Bugun biz sizga samaradorlik (samaradorlik omili) nima ekanligini, uni qanday hisoblashni va bu tushuncha qayerda qoʻllanilishini aytib beramiz.
Odam va mexanizm
Kir yuvish mashinasi va konserva zavodida qanday umumiylik bor? Insonning hamma narsani o'z-o'zidan qilish zaruratidan xalos bo'lish istagi. Bug 'motori ixtiro qilinishidan oldin odamlar faqat mushaklari ixtiyorida edi. Ular hamma narsani o'zlari qilishdi: ular haydashdi, ekishdi, pishirishdi, baliq tutishdi, zig'ir to'qishdi. Uzoq qishda omon qolish uchun dehqon oilasining har bir a'zosi ikki yoshdan to vafotigacha kunduzi ishladi. Eng kichik bolalar hayvonlarga qarashdi va kattalarga yordam berishdi (olib kelish, aytish, chaqirish, olish). Qiz birinchi marta besh yoshida aylanuvchi g'ildirak orqasiga o'tirildi! Hatto chuqur keksalar ham qoshiq kesib, oyoq kiyimlarini to'qishgan, eng keksa va zaif buvilar esa, agar ko'rish imkoniga ega bo'lsa, to'quv dastgohlari va yigiruv g'ildiraklarida o'tirishgan. Yulduzlar nima va ular nima uchun porlashi haqida o'ylashga vaqtlari yo'q edi. Odamlar charchab qolishdi: har kuni sog'lig'i, og'rig'i va ruhiy holatidan qat'i nazar, borish va ishlash kerak edi. Tabiiyki, odam ortiqcha ishlagan yelkalarini hech bo'lmaganda engillashtiradigan yordamchilarni topmoqchi edi.
Qiziq va g'alati
Oʻsha davrdagi eng ilgʻor texnologiya ot va tegirmon gʻildiragi edi. Ammo ular odamdan ikki-uch baravar ko'p ish qilishdi. Ammo birinchi ixtirochilar juda g'alati ko'rinadigan qurilmalarni o'ylab topishni boshladilar. “Abadiy sevgi qissasi” filmida Leonardo da Vinchi suv ustida yurish uchun oyoqlariga kichik qayiqlarni mahkamlagan. Bu olim kiyimi bilan ko'lga tushganida bir nechta kulgili voqealarga olib keldi. Garchi bu epizod ssenariy muallifining ixtirosi bo'lsa-da, bunday ixtirolar shunday ko'rinishda bo'lishi kerak - kulgili va kulgili.
19-asr: temir va koʻmir
Lekin 19-asrning oʻrtalarida hammasi oʻzgardi. Olimlar bug'ning kengayishining bosim kuchini tushunishdi. O'sha davrning eng muhim tovarlari qozon ishlab chiqarish uchun temir va ulardagi suvni isitish uchun ko'mir edi. O'sha davr olimlari bug' va gaz fizikasida samaradorlik nima ekanligini va uni qanday oshirish kerakligini tushunishlari kerak edi.
Umumiy holatda koeffitsient formulasi:
ķ=A/Q
ķ - samaradorlik, A - foydali ish, Q - sarflangan energiya.
Ish va iliqlik
Effektivlik (qisqartirilgan samaradorlik) oʻlchovsiz miqdordir. U foiz sifatida aniqlanadi va sarflangan energiyaning foydali ishga nisbati sifatida hisoblanadi. Oxirgi atama ko'pincha beparvo o'smirlarning onalari tomonidan ularni uy atrofida biror narsa qilishga majburlashda qo'llaniladi. Lekin, aslida, bu sarflangan sa'y-harakatlarning haqiqiy natijasidir. Ya'ni, agar mashinaning samaradorligi 20% bo'lsa, u qabul qilingan energiyaning faqat beshdan bir qismini harakatga aylantiradi. Endi sotib olayotgandaavtomobil, o'quvchi savol bo'lmasligi kerak, dvigatel samaradorligi nima.
Agar koeffitsient foiz sifatida hisoblansa, formula:
ķ=100%(A/Q)
ķ - samaradorlik, A - foydali ish, Q - sarflangan energiya.
Yo'qotish va haqiqat
Albatta, bu dalillarning barchasi hayratga sabab bo'ladi. Nega ko'proq yoqilg'i energiyasini sarflay oladigan mashinani ixtiro qilmaysiz? Afsuski, haqiqiy dunyo bunday emas. Maktabda bolalar ishqalanish bo'lmagan, barcha tizimlar yopiq va radiatsiya qat'iy monoxromatik bo'lgan muammolarni hal qilishadi. Ishlab chiqarish zavodlarining haqiqiy muhandislari ushbu omillarning barchasini hisobga olishga majbur. Misol uchun, issiqlik dvigatelining samaradorligi nima va bu koeffitsient nimadan iboratligini ko'rib chiqing.
Bu holatda formula quyidagicha ko'rinadi:
ķ=(Q1-Q2)/Q1
Bunda Q1 - dvigatel isitishdan olgan issiqlik miqdori va Q2 atrof-muhitga bergan issiqlik (odatda muzlatgich deb ataladi).
Yoqilg'i qiziydi va kengayadi, quvvat aylanadigan elementni harakatga keltiradigan pistonni itaradi. Ammo yoqilg'i ba'zi idishda mavjud. Isitilganda u issiqlikni idishning devorlariga o'tkazadi. Bu energiya yo'qotilishiga olib keladi. Pistonning tushishi uchun gazni sovutish kerak. Buning uchun uning bir qismi atrof-muhitga chiqariladi. Va gaz barcha issiqlikni foydali ishlarga bersa yaxshi bo'ladi. Lekin, afsuski, u juda sekin soviydi, shuning uchun issiq bug 'chiqadi. Energiyaning bir qismi havoni isitish uchun sarflanadi. Piston ichi bo'sh metall silindrda harakat qiladi. Uning qirralari devorlarga mahkam o'rnashgan; harakatlanayotganda ishqalanish kuchlari o'ynaydi. Piston ichi bo'sh silindrni isitadi, bu ham energiya yo'qolishiga olib keladi. Rodning yuqoriga va pastga tarjima harakati bir-biriga ishqalanadigan va qizib ketadigan bir qator bo'g'inlar orqali momentga uzatiladi, ya'ni birlamchi energiyaning bir qismi ham bunga sarflanadi.
Albatta, zavod mashinalarida barcha sirtlar atom darajasiga qadar silliqlanadi, barcha metallar kuchli va eng past issiqlik o'tkazuvchanligiga ega, piston moyi esa eng yaxshi xususiyatlarga ega. Lekin har qanday dvigatelda benzin energiyasi qismlarni, havoni va ishqalanishni isitish uchun ishlatiladi.
Tova va qozon
Endi biz qozonning samaradorligi nima ekanligini va u nimadan iboratligini tushunishni taklif qilamiz. Har qanday uy bekasi biladi: agar siz suvni yopiq qopqoq ostida yirtqichlardan qaynatish uchun qoldirsangiz, u holda pechka ustiga suv tomiziladi yoki qopqoq "raqsga tushadi". Har qanday zamonaviy qozon xuddi shunday tarzda joylashtirilgan:
- issiqlik suv bilan toʻla yopiq idishni isitadi;
- suv qizigan bug'ga aylanadi;
- kengayganda, gaz-suv aralashmasi turbinalarni aylantiradi yoki pistonlarni harakatga keltiradi.
Dvigatelda boʻlgani kabi, qozon, quvurlar va barcha boʻgʻinlarning ishqalanishini isitish uchun energiya yoʻqoladi, shuning uchun hech bir mexanizm 100% ga teng samaradorlikka ega boʻlolmaydi.
Karno sikli boʻyicha ishlaydigan mashinalar formulasi issiqlik dvigatelining umumiy formulasiga oʻxshaydi, faqat issiqlik miqdori - harorat oʻrniga.
ķ=(T1-T2)/T1.
Kosmik stansiya
Va agar siz mexanizmni kosmosga qo'ysangiz? Bepul quyosh energiyasi kuniga 24 soat mavjud, har qanday gazni deyarli bir zumda 0o Kelvingacha sovutish mumkin. Balki kosmosda ishlab chiqarish samaradorligi yuqoriroq bo'larmidi? Javob noaniq: ha va yo'q. Bu omillarning barchasi energiyani foydali ishga o'tkazishni sezilarli darajada yaxshilashi mumkin. Ammo ming tonnani istalgan balandlikka etkazish hali ham juda qimmat. Agar bunday zavod besh yuz yil ishlasa ham, u uskunani ko'tarish xarajatlarini qaytarmaydi, shuning uchun fantast yozuvchilar kosmik lift g'oyasidan juda faol foydalanmoqdalar - bu vazifani sezilarli darajada soddalashtiradi va zavodlarni kosmosga o'tkazish uchun tijorat maqsadga muvofiqdir.
