Коэффициент полезного действия механизма. 7 класс

Коэффициент полезного действия механизма. 7 класс

При перемещении тела с помощью простых механизмов (рычагов, блоков, наклонной плоскости) приложенной силе приходится преодолевать не только вес самого груза.

Например:

Надо поднять груз с помощью подвижного блока на высоту.
Для поднятия груза человек прикладывает к веревке силу (F тяги).
Какую работу он при этом совершает?

Надо поднять непосредственно груз весом Р.
Кроме груза надо поднять еще веревку и блок весом Р бл.
Надо преодолеть трение о воздух и в осях блока, мешающее подьему.

1. Какую работу называют полной?

Полная ( или иначе затраченная) работа — это работа, совершенная приложенной силой, и равная работе по подъему груза и преодолению какого-либо сопротивления подъему.
Полную (затраченную) работу обычно обозначают — А

3.

1. Какую работу называют полезной?

Полезная работа — это работа приложенной силы, совершенная для подъема непосредственно груза.
Полезную работу обычно обозначают — А_п.

Совершаемая с помощью механизма полная работа всегда больше полезной работы.
Часть затрачиваемой работы расходуется на преодоление трения в оси механизма и сопротивления воздуха, а также на движение самого механизма.

3. Что такое коэффициент полезного действия механизма?

Отношение полезной работы к полной работе называется коэффициентом полезного действия.

Сокращенно коэффициент полезного действия обозначается КПД.

КПД обычно выражают числом или в процентах и обозначают греческой буквой, которая читается как «эта».

4. Может ли КПД быть больше единицы?

Полезная работа всегда меньше затраченной работы.

Поэтому КПД любого механизма всегда меньше 100% ( или меньше 1).

Конструируя механизмы, стремятся увеличить их КПД. Для этого уменьшают трение в осях механизмов и их вес.

4. Пример решения задачи на расчет КПД.

Задача.
На коротком плече рычага подвешен груз массой 100 кг.
Для его подъема к длинному плечу приложили силу 250 Н.

Груз подняли на высоту h₁ = 0,08 м, при этом точка приложения движущей силы опустилась на высоту h₂ = 0,4 м.
Найти КПД рычага.

Следующая страница — смотреть

Назад в «Оглавление» — смотреть

Коэффициент полезного действия системы механизмов

Часто для выполнения необходимой работы в машине применяется несколько разных механизмов, соединенных между собой.

Рассмотрим порядок расчета коэффициента полезного действия при последовательном и параллельном соединении механизмов.

КПД при последовательном соединении механизмов

Последовательное соединение (рисунок 30).

Рисунок 30

В этом случае движение (и мощность) передается последовательно от одного механизма к другому. Полезной работой для предыдущего механизма является приведение в движение следующего. То есть полезная работа на выходе предыдущего механизма является одновременно движущей для последующего. Полезной работой всей системы является работа на выходе из последнего механизма системы:

Таким образом, общий коэффициент полезного действия системы последовательно соединенных механизмов равен произведению коэффициентов полезного действия этих механизмов:

Так как КПД любого механизма меньше единицы, то КПД системы последовательно соединенных механизмов оказывается всегда ниже худшего из механизмов этой системы. Поэтому, если применяется система последовательных механизмов (или отдельных элементов), то не следует включать в эту систему механизмы с низкими КПД.

Если последовательно соединяется «n» одинаковых механизмов:

то

где η_P – КПД любого промежуточного механизма.

КПД при параллельном соединении механизмов

Параллельное соединение ( рисунок 31).

Рисунок 31

Несколько механизмов приводятся в движение одним двигателем. Полезная работа системы складывается из полезных работ на выходе из каждого механизма. На приведение в движение каждого из механизмов двигатель затрачивает часть своей энергии (А_ДВi ). Тогда коэффициент полезного действия такой системы можно представить следующим образом:

В данном случае величина общего КПД зависит от доли энергии, отдаваемой двигателем механизмам с более высокими  или более низкими КПД. Но во всех случаях общий КПД занимает некоторое промежуточное значение по отношению к частным КПД механизмов, соединенных в систему (КПД системы будет тем выше, чем большая часть энергии двигателя будет отдаваться механизмам с высокими КПД).

Если параллельно соединяется «n» одинаковых механизмов:

При параллельном соединении одинаковых механизмов КПД системы не изменяется и равен КПД одного механизма.

Приведение сил и масс в механизмах. Уравнение движения механизма >
Курсовой проект по ТММ >

Вы здесь:

Техническая механика > Теория механизмов и машин > Лекции по теории механизмов и машин > Коэффициент полезного действия системы механизмов

Коэффициент полезного действия механизма

Механическим к. п. д. машины называют отношение абсолютного значения работы полезных сопротивлений А_П.С. к работе движущих сил А_Д за период установившегося движения:

Из уравнения движения машины при установившимся движении

находим .

После подстановки в выражение (1) получим следующее выражение для к. п. д.:

,

где — коэффициент потерь.

К. п. д. тем больше, чем меньше работа вредных сопротивлений. Определив, например, мгновенные к. п. д. в двенадцати положениях рычажного механизма за один оборот установившегося движения, можно построить график функции

. На практике обычно пользуются средним арифметическим значением к. п. д. за период установившегося движения:

.

Машина может иметь очень низкий мгновенный к. п. д. в отдельных положениях механизма. Мгновенный к. п. д. рычажного механизма можно выразить как отношение мощностей:

,

где N_П.С. — мгновенная мощность сил полезного сопротивления для каждого положения механизма;

N_Д — мгновенная мощность движущих сил для соответствующего положения механизма.

Общий к. п. д. машины при последовательном соединении механизмов равен произведению их к. п. д.:

.

К. п. д. группы параллельно соединенных механизмов или машин. Это соединение характеризуется разветвлением общего потока энергии.

Общий к. п. д. равен:

,

где β – коэффициенты распределения мощности.

Приведение сил

Рассмотрим механизм с одной степенью свободы

Выберем в качестве начального, звено 1. Механизм нагружен силами F и F3 и моментом М4. Заменим механизм его динамической моделью

и приведем к ней обе силы и момент. В результате обе силы и момент будут представлены в виде соответствующими приведенными моментами.

При приведении сил должно быть соблюдено условие равенства элементарных работ.

Приведение масс.

Сосредоточим в динамической модели инертность всех звеньев механизма; — эквивалент инертности всего механизма – приведенный момент инерции. При приведении масс должно быть соблюдено условие равенства кинетических энергий. Так как ни планы возможных скоростей, ни аналоги скоростей от закона движения механизма не зависят, то приведение масс и приведение сил можно делать и не зная закона его движения.

Уравнение движения механизма

Выполнив приведение сил и масс, любой механизм с w=1, каким бы сложным он ни был, можно заменить его динамической моделью. Модель в общем случае имеет переменный приведенный момент инерции и к ней приложен суммарный приведенный момент . Закон движения модели такой же, как и закон движения начального звена механизма.

Уравнение движения в дифференциальной форме:

,

Уравнение движения в форме кинетической энергии:

где — суммарный приведенный момент,

— приведенный момент инерции механизма.

При разгоне (разбеге) маховика

При установившемся движении

При выбеге (торможении)

, где

— работа движущих сил

— работа сил сопротивления

Коэффициент неравномерности вращения ротора:

Уравновешивание механизмов

Механизм называют статически неуравновешенным, если общий главный вектор сил инерции механизма не равен нулю.

Статическая неуравновешенность ротора:

главная центральная ось инерции ротора расположена параллельно оси его вращения, а центр масс ротора смещен от оси вращения на величину е статическое.

Моментная неуравновешенность ротора:

центр масс ротора расположен на оси его вращения, главная центральная ось инерции повернута относительно оси вращения на некоторый угол .

Динамическая неуравновешенность ротора:

центр масс ротора не лежит на оси вращения, и главная центральная ось инерции повернута на угол  относительно оси вращения.

Коэффициент полезного действия механизма 6 букв

Похожие ответы в сканвордах

Вопрос: Максимальная эффективность действий, труда

Ответ: Отдача

Вопрос: Тоже, что и коэффициент полезного действия

Ответ: Отдача

Вопрос: Короткое движение назад (огнестрельного оружия после выстрела, работающего механизма и т. п.)

Ответ: Отдача

Вопрос: Коэффициент полезного действия механизма

Ответ: Отдача

Вопрос: Максимальная эффективность работы, действий

Ответ: Отдача

Вопрос: Огнестрельный возврат

Ответ: Отдача

Вопрос: Удар в плечо приклада ружья при выстреле

Ответ: Отдача

Вопрос: И удар приклада в плечо, и вхождение путаны в «творческий процесс

Ответ: Отдача

Вопрос: Ответный удар

Ответ: Отдача

Вопрос: Удар ружья в плечо

Ответ: Отдача

Вопрос: КПД

Ответ: Отдача

Вопрос: Оружейный возврат

Ответ: Отдача

Вопрос: Эффект, польза

Ответ: Отдача

Вопрос: Откат при выстреле

Ответ: Отдача

Вопрос: Удар приклада

Ответ: Отдача

Вопрос: Максим. польза от вложенного.

Ответ: Отдача

Вопрос: Эффективность

Ответ: Отдача

Вопрос: Эффект от вложения

Ответ: Отдача

Вопрос: У пушки откат, а у ружья?

Ответ: Отдача

Вопрос: Польза от затеянного дела

Ответ: Отдача

Вопрос: Соотношение между величиной некоего элемента, обеспечивающего производство, и объемом или стоимостью соответствующей продукции

Ответ: Отдача

Вопрос: Толчок орудия, огнестрельного оружия после выстрела

Ответ: Отдача

Вопрос: Коэффициент полезного действия

Ответ: Отдача

Вопрос: Обратное движение ствола при выстреле из пистолета, винтовки

Ответ: Отдача

Вопрос: Отношение полезной работы механизма к поглощаемой им энергии

Ответ: Отдача

Вопрос: Резкое, короткое движение назад

Ответ: Отдача

Вопрос: Отбрасывание мяча в игре

Ответ: Отдача

Простые механизмы. Коэффициент полезного действия механизмов » Народна Освіта

Простые механизмы — это «труженики» со стажем работы более 40 веков, однако они ничуть не «состарились»: в каждом современном техническом устройстве обязательно найдется простой механизм, и не один. эти устройства позволяют изменить направление действия силы, получить выигрыш в силе или расстоянии. А дают ли они выигрыш в работе?

Знакомимся с важной характеристикой простых механизмов

Вы уже знаете, что рычаги с разными плечами и подвижные блоки позволяют получить выигрыш в силе, но такой выигрыш дается не «даром», ведь, получив преимущество в силе, мы обязательно проиграем в расстоянии (рис. 36.1). Древнее так называемое «золотое правило» механики гласит: «Во сколько раз мы выиграем в силе, во столько же раз проиграем в расстоянии». А действительно ли это так?

Допустим, что нужно поднять груз на определенную высоту. Воспользуемся неподвижным блоком: следует перебросить через блок шнур, привязать к шнуру груз и, взявшись за свободный конец шнура, равномерно тянуть его вниз (рис. 36.2).

Неподвижный блок можно представить как равноплечий рычаг, поэтому сила, с которой тянут шнур, должна быть равна весу груза: F = Р. Однако на практике вращению блока всегда мешает сила трения, поэтому, чтобы поднять груз, к свободному концу шнура следует приложить большую, чем вес груза, силу: F > Р (см. рис. 36.2).

Так, при подъеме груза на высоту h выполняется полезная работа:

Полная работа, то есть работа, которую выполняют, вытягивая шнур на длину, равную высоте h, вычисляется по формуле:

Поскольку F > Р, то полная работа больше полезной.

Полезная работа, выполняемая с помощью любого механизма, всегда меньше полной работы: А < А . Только в идеальных условиях по-

полезн полн

лезная работа может быть равна полной работе, однако такого никогда не случается.

Какую часть полной работы механизм превращает в полезную, показывает физическая величина коэффициент полезного действия (КПД).

коэффициент полезного действия (кпд) механизма — это физическая величина, которая характеризует механизм и равна отношению полезной работы к полной работе:

Коэффициент полезного действия (КПД) обозначают символом п (ета). Обычно КПД выражают в процентах:

Поскольку при использовании механизмов полезная работа всегда меньше полной, КПД любого механизма всегда меньше 100 %.

исследуем наклонную плоскость

Кроме рычага и блока люди с античных времен используют еще один простой механизм — наклонную плоскость (рис. 36.3). С помощью наклонной плоскости можно поднимать тяжелые предметы, прикладывая к ним относительно небольшую силу.

Выведем формулу для определения КПД наклонной плоскости. Пусть требуется поднять тело массой m на высоту h по наклонной плоскости длиной l (рис. 36.4).

Чтобы поднять тело вертикально (без наклонной плоскости), нужно приложить к нему силу F₁, по значению равную силе тяжести: F₁ = F_τяж = mg. Тело необходимо поднять на высоту h, поэтому полезная работа будет равна: А_полезн = F₁h = mgh (то есть будет равна увеличению потенциальной энергии груза).

Чтобы поднять тело на ту же высоту h по наклонной плоскости, нужно приложить силу тяги F, направленную вдоль наклонной плоскости. Работа, выполняемая при этом (полная работа), вычисляется по формуле: А_полн

Коэффициент полезного действия механизма » ГДЗ (решебник) по физике 7-11 классов

617. При помощи лебедки (рис. 77) поднимают груз массой 1 т на высоту 5 м. вычислите работу, которую надо произвести для этого подъема, если коэффициент полезного действия лебедки 75%. Сколько времени придется израсходовать на этот подъем одному человеку, если он будет развивать мощность 0,2 л.с. ? (1 л.с.=735,5 Вт).

618. Мотор экскаватора имеет мощность 14,7 кВт. За час экскаватор поднял 500 т земли на высоту 2 м. Каков коэффициент полезного действия экскаватора?

619. Какая мощность должна быть у подъемника, чтобы поднять из шахты клеть (массой 4 т) с углем (массой 10 т) со скоростью 2 м/с? Вычислите КПД подъемника.

620. Механизм для забивания свай поднимает чугунную «бабу» массой 500 кг 120 раз в минуту на высоту 60 см. Мощность механизма 8,82 кВт. Определите его коэффициент полезного действия.

621. Бетонную плиту массой 3 т равномерно подняли на высоту 5 м, совершив для этого работу 160 кДж. Какая работа затрачена на преодоление силы трения? Каков коэффициент полезного действия механизма?

 

622. Коэффициент полезного действия насоса, проводимого в движение мотором мощностью 7,36 кВт, равен 80%. Сколько полезной работы произведет этот насос за один час?

623*. Тепловоз мощностью 294 кВт везет поезд массой в 1000т. Коэффициент трения на горизонтальном участке пути 0,003. С какой скоростью едет поезд?

624. Моторы корабля при движении со скоростью 72 км/ч затрачивают мощность 3150 кВт. КПД моторов и передающих механизмов 55%. Какова силы тяги моторов?

МЕХАНИЧЕСКИЙ КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ — это… Что такое МЕХАНИЧЕСКИЙ КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ?



МЕХАНИЧЕСКИЙ КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ

МЕХАНИЧЕСКИЙ КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ

— отношение работы или мощности на валу машины к работе или мощности, развиваемой в цилиндре машины. М. К. П. Д. характеризует потери энергии на трение в частях машины, передающих движение поршня валу.

Самойлов К. И. Морской словарь. — М.-Л.: Государственное Военно-морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941

.

• МЕХАНИЧЕСКИЕ ТАЛИ
• МЕШКИ СПЕНСЕР-МИЛЛЕРА

Смотреть что такое «МЕХАНИЧЕСКИЙ КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ» в других словарях:

• механический коэффициент полезного действия — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN mechanical efficiencyME …   Справочник технического переводчика

• механический коэффициент полезного действия двигателя — Отношение разности между внутренней мощностью турбины и мощностью, затраченной на механические потери и на привод вспомогательных агрегатов, к внутренней мощности турбины …   Политехнический терминологический толковый словарь

• КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ — (к.п.д.), показатель эффективности действия механизма, определяемый как отношение работы, совершаемой механизмом, к работе, затраченной на его функционирование. К.п.д. обычно выражают в процентах. Идеальный механизм должен был бы иметь к.п.д =… …   Научно-технический энциклопедический словарь

• Коэффициент полезного действия —    (КПД)    отношение величины полезной энергии, получаемой от какого либо преобразователя энергии, к величине подводимой к нему энергии. Так, например, в тепловых двигателях КПД представляет собой отношение полезной механической работы к… …   Краткий словарь оперативно-тактических и общевоенных терминов

• Коэффициент полезного действия — (кпд)         характеристика эффективности системы (устройства, машины) в отношении преобразования или передачи энергии; определяется отношением полезно использованной энергии к суммарному количеству энергии, полученному системой; обозначается… …   Большая советская энциклопедия

• Коэффициент полезного действия механический — холод. техн. Для компрессора отношение индикаторной работы к эффективной …   Универсальный дополнительный практический толковый словарь И. Мостицкого

• МКПД — механический коэффициент полезного действия …   Словарь сокращений русского языка

• КОРАБЕЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ — КОРАБЕЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, силовая установка, используемая для приведения в движение морских КОРАБЛЕЙ и в качестве вспомогательной установки в более маленьких плавающих суднах. В XIX и начале XX столетий морские двигатели представляли собой поршневые …   Научно-технический энциклопедический словарь

• МКПД — механический коэффициент полезного действия …   Словарь сокращений и аббревиатур

• коефіцієнт корисної дії (к.к.д.) механічний — коэффициент полезного действия (к.п.д.) механический mechanical efficiency *mechanischer Wirkungsgrad – відношення різниці потужності Р, споживаної насосом, і втрат механічної потужності Pм (внаслідок тертя у підшипникових опорах та ущільненнях… …   Гірничий енциклопедичний словник