Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

3.8: Загальна ефективність

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    29556

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Розрахунок загальної ефективності

    Використовуючи концепцію енергоефективності, ми можемо розрахувати складову та загальну ефективність:

    \[ Overall \, Efficiency = \dfrac{Electrical \, Energy \, Output}{Chemical \, Energy \, Input} \]

    Тут електрична енергія дається в Wh і хімічна енергія в БТУ. Тож Wh можна перетворити на BTU, знаючи, що в BTU є 3.412 Wh.

    Ця загальна ефективність також може бути виражена кроками наступним чином:

    \[ Overall \, Efficiency = \underbrace{ \left\lbrack \dfrac{Thermal \, Energy}{Chemical \, Energy} \right\rbrack }_{Boiler \, Efficiency} * \underbrace{ \left\lbrack \dfrac{Mechanical \, Energy}{Thermal \, Energy} \right\rbrack }_{Turbine \, Efficiency} * \underbrace{ \left\lbrack \dfrac{Electrical \, Energy}{Mechanical \, Energy} \right\rbrack }_{Generator \, Efficiency} \]

    \[ OverallEfficiency = \eta_{boiler} * \eta_{turbine} * \eta_{generator} \]

    Етапи загальної ефективності

    Ми розглядали ефективність автомобіля або силової установки окремо. Але коли буде розглянуто весь ланцюг енергетичних перетворень - від моменту виходу вугілля на поверхню до моменту перетворення електрики в остаточну форму - буде виявлена справжня загальна ефективність використання енергії. Остаточною формою в домашніх умовах може стати світло від лампочки або звук зі стереосистеми. Серія ступенів буває:

    1. Видобуток вугілля (видобуток)
    2. Транспортування на електростанцію
    3. Генерація електроенергії
    4. Передача електроенергії
    5. Перетворення електроенергії в світло (використання)

    У наступному відео розглядається загальна ефективність електростанції.

    Ефективність лампочки

    Якщо відома ефективність кожного кроку, можна розрахувати загальну ефективність виробництва світла з вугілля в грунті. Таблиця 3.8.1 ілюструє розрахунок загального ККД лампочки.

    Таблиця 3.8.1. Розрахунок загального ККД лампочки

    Крок Ефективність кроку Сукупна (загальна) ефективність
    видобуток вугілля 96% 96%
    Транспортування 98% 94% = (0,96 * 0,98) * 100%
    Генерація електроенергії 35% 33% = (0,94 * 0,35) * 100%
    Передача електроенергії 95% 31% = (0,33* 0,95) * 100%
    Освітлення: лампа розжарювання 5% 1,56% = (0,31 * 0,05) * 100%
    Освітлення: лампа денного світла 20% 6,2% = (0,31 * 0,20) * 100%

    Ефективність автомобіля

    Аналогічний аналіз ефективності автомобіля показаний на малюнку 3.8.1.

    Малюнок 3.8.1. Загальна ефективність автомобіля

    Таблиця 3.8.2 показує, що лише близько 10% енергії в сирої нафти в грунті фактично перетворюється в механічну енергію, що рухає людей.

    Таблиця 3.8.2. Автомобільна ефективність

    Крок Ефективність кроку Сукупна/загальна ефективність
    Видобуток сирої нафти 96% 96%
    Переробка 87% 84%
    Транспортування 97% 81%
    Двигун 25% 20%
    Трансмісія 50% 10%