку электродвигатель является активно-реактивной нагрузкой, для расчета полной потребляемой мощности S (с учетом реактивной составляющей) нужно учитывать реактивные потери. Реактивная составляющая выражается через коэффициент мощности (cosϕ). С её учетом формула номинальной мощности двигателя выглядит так:

Р2 = Р1 · ƞ = S · ƞ · cosϕ

Мощность и нагрев двигателя

Номинальная мощность обычно указывается для температуры окружающей среды 40°С и ограничена предельной температурой нагрева. Поскольку самым слабым местом в двигателе с точки зрения перегрева является изоляция, мощность ограничивается классом изоляции обмотки статора. Например, для наиболее распространенного класса изоляции F допустимый нагрев составляет 155°С при температуре окружающей среды 40°С.

В документации на электродвигатели приводятся данные, из которых видно, что номинальная мощность двигателя падает при повышении температуры окружающей среды. С другой стороны, при должном охлаждении двигатели могут длительное время работать на мощности выше номинала.

Мы рассмотрели потребляемую и отдаваемую мощности, но следует сказать, что реальная рабочая потребляемая мощность P (мощность на валу двигателя в данный момент) всегда должна быть меньше номинальной:

Р 2 1

Это необходимо для предотвращения перегрева двигателя и наличия запаса по перегрузке. Кратковременные перегрузки допустимы, но они ограничены прежде всего нагревом двигателя. Защиту двигателя по перегрузке также желательно устанавливать не по номинальному току (который прямо пропорционален мощности), а исходя из реального рабочего тока.

Современные производители в основном выпускают двигатели из ряда номиналов: 1,5, 2,2, 5,5, 7,5, 11, 15, 18,5, 22 кВт и т.д.

Расчет мощности двигателя на основе измерений

На практике мощность двигателя можно рассчитать, прежде всего, исходя из рабочего тока. Ток измеряется токовыми клещами в максимальном рабочем режиме, когда рабочая мощность приближается к номинальной. При этом температура корпуса двигателя может превышать 100 °С, в зависимости от класса нагревостойкости изоляции.

Измеренный ток подставляем в формулу для расчета реальной механической мощности на валу:

Р = 1,73 · U · I · cosϕ · ƞ, где

  • U – напряжение питания (380 или 220 В, в зависимости от схемы подключения – «звезда» или «треугольник»),
  • I – измеренный ток,
  • cosϕ и ƞ – коэффициент мощности и КПД, значения которых можно принять равными 0,8 для маломощных двигателей (менее 5,5 кВт) или 0,9 для двигателей мощностью более 15 кВт.

Если нужно найти номинальную мощность двигателя, то полученный результат округляем в бОльшую сторону до ближайшего значения из ряда номиналов.

Р2 > Р

Если необходимо рассчитать потребляемую активную мощность, используем следующую формулу:

Р1 = 1,73 · U · I · ƞ

Именно активную мощность измеряют счетчики электроэнергии. В промышленности для измерения реактивной (и полной мощности S) применяют дополнительное оборудование. При данном способе можно не использовать приведенную формулу, а поступить проще – если двигатель подключен в «звезду», измеренное значение тока умножаем на 2 и получаем приблизительную мощность в кВт.

Расчет мощности при помощи счетчика электроэнергии

Этот способ прост и не требует дополнительных инструментов и знаний. Достаточно подключить двигатель через счетчик (трехфазный узел учета) и узнать разницу показаний за строго определенное время. Например, при работе двигателя в течении часа разница показаний счетчика будет численно равна активной мощности двигателя (Р1). Но чтобы получить номинальную мощность Р2, нужно воспользоваться приведенной выше формулой.

Другие полезные материалы:
Степени защиты IP
Трехфазный двигатель в однофазной сети
Типичные неисправности электродвигателей

Мощности в энергетике

В электроэнергетике под понятием «мощность», в зависимости от того какая она, понимается много разных величин.

Давайте попробуем их систематизировать и разобраться чем они отличаются друг от друга.

Максимальная мощность —  наибольшая величина мощности, определенная к одномоментному использованию энергопринимающими устройствами (объектами электросетевого хозяйства) в соответствии с документами о технологическом присоединении и обусловленная составом энергопринимающего оборудования (объектов электросетевого хозяйства) и технологическим процессом потребителя, в пределах которой сетевая организация принимает на себя обязательства обеспечить передачу электрической энергии, исчисляемая в мегаваттах.

Если потребитель включил все свои энергопринимающие устройства, то за час его потребление не должно превышать величины максимальной мощности, установленной в Акте об осуществлении технологического присоединения (Акте разграничения балансовой принадлежности). В пределах максимальной мощности и не изменяя схему внешнего электроснабжения потребитель может осуществлять свое потребление не согласовывая его с сетевой организацией или гарантирующим поставщиком (энергосбытовой организацией).

За превышение максимальной мощности законодательством предусмотрены серьезные санкции.

Порядок определения превышения максимальной мощности (превышение за месяц, за час или мгновенное превышение) в настоящее время законодательно не урегулирован.

Увеличить объем максимальной мощности или изменить схему внешнего электроснабжение можно с помощью процедуры технологического присоединения.

Разрешенная мощность — в настоящее время такой термин в законодательстве отсутствует. Часто его используют как синоним максимальной мощности.

Присоединенная мощность — совокупная величина номинальной мощности присоединенных к электрической сети (в том числе опосредованно) трансформаторов и энергопринимающих устройств потребителя электрической энергии, исчисляемая в мегавольт-амперах.

Это определение утратило силу при утверждении Правил розничных рынков электроэнергии (Постановления Правительства от 04.05.2012 г. №442). Однако на оптовом рынке до сих пор присоединенная мощность используется. Например, при определении необходимости оборудования точек поставки «транзитных потребителей» системой коммерческого учета, соответствующей требованиям оптового рынка электроэнергии. Для совокупности точек поставки, величина присоединенной мощности которых меньше 2,5% от присоединенной мощности предприятия достаточно создание технического учета.

Хоть определение присоединенной мощности на данный момент и отсутствует, под ней понимается трансформаторная мощность потребителя, то есть мощность вводных трансформаторов, определяемая в мегавольт-амперах.

Сетевая мощность — в законодательстве нет понятия сетевой мощности. Вместо этого короткого определения используется следующее: объем услуг по передаче электрической энергии, оплачиваемых потребителем электрической энергии (мощности) за расчетный период по ставке, отражающей удельную величину расходов на содержание электрических сетей, двухставочной цены (тарифа) на услуги по передаче электрической энергии. Так что для краткости, всё-таки предлагаю использовать более кратное определение.

Сетевая мощность — это объем мощности оплачиваемой потребителями, применяющими в расчетах за услуги по передаче электрической энергии двухставочный тариф. Объем сетевой мощности умножается на ставку на содержание объектов электросетевого хозяйства.

Объем сетевой мощности —  равен среднему арифметическому значению из максимальных значений в каждые рабочие сутки расчетного периода из суммарных по всем точкам поставки на соответствующем уровне напряжения, относящимся к энергопринимающему устройству (совокупности энергопринимающих устройств) потребителя электрической энергии (мощности) почасовых объемов потребления электрической энергии в установленные системным оператором плановые часы пиковой нагрузки.

Как правило, прочитав определение выше, никто не понимает как всё-таки определяется объем сетевой мощности. Поэтому на energo.blog есть статья «Расчет объема сетевой мощности» где приведен пошаговый алгоритм.

Покупная мощность (потребленная, оптовая). На оптовом рынке электрической энергии и мощности торгуются два товара — электрическая энергия и мощность. Если при оплате сетевой мощности потребитель компенсирует сетевой организации затраты на содержание объектов электросетевого хозяйства, то оплачивая покупную мощность, потребитель платит производителям электроэнергии на оптовом рынке за генерирующее оборудование, на котором возможно производить электрическую энергию.

То есть еще раз и грубо:

  • Сетевая мощность — плата за столбы, ЛЭП и трансформаторы
  • Покупная мощность — плата за турбины и энергоблоки.

Объем покупной мощности — равен среднему за месяц из значений потребления предприятия в часы пиковой нагрузки, в которые наблюдалось максимальное совокупное потребление по субъекту Российской Федерации, в котором находится предприятие.

Пошаговый алгоритм также описан в статье Расчет объема покупной (потребленной) мощности.

Принципиальное отличие в расчете покупной и сетевой мощности состоит в том, что для сетевой мощности определяется максимальное потребление в часы пиковой нагрузки самого предприятия, а для покупной мощности берется час максимальной нагрузки региона и потребление именно в этот час принимается для расчета.

Таким образом, в данный день величина электроэнергии для расчета покупной мощности может быть равной сетевой (если собственный пик совпадает с пиков региона), либо величина электроэнергии для расчета покупной мощности будет меньшей, чем величина электроэнергии для расчета сетевой мощности (если пики не совпадают). Таким образом, объем оплачиваемой покупной мощности для предприятия будет всегда меньше, чем объем сетевой мощности.

Резервируемая максимальная мощность (резервируемая мощность) — рассчитывается как разность между максимальной мощностью и сетевой мощностью. Определяется для потребителей с максимальной мощностью не менее 670 кВт.  В настоящее время доводится до потребителей в информационных целях в счетах на оплату электроэнергии. ПАО «Россети» активно продвигают законопроект, согласно которому потребители вынуждены будут оплачивать резервируемую максимальную мощность, если она составляет более 40%, а затем вообще планируется переход на оплату услуг по передаче исходя из максимальной мощности. На дату написания статьи законопроект не принят.

Заявленная мощность — величина мощности, планируемой к использованию в предстоящем расчетном периоде регулирования, применяемая в целях установления тарифов на услуги по передаче электрической энергии и исчисляемая в мегаваттах.

То есть заявленная мощность используется только для расчетов между сетевыми организациями по индивидуальным тарифам на услуги по передаче электрической энергии. У потребителей электрической энергии применение заявленной мощности не законно.

Установленная мощность — электрическая мощность объектов по производству электрической и тепловой энергии на момент введения в эксплуатацию соответствующего генерирующего объекта.

Располагаемая мощность — максимальная технически возможная мощность электростанции с учетом ограничений и допустимого превышения над установленной мощностью отдельных агрегатов.

Потребители оплачивают генераторам объемы располагаемой мощности. Но не стоит сравнивать объемы располагаемой и покупной мощности — они не соответствуют из-за того, что в энергосистеме должен поддерживаться резерв генерирующих мощностей. Генераторы должны удовлетворить не только спрос на фактическую мощность, но и обеспечить надежное электроснабжение в том числе при незапланированном увеличении спроса, а также при аварийных ситуациях в энергосистеме. Из-за этого располагаемая мощность больше покупной на коэффициент резервирования мощности, который как правило составляет 1,5-2.

 

Удельная мощность | Статья об удельной мощности от The Free Dictionary

Если есть какие-то исключительные обстоятельства, их следует искать в конкретных мощностях, на которых основано это общее заявление. С 162,7 л.с. / л Urus претендует на одну из самых высоких удельных мощностей в своем классе и лучшее соотношение веса к мощности. Передаточное отношение 3,38 кг / л. с. Электродвигатели для электромобилей должны иметь такие важные атрибуты, как простая конструкция, высокая удельная мощность, низкие затраты на техническое обслуживание и надежное управление.«Acciona Agua была выбрана SWCC в качестве подрядчика из-за высокоэффективной конструкции, которая позволяет нам предлагать конкурентоспособную цену, оптимизировать эксплуатационные расходы и снижать удельное энергопотребление. Награда была присуждена цементному заводу Nuvoco Jojobera (JCP) за демонстрацию постоянное совершенствование производства за счет снижения затрат на удельное энергопотребление (SPC) и удельное потребление тепла (SHC), повышение производительности за счет использования добавок для цементирования и логистики завода, например, увеличение объемов дорожных перевозок за последние несколько лет.Итак, если правительство может проводить такие военные операции без объявления военного положения, Кольменарес спросил, какого рода конкретные полномочия или каких достижений хочет правительство, чтобы на Минданао по-прежнему требовалось ввести военное положение на один год. рабочие характеристики оригинального LaFerrari, оснащенного двигателем V12 800 cv (с удельной выходной мощностью 128 cv / л) в сочетании с электродвигателем мощностью 120 кВт (163 cv), развивая в общей сложности 963 cv. Рисунок 4 показывает трение в сравнении с нормализованным удельная мощность для материала колодки A, 54 [см.sup.2] площадь, инерция 80 [кг-м.sup.2]. Удельная мощность и удельная мощность ячеек составляют более 1270 Вт / кг и 2770 Вт / л, соответственно. С 150PS на кране, новая версия бензинового агрегата Turbo ECOTEC на турнире Grand Slam может похвастаться удельной мощностью, превышающей 100 л.с. / литр, и был специально разработан для Grand Slam. Новая версия бензинового агрегата Turbo ECOTEC с мощностью 150 л.с. на кране может похвастаться удельной мощностью, превышающей 100 л.с. / литр и был разработан специально для турниров Большого шлема.Это должно включать тестирование с конкретным источником питания, таким как аккумулятор, основные соединения переменного тока или и то, и другое;

Что такое мощность? | Проект ChinaPower

То, как ChinaPower отвечает на эти вопросы, связано с нашей миссией по предоставлению широкой аудитории интерактивных инструментов, предназначенных для информирования дискуссий о мощи Китая. Конечно, есть и другие способы рассмотрения власти. Мы не стремимся предложить универсальное определение власти, а, скорее, предлагаем описание того, как концепция власти соотносится с проблемами, исследуемыми ChinaPower.

Страны не существуют в изолированном пузыре. Они постоянно взаимодействуют (или предпочитают не взаимодействовать) с другими странами, многосторонними организациями и негосударственными субъектами как прямо, так и косвенно. Это постоянное взаимодействие требует, чтобы власть рассматривалась как нечто большее, чем совокупность ресурсов, таких как материальное богатство и промышленный потенциал, которые способствуют укреплению власти страны. Власть — это не просто ресурсы, которыми располагает страна. Ресурсы должны эффективно управляться и использоваться для обеспечения соблюдения интересов государства в международной системе.

Power устанавливает параметры для каждого действия или набора действий между политическими образованиями. В этом смысле власть и политика взаимосвязаны. Варианты, доступные политикам, ограничены относительным распределением власти. Великие державы имеют больше возможностей для выбора политики, чем более мелкие. Как развивающийся региональный лидер и зарождающаяся глобальная держава, изучение силы Китая имеет решающее значение для понимания меняющейся природы глобальной политики.

Тогда что такое сила? Проще говоря, власть — это способность политических субъектов определять результаты в международной системе.Поскольку страны связаны между собой географической близостью, транснациональной торговлей, международными организациями или другими способами, достижение желаемого результата требует способности обусловливать поведение других.

Это формирование поведения зависит от контекста. Страна может обладать огромной экономической мощью, но ограниченной военной мощью. Точно так же региональный лидер может обнаружить, что его военная доблесть значительно упала за пределами своего географического соседства. Власть также различается по способу ее использования.Иногда результаты могут быть сформированы одним лишь влиянием. В остальных случаях нужна сила.

Понимание пересечения китайского влияния и возможностей может быть достигнуто путем изучения пяти широких категорий власти. Первые две категории — военная мощь и экономическое влияние — часто обсуждаются в международных отношениях. Три менее обсуждаемых фактора — уровень технологического прогресса, социальная стабильность и международный имидж — также имеют решающее значение при обсуждении власти. Эти пять взаимосвязанных векторов расширяют стандартное различие между жесткой и мягкой силой, позволяя ChinaPower разрабатывать вопросы, основанные как минимум на одной, а зачастую и на большем количестве из этих категорий.Учитывая подвижность власти, наши вопросы также исследуют связи между этими различными формами власти.

Как и любая другая страна, Китаю нужна сила, чтобы отстаивать свои национальные интересы. Мы намерены предоставить основу для изучения того, как китайское правительство использует влияние и возможности Китая для наращивания мощи Китая. ChinaPower предоставляет инструменты, анализ и мнения экспертов, необходимые для ответа на вопрос: «Что такое сила в контексте Китая?»

A Базовый обзор технологии топливных элементов


Основные сведения о топливных элементах

Через этот сайт мы ищем исторические материалы относящиеся к топливным элементам.Мы построили площадку для сбора информация от людей, уже знакомых с технологиями, таких как изобретатели, исследователи, производители, электрики и маркетологи. Этот раздел Основы представляет общий обзор топливных элементов для случайных посетителей.

Что такое топливный элемент?

Топливный элемент — это устройство, которое генерирует электричество путем химической реакции. Каждый топливный элемент имеет два электрода, называемых соответственно анодом и катодом.На электродах протекают реакции, производящие электричество.

Каждый топливный элемент также имеет электролит, который несет электрически заряженные частицы. от одного электрода к другому, и катализатор, который ускоряет реакции на электроды.

Основным топливом является водород, но для топливных элементов также требуется кислород. Одно большое обращение топливные элементы заключается в том, что они вырабатывают электричество с очень небольшим загрязнением — большая часть водород и кислород, используемые для производства электроэнергии, в конечном итоге объединяются, чтобы сформировать безвредный побочный продукт, а именно вода.

Одна деталь терминологии: один топливный элемент генерирует крошечное количество прямого ток (DC) электричество. На практике многие топливные элементы обычно собираются в стек. Ячейка или стопка, принципы те же.

Верх

Как работают топливные элементы?

Назначение топливного элемента — производить электрический ток, который может быть направлен вне клетки для выполнения работы, такой как включение электродвигателя или освещение лампочка или город.Из-за того, как ведет себя электричество, этот ток возвращается к топливный элемент, замыкая электрическую цепь. (Чтобы узнать больше об электричестве и электроэнергии, посетите страницу «Throw The Switch» на сайте Смитсоновского института Powering a Генерация изменений.) Химические реакции, которые производят этот ток, являются ключевыми. как работает топливный элемент.

Существует несколько видов топливных элементов, каждый из которых работает по-своему. Но в общие термины, атомы водорода входят в топливный элемент на аноде, где происходит химическая реакция лишает их электронов.Атомы водорода теперь «ионизированы» и несут положительный электрический заряд. Отрицательно заряженные электроны обеспечивают ток через провода делать работу. Если необходим переменный ток (AC), DC выход топливного элемента должен быть направлен через устройство преобразования, называемое инвертор.


Графика Марка Маршалла, Schatz Центр энергетических исследований

Кислород попадает в топливный элемент на катод, а в некоторых типах ячеек (например, показанный выше) он объединяет с электронами, возвращающимися из электрическая цепь и ионы водорода, которые прошли через электролит из анод.В других типах клеток кислород захватывает электроны, а затем проходит через них. электролит к аноду, где он соединяется с ионами водорода.

Электролит играет ключевую роль. Он должен пропускать только соответствующие ионы. между анодом и катодом. Если бы свободные электроны или другие вещества могли путешествовать через электролит они нарушили бы химическую реакцию.

Будь то соединяются на аноде или катоде, вместе водород и кислород образуют воду, которая стекает из клетки.Пока топливный элемент снабжен водородом и кислородом, он будет генерировать электричество.

Еще лучше, поскольку топливные элементы создают электричество химическим путем, а не путем сжигания, они не подчиняются термодинамическим законам, которые ограничивают обычную электростанцию (см. «Предел Карно» в глоссарии). Следовательно, топливные элементы более эффективны в извлечение энергии из топлива. Также можно использовать отходящее тепло от некоторых клеток, еще больше повышая эффективность системы.

Верх

Так почему я не могу пойти и купить топливный элемент?

Возможно, несложно проиллюстрировать базовую работу топливного элемента. Но строительство недорогие, эффективные и надежные топливные элементы — дело гораздо более сложное.

Ученые и изобретатели разработали множество различных типов и размеров топливных элементов. в поисках большей эффективности, и технические детали каждого типа различаются. Многие из вариантов, с которыми сталкиваются разработчики топливных элементов, ограничиваются выбором электролит.Например, конструкция электродов и материалы, из которых изготовлены они зависят от электролита. Сегодня основными типами электролитов являются щелочные, расплавленные. карбонат, фосфорная кислота, протонообменная мембрана (PEM) и твердый оксид. Первое три — жидкие электролиты; последние два — твердые тела.

Тип топлива также зависит от электролита. Некоторым клеткам нужен чистый водород, и поэтому требуется дополнительное оборудование, такое как «риформер», для очистки топлива.Другие клетки может переносить некоторые примеси, но для эффективной работы может потребоваться более высокая температура. В некоторых ячейках циркулируют жидкие электролиты, для чего требуются насосы. Тип электролит также определяет рабочую температуру ячейки — «расплавленные» карбонатные ячейки работают горячий, как следует из названия.

Каждый тип топливных элементов имеет преимущества и недостатки по сравнению с другими, и ни один все же достаточно дешев и эффективен, чтобы широко заменить традиционные способы генерации электростанции, такие как угольные, гидроэлектростанции или даже атомные электростанции.

В следующем списке описаны пять основных типов топливных элементов. Более подробный информацию можно найти в этих конкретных областях этого сайта.

Верх

Различные типы топливных элементов.


Рисунок щелочной ячейки.
Щелочные топливные элементы работают на сжатый водород и кислород. Обычно они используют раствор гидроксида калия. (химически КОН) в воде в качестве электролита.КПД составляет около 70 процентов, а рабочая температура составляет от 150 до 200 градусов C (от 300 до 400 градусов по Фаренгейту). Ячейка мощность варьируется от 300 Вт (Вт) до 5 киловатт (кВт). Щелочные ячейки использовались в Космический корабль «Аполлон» для обеспечения как электричеством, так и питьевой водой. Они требуют чистого однако водородное топливо и катализаторы на основе платиновых электродов дороги. А также как любая емкость, наполненная жидкостью, они могут протекать.

Чертеж электролизера карбоната
Топливные элементы с расплавленным карбонатом (MCFC) используют высокотемпературные соединения соли (например, натрия или магния) карбонаты (химически, CO 3 ) как электролит.Эффективность колеблется от 60 до 80 процентов, а рабочая температура составляет около 650 градусов C (1200 градусов F). Построены блоки мощностью до 2 мегаватт (МВт), и существуют конструкции для блоков до 100 МВт. Высокая температура ограничивает ущерб от углерода монооксидное «отравление» ячейки и отработанное тепло можно переработать для получения дополнительных электричество. Их никелевые электроды-катализаторы недороги по сравнению с платиновыми. используется в других камерах. Но высокая температура также ограничивает материалы и безопасность использования. MCFC — они, вероятно, были бы слишком горячими для домашнего использования.Кроме того, карбонат-ионы из в реакциях расходуется электролит, поэтому необходимо вводить углекислый газ компенсировать.

Топливные элементы с фосфорной кислотой (PAFC) используют фосфорную кислоту в качестве электролита. КПД составляет от 40 до 80 процентов, а рабочая температура — от 150 до 200 градусов по Цельсию (от 300 до 400 градусов по Фаренгейту). Существующие клетки фосфорной кислоты имеют мощностью до 200 кВт, испытаны блоки мощностью 11 МВт. PAFCs терпят углерод концентрация монооксида около 1.5 процентов, что расширяет выбор топлива, которое они можно использовать. Если используется бензин, необходимо удалить серу. Платиновые электроды-катализаторы необходимы, а внутренние части должны выдерживать воздействие коррозионной кислоты.


Рисунок того, как работают топливные элементы на основе фосфорной кислоты и PEM.

Протонообменная мембрана (PEM) топливные элементы работают с полимерным электролитом в виде тонкого проницаемого листа.КПД составляет от 40 до 50 процентов, а рабочая температура составляет около 80 градусов Цельсия. (около 175 градусов по Фаренгейту). Мощность ячеек обычно составляет от 50 до 250 кВт. Твердый, гибкий электролит не протекает и не трескается, и эти элементы работают при достаточно низкой температура, чтобы сделать их пригодными для дома и автомобилей. Но их топливо должно быть очищено, Платиновый катализатор используется с обеих сторон мембраны, что увеличивает затраты.


Чертеж твердооксидной ячейки
Использование твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ) твердое керамическое соединение оксидов металлов (например, кальция или циркония) (химически, О 2 ) как электролит.КПД составляет около 60 процентов, а рабочие температуры около 1000 градусов по Цельсию (около 1800 градусов по Фаренгейту). Мощность ячеек до 100 кВт. На таком высоком температурам не требуется риформинг для извлечения водорода из топлива и отходов тепло можно использовать повторно для получения дополнительной электроэнергии. Однако высокая температура ограничивает области применения блоков ТОТЭ, и они, как правило, довольно большие. Пока твердый электролиты не могут вытекать, они могут треснуть.

Более подробная информация о каждом типе топливных элементов, включая историю и текущие приложения можно найти в соответствующих разделах этого сайта.У нас также есть предоставлен глоссарий технических терминов — ссылка находится вверху каждого страница технологий.

Верх

© 2017 Смитсоновский институт
(Заявление об авторских правах)

Определение мощности от Merriam-Webster

мощность | \ ˈPau̇ (-ə) r \

1a (1) : способность действовать или производить эффект

(2) : способность получать дополнительные базовые удары

(3) : способность действовать в результате или в процессе воздействия

b : юридический или официальный орган, дееспособность или право

2a : обладание контролем, властью или влиянием на других

b : тот, кто обладает такими полномочиями, в частности : суверенное государство

c : контролирующая группа : учреждение — часто используется во фразе власть имущие

d архаичный : сила вооруженных людей

e в основном диалектный : большое количество или количество

3a : физическая мощь

b : умственная или моральная эффективность

c : политический контроль или влияние

5a : количество раз, когда обозначается показателем степени, что число является фактором в продукте 5 к третьей степени 125 также : сам продукт 8 является мощностью 2

6a : источник или средство подачи энергии, особенно : электричество

c : скорость выполнения работы или излучаемая или переданная энергия

9 : вероятность отклонения нулевой гипотезы в статистическом тесте, когда конкретная альтернативная гипотеза оказывается верной

приведено в действие; питание; силы

непереходный глагол

1 : двигаться с помощью движущей силы

2 : двигаться с большой скоростью или силой

1 : управляется механически или электрически, а не вручную автомобиль с механическими замками, электроинструменты

2 : , относящиеся к прочности или использующие ее также играет во власть : сильное чувство 1 сильный критик

3 : , связанное с трапезой, за которой влиятельные люди обсуждают бизнес или политику мощный обед

Полное руководство по различным типам программного обеспечения

Каждый день мы взаимодействуем с программным обеспечением, созданным опытными компаниями-разработчиками программного обеспечения, которое помогает нам выполнять задачи и повышать нашу эффективность.От Microsoft Windows, которая приветствует нас, когда мы включаем компьютер, до браузера, который мы используем для серфинга в Интернете, и приложения на нашем смартфоне, которое подсказывает нам, сколько калорий мы сожгли сегодня! Каждый из этих различных типов программного обеспечения прямо или косвенно помогает нам выполнять повседневные задачи.

Сегодня нам доступно множество передовых технологий и программного обеспечения, которые определяют наш образ жизни и соответствуют нашим меняющимся потребностям. Несметное количество программ и их различия могут ошеломить любого.Особенно, если вы недостаточно хорошо понимаете различные типы доступного программного обеспечения и их пользователей.

Но не волнуйтесь! Это полное руководство по программному обеспечению, их типам и примерам, которое поможет избавиться от всех ваших затруднений. В этой статье вы узнаете, что такое программное обеспечение, каковы его основные типы, способы их использования и приложения. Давайте продолжим чтение, чтобы обсудить функции типов программных приложений и примеры модных типов программного обеспечения, с которыми вы должны быть знакомы.


Различные типы программного обеспечения и их классификация

В первом разделе этой статьи мы начнем с классификации различных типов программного обеспечения. Но перед этим давайте сначала ответим на важный вопрос — что такое программное обеспечение?

Что такое программное обеспечение — определение и примеры программного обеспечения

По определению, программное обеспечение — это компьютерная программа, которая предоставляет инструкции и данные для выполнения команд пользователя. Это незаменимая часть машины, которую вы не видите, но она позволяет вам использовать компьютер… точно так же, как мышь, монитор, жесткий диск и клавиатура помогают вам пользоваться компьютером.

Некоторые распространенные примеры программного обеспечения включают Microsoft Word, Adobe Photoshop, Adobe Reader, Google Chrome, Gmail, Powerpoint, VLC и многие другие подобные компьютерные программы, которые мы часто используем в нашей повседневной жизни. Если бы мы сели, чтобы перечислить все примеры программного обеспечения, список никогда не закончился бы, но что более важно, чем это понять, чем они отличаются друг от друга.

Типы программного обеспечения можно условно разделить на две категории.

Какие два основных типа программного обеспечения?

Два основных типа компьютерного программного обеспечения:

  • Прикладное программное обеспечение
  • Системное программное обеспечение

Принимая во внимание два других типа компьютерного программного обеспечения:

  • Программное обеспечение для программирования
  • Программное обеспечение драйвера
Основные типы программного обеспечения

Часто Программирование и программное обеспечение драйверов рассматриваются как типы системного программного обеспечения.Но в этой статье мы объясним вам каждый из них отдельно. Так что продолжайте читать, чтобы подробно обсудить типы программного обеспечения, их использование и примеры.

Прикладное программное обеспечение

Как пользователь технологии, прикладное программное обеспечение или «приложения» — это то, с чем вы больше всего взаимодействуете. Эти типы компьютерного программного обеспечения являются продуктивными программами для конечных пользователей, которые помогают выполнять задачи. Ниже приведены некоторые примеры прикладного программного обеспечения, которое позволяет выполнять определенную работу:

  • MS Excel: Это программное обеспечение для работы с электронными таблицами, которое вы можете использовать для представления и анализа данных.
  • Photoshop: Это приложение для редактирования фотографий от Adobe. Вы можете использовать его для визуального улучшения, каталогизации и публикации ваших изображений.
  • Skype: Это приложение для онлайн-общения, которое можно использовать для видеочата, голосовых вызовов и обмена мгновенными сообщениями.
Прикладное программное обеспечение

Программные приложения также называют второстепенным программным обеспечением. Они устанавливаются и работают на компьютере по требованию пользователя. Существует множество прикладных программ, которые можно использовать для выполнения различных задач.Количество таких приложений продолжает расти с развитием технологий и растущими потребностями пользователей. Вы можете разделить эти типы программного обеспечения на различные группы, как показано в следующей таблице:

Тип прикладного программного обеспечения Примеры
Программное обеспечение для обработки текста: Инструменты, которые используются для создания текстовых листов и набора текста документы и т. д. Microsoft Word, WordPad, AppleWorks и Блокнот
Программное обеспечение для электронных таблиц: Программное обеспечение, используемое для вычисления количественных данных. Apple Numbers, Microsoft Excel и Quattro Pro
Программное обеспечение базы данных: Используется для хранения данных и сортировки информации. Oracle, MS Access и FileMaker Pro
Наборы приложений: Набор связанных программ, продаваемых в виде пакета. OpenOffice, Microsoft Office
Мультимедийное программное обеспечение: Инструменты, используемые для смешивания аудио, видео, изображений и текстового содержимого. Real Player, Media Player
Коммуникационное программное обеспечение: Инструменты, соединяющие системы и обеспечивающие обмен данными на основе текста, аудио и видео. MS NetMeeting, IRC, ICQ
Интернет-браузеры: Используется для доступа и просмотра веб-сайтов. Netscape Navigator, MS Internet Explorer и Google Chrome
Программы электронной почты: Программное обеспечение, используемое для электронной почты. Microsoft Outlook, Gmail, Apple Mail
Системное программное обеспечение

Системное программное обеспечение помогает пользователю, оборудованию и прикладному программному обеспечению взаимодействовать и функционировать вместе.Эти типы компьютерного программного обеспечения позволяют создать среду или платформу для работы другого программного обеспечения и приложений. Вот почему системное программное обеспечение необходимо для управления всей компьютерной системой.

Системное программное обеспечение

При первом включении компьютера в память изначально загружается системное программное обеспечение. В отличие от прикладного программного обеспечения, системное программное обеспечение не используется такими конечными пользователями, как вы. Он работает только в фоновом режиме вашего устройства на самом базовом уровне, пока вы используете другое прикладное программное обеспечение.Вот почему системное программное обеспечение также называют «программным обеспечением низкого уровня».

Пример системного программного обеспечения

Операционные системы являются примером системного программного обеспечения. Все ваши компьютерные устройства работают под управлением операционной системы, включая ваш настольный компьютер, ноутбук, смартфон, планшет и т. Д. Вот список примеров операционной системы. Давайте посмотрим, и вы можете заметить знакомые названия системного программного обеспечения:

Для настольных компьютеров, ноутбуков и планшетов:

  • Microsoft Windows
  • Mac (для устройств Apple)
  • Linux

Для смартфонов:

  • Apple iOS
  • Google Android
  • Windows Phone OS

Помимо операционных систем, некоторые люди также классифицируют программное обеспечение для программирования и драйверы как типы системного программного обеспечения.Однако мы обсудим их индивидуально в следующих двух разделах.

Программное обеспечение для программирования

Программное обеспечение для программирования — это тип программного обеспечения, которое не используется конечными пользователями. Это не для вас, если, конечно, вы не программист, пишущий код. Программное обеспечение для программирования — это программы, которые используются для написания, разработки, тестирования и отладки другого программного обеспечения, включая приложения и системное программное обеспечение. Например, для тех, кто работает в специализированной компании по разработке программного обеспечения, этот тип программного обеспечения сделает их жизнь проще и эффективнее.

Программное обеспечение для программирования

Программное обеспечение для программирования используется программистами в качестве программ-переводчиков. Это вспомогательное программное обеспечение, используемое для перевода языков программирования (например, Java, C ++, Python, PHP, BASIC и т. Д.) В код машинного языка. Переводчиками могут быть компиляторы, интерпретаторы и ассемблеры. Под компиляторами можно понимать программы, которые переводят весь исходный код в машинный код и выполняют его. Интерпретаторы запускают исходный код по мере выполнения программы построчно. А ассемблеры переводят основные компьютерные инструкции — ассемблерный код — в машинный код.

Редакторы, отладчики, компиляторы и IDE различных языков программирования являются примерами программного обеспечения для программирования. Например:

  • Eclipse — редактор языка Java
  • Coda — редактор языка программирования для Mac
  • Notepad ++ — редактор с открытым исходным кодом для Windows
  • Sublime Text — кроссплатформенный редактор кода для Mac, Windows и Linux
Программное обеспечение драйвера

Программное обеспечение драйвера часто классифицируется как один из типов системного программного обеспечения.Они управляют устройствами и периферийными устройствами, подключенными к компьютеру, и управляют ими. Драйверы важны, потому что они позволяют устройствам выполнять назначенные им задачи. Они делают это, переводя команды операционной системы для оборудования или устройств, распределяя обязанности. Следовательно, для работы каждого устройства, подключенного к вашему компьютеру, требуется хотя бы один драйвер устройства.

Программное обеспечение драйвера

Поскольку существует тысячи типов устройств, драйверы упрощают работу системного программного обеспечения, позволяя ему взаимодействовать с помощью стандартизованного языка.Некоторые примеры программного обеспечения драйвера, с которым вы, возможно, знакомы:

  • Драйвер принтера
  • Драйвер мыши
  • Сетевая карта

Обычно операционная система по умолчанию поставляется со встроенными драйверами для мыши, клавиатуры и принтеров. Часто они не требуют установки сторонних производителей. Но для некоторых продвинутых устройств может потребоваться установка драйвера извне. Более того, если вы используете несколько операционных систем, таких как Linux, Windows и Mac, каждая из них поддерживает разные варианты драйверов.Для них необходимо поддерживать отдельные драйверы для каждого.


Пять дополнительных различных типов программного обеспечения, с которыми вы, возможно, знакомы

Теперь, когда мы обсудили основные типы программного обеспечения, вы, должно быть, задаетесь вопросом о том, какое программное обеспечение вы используете наиболее часто. Например, модные приложения для социальных сетей, такие как Snapchat и Instagram, или приложения для редактирования фотографий, такие как PhotoShop и Snapseed. Вы должны думать о том, к какой категории они относятся. Могут ли они быть классифицированы только как широкая категория прикладного программного обеспечения или есть лучшие способы их описания? Ответ — да, кроме основных типов компьютерного программного обеспечения, существуют различные подкатегории программного обеспечения.

Давайте обсудим пять дополнительных подкатегорий программного обеспечения и разберемся с ними на примерах модного программного обеспечения.

Это:

  • Freeware
  • Shareware
  • Open Source Software
  • Closed Source Software
  • Utility Software
Пять дополнительных различных типов программного обеспечения

Freeware

Freeware — любое программное обеспечение, которое можно использовать бесплатно . Их можно бесплатно загрузить и установить через Интернет.Некоторые хорошо известные примеры бесплатного программного обеспечения:

  • Google Chrome
  • Skype
  • Instagram
  • Snapchat
  • Adobe reader

Хотя все они относятся к категории приложений или программного обеспечения для конечных пользователей, их можно разделить на другие категории как бесплатное программное обеспечение, потому что они бесплатны для вас.

Условно-бесплатное ПО

Условно-бесплатное программное обеспечение, с другой стороны, представляет собой программные приложения, которые являются платными, но предоставляются бесплатно в течение ограниченного периода времени, известного как «пробный период».Вы можете использовать программное обеспечение бесплатно в течение пробного периода, но вам будет предложено приобрести его для использования после окончания пробного периода. Условно-бесплатное ПО позволяет вам протестировать программное обеспечение, прежде чем вы действительно инвестируете в его покупку. Некоторые примеры условно-бесплатного программного обеспечения, с которыми вы должны быть знакомы:

  • Adobe PhotoShop
  • Adobe Illustrator
  • Netflix App
  • Matlab
  • McAfee Antivirus

Программное обеспечение с открытым исходным кодом

Это тип программного обеспечения с открытым исходным кодом. — исходный код, доступный для использования всем пользователям.Его можно изменить и поделиться с кем угодно для любых целей. Типичные примеры программного обеспечения с открытым исходным кодом, используемого программистами:

  • LibreOffice
  • PHP
  • Программа управления изображениями GNU (GIMP)

Программное обеспечение с закрытым исходным кодом

Эти типы программного обеспечения не являются бесплатными для программистов. Исходный код этого программного обеспечения является интеллектуальной собственностью издателей программного обеспечения. Его также называют «проприетарным программным обеспечением», поскольку только оригинальные авторы могут копировать, изменять и совместно использовать программное обеспечение.Ниже приведены некоторые из наиболее распространенных примеров программного обеспечения с закрытым исходным кодом:

  • .NET
  • Java
  • Android
  • Microsoft Office
  • Adobe PhotoShop

Служебное программное обеспечение

Служебное программное обеспечение считается подгруппой системного программного обеспечения. Они управляют производительностью вашего оборудования и программного обеспечения, установленного на вашем компьютере, чтобы обеспечить их оптимальную работу. Некоторые функции служебного программного обеспечения включают:

  • Антивирус и программное обеспечение безопасности
  • Компрессор файлов
  • Очиститель диска
  • Программа дефрагментации диска
  • Программа резервного копирования данных

Давайте подведем итоги!

В заключение, существует несколько способов классификации различных типов компьютерного программного обеспечения.Программное обеспечение можно разделить на категории в зависимости от выполняемой им функции, например прикладного программного обеспечения, системного программного обеспечения, программного обеспечения для программирования и программного обеспечения драйвера. Их также можно классифицировать по различным характеристикам, таким как природа исходного кода, доступность и стоимость использования.

Я надеюсь, что после прочтения этой статьи вы сможете четко определять типы программного обеспечения вокруг вас. Четкое их понимание поможет вам выбрать и использовать программное обеспечение эффективно.

Отношение мощности к массе — Infogalactic: ядро ​​планетарных знаний

Отношение мощности к массе (или удельная мощность или отношение мощности к массе ) — расчет, обычно применяемый для двигателей и мобильных устройств. источники питания, позволяющие сравнивать одно устройство или конструкцию с другим.Отношение мощности к массе — это измерение фактических характеристик любого двигателя или источника энергии. Он также используется в качестве измерения производительности транспортного средства в целом, при этом выходная мощность двигателя делится на вес (или массу) транспортного средства, чтобы получить показатель, не зависящий от размера транспортного средства. Производители часто указывают максимальное значение удельной мощности, но фактическое значение может варьироваться в зависимости от использования, и изменения будут влиять на производительность.

Обратное соотношение мощности к массе и отношения массы к мощности (нагрузка мощности) — это расчет, обычно применяемый к самолетам, автомобилям и транспортным средствам в целом, чтобы можно было сравнить характеристики одного транспортного средства с характеристиками другого.Удельная мощность равна силе тяги на единицу массы, умноженной на скорость любого транспортного средства.

Удельная мощность (удельная мощность)

Формула отношения мощности к массе (удельной мощности) двигателя (силовой установки) представляет собой мощность, вырабатываемую двигателем, деленную на массу. («Вес» в этом контексте — это разговорный термин, обозначающий «массу». Чтобы увидеть это, обратите внимание, что то, что инженер подразумевает под «отношением мощности к весу» электродвигателя, не бесконечно в условиях невесомости.)

Типичный дизельный двигатель V8 с турбонаддувом может иметь мощность 250 кВт (340 л.с.) и массу 380 кг (840 фунтов), [1] дает ему удельную мощность 0,65 кВт / кг ( 0,40 л.с. / фунт).

Примеры высокого отношения мощности к массе часто можно найти в турбинах. Это из-за их способности работать на очень высоких скоростях. Например, в главных двигателях космического челнока использовались турбонасосы (машины, состоящие из насоса, приводимого в действие газотурбинным двигателем) для подачи топлива (жидкого кислорода и жидкого водорода) в камеру сгорания двигателя.Первоначальный турбонасос на жидком водороде аналогичен по размеру автомобильному двигателю (весит примерно 352 кг (775 фунтов)) и производит 72000 л.с. (53,6 МВт) [2] при удельной мощности 153 кВт / кг ( 93 л.с. / фунт).

Физическая интерпретация

В классической механике мгновенная мощность — это предельное значение средней работы, выполняемой за единицу времени, поскольку интервал времени Δ t приближается к нулю.

Обычно используемая метрическая единица отношения мощности к массе равна.Этот факт позволяет выразить удельную мощность исключительно в базовых единицах СИ.

Тяговая сила

Если работа, которая должна быть выполнена, представляет собой прямолинейное движение тела с постоянной массой, центр масс которого должен ускоряться по прямой до скорости и угла относительно центра и радиала гравитационного поля с помощью бортовой силовой установки, тогда соответствующая кинетическая энергия, которая должна быть доставлена ​​телу, равна

где:

— масса корпуса
— скорость центра масс тела, изменяющаяся во времени.

Мгновенная механическая сила тяги / толкания, передаваемая телу от силовой установки, тогда составляет

где:

— ускорение центра масс тела, изменяющееся во времени.
— это линейная сила или тяга, приложенная к центру масс тела, изменяющаяся со временем.
— скорость центра масс тела, изменяющаяся во времени.
— крутящий момент, приложенный к центру масс тела, изменяющийся во времени.
— угловая скорость центра масс тела, изменяющаяся во времени.

В силовой установке мощность передается только в том случае, если силовая установка находится в движении, и передается, чтобы заставить тело двигаться. Здесь обычно предполагается, что механическая трансмиссия позволяет силовой установке работать с максимальной выходной мощностью. Это предположение позволяет при настройке двигателя менять ширину диапазона мощности и массу двигателя на сложность и массу трансмиссии. Электродвигатели не страдают от этого компромисса, вместо этого они меняют свой высокий крутящий момент на тягу на низкой скорости.Превышение мощности или отношение мощности к массе тогда составляет

где:

— линейная скорость центра масс тела.
Мощность двигателя

Фактическая полезная мощность любого тягового двигателя может быть рассчитана с помощью динамометра для измерения крутящего момента и скорости вращения, при этом максимальная мощность сохраняется, когда трансмиссия и / или оператор поддерживает произведение крутящего момента и скорости вращения на максимальном уровне. Для реактивных двигателей часто есть крейсерская скорость, и мощность может быть с пользой рассчитана там, для ракет обычно нет крейсерской скорости, поэтому она менее значима.

Пиковая мощность тягового двигателя возникает при частоте вращения, превышающей скорость при максимальном крутящем моменте, и при максимальной номинальной скорости вращения или ниже ее — Макс. Об / мин. Быстро падающая кривая крутящего момента будет соответствовать резким пикам кривой крутящего момента и мощности около их максимумов при одинаковой скорости вращения, например, для небольшого легкого двигателя с большим турбонагнетателем. Медленно падающая или почти пологая кривая крутящего момента будет соответствовать медленно возрастающей кривой мощности до максимума при скорости вращения, близкой к максимальным оборотам в минуту, например, для большого, тяжелого многоцилиндрового двигателя, подходящего для грузовых / транспортных средств.Падающая кривая крутящего момента может соответствовать почти плоской кривой мощности на всех скоростях вращения для плавного управления на разных скоростях транспортного средства.

Примеры

Двигатели

Тепловые двигатели и тепловые насосы

Тепловая энергия складывается из молекулярной кинетической энергии и энергии скрытой фазы. Тепловые двигатели способны преобразовывать тепловую энергию в виде температурного градиента между горячим источником и холодным стоком в другую желаемую механическую работу. Тепловые насосы используют механическую работу для регенерации тепловой энергии в температурном градиенте.Следует проявлять осторожность при интерпретации движущей силы, особенно для реактивных двигателей и ракет, передаваемой от тепловых двигателей на транспортное средство.

♠ 40500 л.с.
Тепловой двигатель / Тип теплового насоса Пиковая выходная мощность Удельная мощность Пример использования
SI Английский SI Английский
Wärtsilä RTA96-C 14-цилиндровый двухтактный дизельный двигатель с турбонаддувом [3] 7007800800000000000 ♠ 80,080 кВт 7007812216300127408 ♠ 108920 л.с. 0.03 кВт / кг 0,02 л.с. / фунт Судно-контейнеровоз Emma Mærsk
Suzuki 538 куб.см V2 4-тактный бензиновый подвесной двигатель Otto [4] 19 кВт 7004186424967895567 ♠ 25 л.с. 0,27 кВт / кг 0,16 л.с. / фунт Небольшие лодки
DOE / NASA / 0032-28 Mod 2502 куб.см газа (бензин) Двигатель Стирлинга [5] 62,3 кВт 7004622659392771195 ♠ 83,5 л.с. 0.30 кВт / кг 0,18 л.с. / фунт Chevrolet Celebrity [•] 1985
GM 6,6 л Duramax LMM (опция LYE) Дизельный двигатель V8 Turbo [1] 246 кВт 7005246080957622149 ♠ 330 л.с. 0,65 кВт / кг 0,40 л.с. / фунт Chevrolet Kodiak [•] , GMC Topkick [•]
Junkers Jumo 205A Двухтактный дизельный двигатель с оппозитными поршнями [6] 647 кВт 7005646521788661828 ♠ 867 л.с. 1.1 кВт / кг 0,66 л.с. / фунт авиалайнер Ju 86C-1, гидросамолет B&V Ha 139
GE LM2500 + судовой турбовальный газовая турбина Brayton [7] 30200 кВт 70073020084479 1,31 кВт / кг 0,80 л.с. / фунт Круизный лайнер GTS Millennium, океанский лайнер QM2
Mazda 13B-MSP Renesis 1,3 л двигатель Ванкеля [8] 184 кВт 7005184187868280820 ♠ 247 л.с. 1.5 кВт / кг 0,92 л.с. / фунт Mazda RX-8 [•]
PW R-4360 71,5 л 28-цилиндровый двигатель с наддувом Радиальный двигатель 3210 кВт 7006320650944780376 ♠ 4300 л.с. 1,83 кВт / кг 1,11 л.с. / фунт B-50 Superfortress, Convair B-36
Стратофритер С-97, Крытый крытый летающий вагон С-119
Hughes H-4 Hercules «Еловый гусь»
Wright R-3350 54,57 л 18-кубовый п / к Турбо-составной Радиальный двигатель 2535 кВт 7006253537956337971 ♠ 3400 л.с. 2.09 кВт / кг 1,27 л.с. / фунт B-29 Superfortress, Дуглас DC-7
C-97 S / f прототип, Kaiser-Frazer C-119F
О.С. Двигатели 49-PI Type II 4.97 cc БПЛА Двигатель Ванкеля [9] 0,934 кВт 7002933616239221002 ♠ 1.252 л.с. 2,8 кВт / кг 1,7 л.с. / фунт Модель самолета, Радиоуправляемая машина
JetCat SPT10-RX-H БПЛА турбовальный [10] 9 кВт 7003

0000000000 ♠ 12 л.с.

3.67 кВт / кг 2,24 л.с. / фунт Модель самолета, Радиоуправляемая машина
Судовая турбовальная газовая турбина Brayton GE LM6000 [11] [12] [ оспаривается — обсудить ] 44700 кВт 7007446674223077779 ♠ 59900 л.с. 5,67 кВт / кг 3,38 л.с. / фунт Пиковая электростанция
GE CF6-80C2 Турбореактивный двухконтурный двигатель Brayton [12] Boeing 747 [•] , 767, Airbus A300
BMW V10 3L P84 / 5 2005 газ (бензин) Двигатель Otto [13] 690 кВт 7005689772381213599 ♠ 925 л. С. 7.5 кВт / кг 4,6 л.с. / фунт Автомобиль Williams FW27 [•] , Формула-1 автогонки
ТРДД GE90-115B Brayton [14] [15] [ оспаривается — обсудить ] 83,164 кВт 7007831649238780842 ♠ 111526 л.с. 10,0 кВт / кг 6,10 л.с. / фунт Боинг 777
PWR RS-24 (SSME) Block II H 2 Турбонасос Brayton [16] [17] 63,384 кВт 70076338448929 ♠ 85000 л.с. 138 кВт / кг 84 л.с. / фунт Space Shuttle (STS-110 и более поздние версии) [•]
PWR RS-24 (SSME) Block I H 2 Турбонасос Brayton [2] 53,690 кВт 70075367539234 ♠ 72000 л.с. 153 кВт / кг 93 л.с. / фунт Шаттл
  1. Полное отношение мощности к массе автомобиля показано ниже
Электродвигатели / Электродвигательные генераторы

Электродвигатель использует электрическую энергию для обеспечения механической работы, обычно за счет взаимодействия магнитного поля и проводников с током.За счет взаимодействия механической работы с электрическим проводником в магнитном поле может генерироваться электрическая энергия.

Тип электродвигателя Вес Пиковая выходная мощность Удельная мощность Пример использования
SI Английский SI Английский кВт / кг л.с. / фунт
Серводвигатель переменного тока Panasonic MSMA202S1G [18] 6.5 кг 14 фунтов 2 кВт 2.7 л.с. 0,31 кВт / кг 0,19 л.с. / фунт Конвейерные ленты, Робототехника
Toshiba 660 МВА турбогенератор переменного тока 23 кВ с водяным охлаждением 1342 т 2 959 000 фунтов 660 МВт 890 000 л.с. 0,49 кВт / кг 0,30 л.с. / фунт Бэйсуотер, угольные электростанции Eraring
Canopy Tech. Cypress 32 МВт, 15 кВ переменного тока, генератор PM [19] 33,557 кг 73 981 фунт 32 МВт 43000 л.с. 0.95 кВт / кг 0,58 л.с. / фунт Электростанции
Toyota Бесщеточный двигатель переменного тока Nd Fe B с постоянными магнитами [20] 36,3 кг 80 фунтов 50 кВт 67 л.с. 1,37 кВт / кг 0,84 л.с. / фунт Toyota Prius [•] 2004
Himax HC6332-250 Бесщеточный двигатель постоянного тока [21] 0,45 кг 0,99 фунта 1,7 кВт 2.3 л.с. 3.78 кВт / кг 2,30 л.с. / фунт Радиоуправляемые автомобили
Hi-Pa Drive HPD40 Бесщеточный двигатель ступицы колеса постоянного тока [22] 25 кг 55 фунтов 120 кВт 160 лс 4,8 кВт / кг 2,92 л.с. / фунт Мини QED HEV, Ford F150 HEV
ElectriFly GPMG4805 Бесщеточный DC [23] 1,48 кг 3,3 фунта 8,4 кВт 11,3 л.с. 5.68 кВт / кг 3,45 л.с. / фунт Самолет радиоуправляемый
YASA-400 Бесщеточный AC [24] 24 кг 53 фунтов 165 кВт 221 л.с. 6,875 кВт / кг 4,18 л.с. / фунт Электромобиль, Drive eO
ElectriFly GPMG5220 Бесщеточный DC [25] 0,133 кг 0,29 фунта 1.035 кВт 1.388 л.с. 7.78 кВт / кг 4,73 л.с. / фунт Самолет радиоуправляемый
EMRAX268 Бесщеточный AC [26] 19,9 кг 44 фунта 200 кВт 270 л.с. 10,05 кВт / кг 6,12 л.с. / фунт Аккумуляторный электрический самолет
  1. Полное отношение мощности к массе автомобиля показано ниже
Гидравлические двигатели и жидкостные насосы

Жидкости (жидкость и газ) могут использоваться для передачи и / или хранения энергии с использованием давления и других свойств жидкости.Гидравлические (жидкостные) и пневматические (газовые) двигатели преобразуют давление жидкости в другую желаемую механическую или электрическую работу. Насосы для жидкости преобразуют механическую или электрическую работу в движение или изменение давления жидкости или ее хранение в сосуде под давлением.

Термоэлектрические генераторы и электротермические приводы

Для получения термоэлектричества, термоэлектронной эмиссии, пироэлектричества и пьезоэлектричества можно использовать различные эффекты. Электрическое сопротивление и ферромагнетизм материалов можно использовать для генерации термоакустической энергии из электрического тока.

Системы электрохимических (гальванических) и электростатических элементов

(закрытые) батареи

Все батареи с электрохимическими элементами вырабатывают изменяющееся напряжение, поскольку их химический состав меняется с «заряженного» на «разряженного». Номинальное выходное напряжение и напряжение отключения обычно указываются для батареи ее производителем. Когда аккумулятор «разряжается», выходное напряжение падает до напряжения отсечки. Номинальное выходное напряжение всегда меньше, чем напряжение холостого хода, возникающее, когда аккумулятор «заряжен».Температура аккумулятора может влиять на мощность, которую он может выдать, тогда как более низкие температуры снижают мощность. Общая энергия, получаемая за один цикл зарядки, зависит как от температуры аккумулятора, так и от мощности, которую он выдает. Если температура понижается или увеличивается потребность в мощности, общая энергия, передаваемая в точке «разряда», также уменьшается.

Профили разряда батареи часто описываются с точки зрения емкости батареи. Например, батарея с номинальной емкостью, выраженной в ампер-часах (Ач) при номинальном токе разряда C / 10 (измеренном в амперах), может безопасно обеспечивать более высокий ток разряда — и, следовательно, более высокое отношение мощности к весу — но только с меньшей энергоемкостью.Следовательно, отношение мощности к весу для батарей менее значимо без учета соответствующего отношения энергии к весу и температуры элемента. Эта связь известна как закон Пойкерта. [38]

Конденсаторы электростатические, электролитические и электрохимические

Конденсаторы накапливают электрический заряд на двух электродах, разделенных полуизолирующей (диэлектрической) средой электрического поля. Электростатические конденсаторы имеют плоские электроды, на которых накапливается электрический заряд.В электролитических конденсаторах жидкий электролит используется в качестве одного из электродов, а двойной электрический слой воздействует на поверхность границы диэлектрик-электролит для увеличения количества заряда, накопленного на единицу объема. Электрические двухслойные конденсаторы дополняют оба электрода нанопористым материалом, таким как активированный уголь, для значительного увеличения площади поверхности, на которой может накапливаться электрический заряд, уменьшая диэлектрическую среду до нанопор и очень тонкого разделителя с высокой диэлектрической проницаемостью.

Хотя конденсаторы, как правило, не так чувствительны к температуре, как батареи, их емкость значительно ограничена, и они не обладают прочностью химических связей и страдают от саморазряда. Отношение мощности к массе конденсаторов обычно выше, чем у аккумуляторов, потому что единицы переноса заряда внутри элемента меньше (электроны, а не ионы), однако отношение энергии к массе, наоборот, обычно ниже.

Блоки топливных элементов и батареи проточных элементов

Топливные элементы и проточные элементы, хотя, возможно, используют химический состав, аналогичный батареям, отличаются тем, что они не содержат накопителя энергии или топлива.При непрерывном потоке топлива и окислителя доступные топливные элементы и проточные ячейки продолжают преобразовывать среду накопления энергии в электрическую энергию и отходы. Топливные элементы явно содержат фиксированный электролит, тогда как проточные ячейки также требуют непрерывного потока электролита. В проточных ячейках топливо обычно растворено в электролите.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *