Blok I: PODSTAWY TECHNIKI Lekcja 7: Charakterystyka pojęć: energia, praca, moc, sprawność, wydajność maszyn (1 godz.) 1. Energia mechaniczna 2. Praca 3.

Prezentacja na temat: "Blok I: PODSTAWY TECHNIKI Lekcja 7: Charakterystyka pojęć: energia, praca, moc, sprawność, wydajność maszyn (1 godz.) 1. Energia mechaniczna 2. Praca 3."— Zapis prezentacji:

1 Blok I: PODSTAWY TECHNIKI Lekcja 7: Charakterystyka pojęć: energia, praca, moc, sprawność, wydajność maszyn (1 godz.) 1. Energia mechaniczna 2. Praca 3. Moc 4. Sprawność maszyn Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

2 Energia mechaniczna

3 1. Energia mechaniczna Energia jest jedną z wielkości charakteryzujących stan układu fizycznego, np. maszyny, jego ruch i wzajemne oddziaływanie układów. Energia może występować w różnych postaciach jako energia mechaniczna, elektryczna, chemiczna, cieplna, sprężysta, odśrodkowa itp. Wszystkie postacie energii mogą ulegać wzajemnym przemianom zgodnie z zasadą zachowania energii. Energia jest wielkością skalarną i można ją mierzyć ilością wykonanej pracy. Dlatego energią nazywamy też zdolność jakiegoś układu fizycznego do wykonania określonej pracy. Jednostki energii są takie same jak jednostki pracy.

4 Praca

5 2. Praca Praca jest to wielkość skalarna, którą najprościej można określić iloczynem siły F działającej na ciało i przemieszczenia tego ciała, czyli drogi S. Jednostką pracy jest 1 dżul [1J]. W – praca [J], F – siła [N], S – droga [m], α – kąt zawarty pomiędzy kierunkiem siły a kierunkiem przesunięcia

6 2. Praca Jednostką energii i pracy jest dżul (J). Dżul jest to energia równa pracy wykonanej przez siłę jednego niutona w kierunku jej działania na drodze o długości jednego metra W mechanizmach i układach maszyn mamy do czynienia najczęściej z pracą mechaniczną przy pokonywaniu różnych oporów podczas ruchów postępowych, obrotowych i złożonych. Efektem pracy w niektórych mechanizmach są też odkształcenia lub zmiany ciśnienia i objętości. Występuje również praca przemian termodynamicznych. Znając wielkość pracy wykonywanej przez maszynę i czas, w którym ta praca jest zrealizowana można określić zapotrzebowanie maszyny na moc napędową.

7 Moc

8 3. Moc Moc średnia jest to stosunek pracy W do czasu t, w jakim ta praca została wykonana: Jednostką mocy jest wat (W). Wat jest to moc, przy której praca jednego dżula jest wykonana w czasie jednej sekundy Zapotrzebowanie danej maszyny na moc jest uwarunkowane zakresem wykonywanych przez nią prac i rozwiązaniem konstrukcyjnym maszyny. Przy bardziej złożonych konstrukcjach na moc pobieraną przez maszynę składają się moce potrzebne do napędu poszczególnych zespołów i układów roboczych oraz moc potrzebna do przetaczania maszyny. Zapotrzebowanie maszyny na moc jest większe niżby to wynikało z wykonanej przez nią pracy użytecznej. Część mocy zostaje bowiem zużyta na pokonanie oporów tarcia w poszczególnych przekładniach i mechanizmach czy też na pokrycie innych strat. Pod tym względem charakteryzuje maszynę jej sprawność.

9 Sprawność maszyn

10 10 4. Sprawność maszyn Sprawność ogólną η (eta) określa się stosunkiem energii wykorzystanej na pracę użyteczną do energii doprowadzonej do tej maszyny w tym samym czasie. Dla maszyn z układem napędowym mechanicznym sprawność mechaniczna przy ustalonym ruchu wynosi Gdzie: W u - praca użyteczna, W t - praca oporów szkodliwych. O sprawności ogólnej maszyny decydują sprawności poszczególnych zespołów i mechanizmów (np. sprawności przekładni). Sprawność jest wielkością niemianowaną o wartości: 0< η <1. Wyższa wartość sprawności świadczy o lepszym wykorzystaniu energii doprowadzonej do maszyny. Na przykład sprawność silnika elektrycznego wynosi 0,85, a silnika samochodowego 0,2—0,32.