Foydali ish koeffitsiyenti

Foydali ish koeffitsiyenti (FIK) — tizim (qurilma, mashina)ning energiyani o‘zgartirish yoki uzatish samaradorligini ifodalovchi ko‘rsatkich. U foydali ishlatilgan energiyaning tizim olgan jami energiyaga nisbati bilan aniqlanadi; odatda η («eta») bilan belgilanadi. FIK o‘lchamsiz kattalik bo‘lib, ko‘pincha foizlarda ifodalanadi. Bu atama ko‘pincha hisob-kitoblarga bog‘liq bo‘lmagan holda, biror narsaning samaradorligini ifodalovchi ko‘chma ma’noda ham ishlatiladi.

Ta’rif

Matematik jihatdan FIK quyidagicha aniqlanadi:

η=AUAF,

bu yerda AU — foydali ish (energiya), AF — jami ish (energiya).

Agar FIK foizlarda ifodalansa, bu formula ba’zan quyidagicha yoziladi:

η=AUAF×100%.

Bu yerda 100% ga ko‘paytirish mazmunan hech narsani o‘zgartirmaydi, chunki 100%=1. Shu sababli formulani yozishning ikkinchi usuli kamroq ma’qul hisoblanadi (bir xil fizik kattalik, u qatnashgan formulalardan qat’i nazar, turli birliklarda ifodalanishi mumkin).

Ma’lumki, energiyaning saqlanish qonuni va energiyaning bartaraf etib bo‘lmaydigan yo‘qotishlari tufayli haqiqiy tizimlarning FIKi doimo birdan kichik bo‘ladi, ya’ni sarflangan energiyaga teng yoki undan ko‘p foydali ish olish mumkin emas.

Issiqlik dvigatelining FIKi — bajarilgan foydali ishning dvigatel bajargan foydali ishning isitgichdan olingan energiyaga nisbatidir. Issiqlik dvigatelining FIKi quyidagi formula bilan hisoblanadi:

η=Q1−Q2Q1,

bu yerda Q1 — issiqlik miqdori, isitgichdan olingan; Q2 — sovitgichga berilgan issiqlik miqdori. Isitgichning belgilangan harorati T1 va sovitgichning harorati T2 belgilangan sharoitda siklik ishlovchi mashinalar orasida eng yuqori FIKga Karno sikli asosida ishlaydigan issiqlik dvigatellari ega; bu chegaraviy FIK quyidagiga teng:

ηk=T1−T2T1.

Shunga o‘xshash boshqa ko‘rsatkichlar

Energiya jarayonlarining samaradorligini tavsiflovchi barcha ko‘rsatkichlar ham yuqoridagi ta’rifga mos kelavermaydi. Hatto ular an’anaviy yoki noto‘g‘ri ravishda «foydali ish koeffitsiyenti» deb atalsa ham, boshqa xususiyatlarga ega bo‘lishi, xususan, 100 %.

Ayrim qurilmalarning haqiqiy FIK qiymatlari

Ayrim qurilmalarning FIK qiymatlari
Elektr dvigatel 80 - 90 %
Avtomobil dvigateli 20 - 40 %
Cho‘g‘lanma lampa 5 - 10 %
LED lampa 80 - 95 %
Issiqlik elektr stansiyasi 35 - 45 %

Qozonlarning FIKi

Organik yoqilg‘ida ishlaydigan qozonlarning FIKi odatda yonishning quyi issiqligi bo‘yicha hisoblanadi; bunda namlik yonish mahsulotlaridagi qozondan o‘ta qizigan bug‘ ko‘rinishida chiqib ketadi deb hisoblanadi. Kondensatsion qozonlarda esa bu namlik kondensatsiyalanadi, kondensatsiyalanish issiqligi foydali ishlatiladi. FIK yonishning quyi issiqligi bo‘yicha hisoblanganda, uning qiymati birdan katta chiqishi mumkin. Bunday holatda uni yonishning yuqori issiqligi bo‘yicha hisoblash to‘g‘riroq bo‘ladi, chunki bunda bug‘ning kondensatsiyalanish issiqligi ham hisobga olinadi; biroq bu holda bunday qozon ko‘rsatkichlarini boshqa qurilmalar ko‘rsatkichlari bilan taqqoslash qiyinlashadi.

Issiqlik nasoslari va sovitish mashinalari

Issiqlik nasoslarining isitish qurilmasi sifatidagi afzalligi shundaki, ular ishlashi uchun sarflangan energiyadan ko‘proq issiqlik olish imkonini beradi. Sovitish mashinasi esa sovitilayotgan qismdan jarayonni amalga oshirishga sarflangan energiyadan ko‘proq issiqlikni olib chiqishi mumkin.

Mashinalarning samaradorligini sovitish koeffitsiyenti[ingl.]

εX=QX/A,

bu yerda QX — sovuq qismdan olinadigan issiqlik (sovitish mashinalarida — sovitish unumdorligi); A — shu jarayonga sarflanadigan ish (yoki elektr energiyasi).

Issiqlik nasoslari uchun o‘zgartirish koeffitsiyenti

εΓ=QΓ/A,

bu yerda QΓ — issiqlik tashuvchiga uzatiladigan kondensatsiyalanish issiqligi; A — shu jarayonga sarflanadigan ish (yoki elektr energiyasi).

Ideal mashinada QΓ=QX+A, bundan ideal mashina uchun εΓ=εX+1

Sovitish mashinalari orasida eng yuqori samaradorlik ko‘rsatkichiga teskari Karno sikli ega: unda sovitish koeffitsiyenti

ε=TXTΓ−TX,

bu yerda TΓ, TX — haroratlari — issiq va sovuq qismlarning, K. Ravshanki, bu kattalik istalgan darajada katta bo‘lishi mumkin; amalda unga yaqinlashish qiyin bo‘lsa-da, sovitish koeffitsiyenti birdan katta bo‘lishi mumkin. Bu holat termodinamikaning birinchi qonuni ga zid emas, chunki hisobga olinayotgan A energiyasidan (masalan, elektr energiyasidan) tashqari, Q issiqlikka sovuq manbadan olingan energiya ham qo‘shiladi.

Mexanik FIK

Mexanik FIK energiyani mexanik uzatmalar orqali uzatishda yuz beradigan yo‘qotishlarni ifodalovchi ko‘rsatkichdir. Bunday uzatmalarga tishli, chervyakli, tasmali, kardanli, sharnirli uzatmalar kiradi. Uzatish jarayonida energiya bir turdan boshqasiga aylantirilmasa ham, mexanik FIK, masalan, dvigatelning FIKi kabi muhim kattalik hisoblanadi va hisob-kitoblarda albatta inobatga olinadi. U reduktorlar, uzatmalar qutilari, val uzatmalari hamda boshqa mexanizmlarning muhim tavsifidir.

ηm=N2/N1,

bu yerda N1 — mexanizmga uzatiladigan quvvat; N2 — mexanizmdan olinadigan quvvat.

Adabiyotlar