Hatásfok

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából

A hatásfok a rendelkezésre álló energia felhasználásának mértéke. A hatásfok számítása:

\eta = {E_h \over E_b}

ahol:

η – a hatásfok,
Eh – a hasznos energia,
Eb – a befektetett (összes) energia.

A befektetett energia és a hasznos energia különbsége a veszteség (amely hőként, hangként vagy egyéb formában a környezetbe távozik):

 V = {{}\over{}} E_b - E_h

Az energiamegmaradás törvényéből következik, hogy a hatásfok 1-nél, vagy százalékban kifejezve 100%-nál nagyobb nem lehet. Gyakorlatilag a hatásfok mindig kisebb 100%-nál. A javítása a veszteség csökkentésével vagy egy részének hasznosításával történik.

A hétköznapi szóhasználatban az energia szó szerepel, de a valóságban többnyire a teljesítmény értékét számítjuk (bevezetett, kinyert teljesítmény és teljesítményveszteség).

Energiafolyam[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Kombinált ciklusú erőmű tipikus energiafolyama
Q=A fűtőanyag energiája
GT=gázturbina által szolgáltatott energia
ST=gőzturbina által szolgáltatott energia
V1,V2,V3,V4,V5,V6=különböző veszteségek

A veszteségek több forrásból keletkezhetnek, ezt szemléletesen az energiafolyam diagramban (Sankey-diagram) szokták ábrázolni. Az energia áramlását százalékos értékével arányos vastagságú nyíllal jelölik, melyből az egyes veszteségek elágaznak, esetleg valamilyen energiahasznosító művelet segítségével visszaáramolnak a rendszerbe. Példaképpen egy kombinált ciklusú erőmű egyszerűsített energiafolyam ábrája látható, ahol az erőműbe bevezetett energiából a gázturbina által hajtott generátor szolgáltatta elektromos energia (GT) és a gőzturbina generátorának elektromos energiája a hasznos energia. Az erőmű összhatásfoka az ábra jelöléseivel:

\eta= \frac{GT+ST}{Q}

Összhatásfok[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az egyes veszteségek hatását részhatásfokkal lehet figyelembe venni. Az ilyen módon számolt hatásfokokkal az összhatásfok a részhatásfokok szorzatával egyenlő:

\eta_{\ddot o}= \eta_1 * \eta_2 * ... \eta_n \,

Termikus hatásfok[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az ideális Carnot-ciklus hatásfoka :\eta_C=\frac{W}{Q_H}=1-\frac{T_0}{T}, ahol

W a ciklusból nyert munka;
Q_H a hőenergia;
T_0 az alacsonyabb hőmérsékletű hőtartály
T a magasabb hőmérsékletű hőtartály hőmérséklete

Carnot tétele szerint semmilyen termikus folyamat hatásfoka nem lépheti túl ezt az értéket.

Ha a ciklusok számának mértékegysége 1, akkor a munka és a hőmennyiség mértékegysége \rm\frac{J}{1}.

Ugyanezt a hatásfokot kapjuk, ha a munkavégző közeg tömegére vonatkoztatjuk a munkát és a hőmennyiséget, tehát mértékegységeik: \rm\frac{J}{kg}

Részteljesítmény[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Egy adott berendezés (erőgép vagy munkagép) hatásfokát több tényező befolyásolhatja, így környezeti tényezők (például légnyomás, külső hőmérséklet), de jelentősen változhat a hatásfok a terhelés függvényében. Sok veszteség nem, vagy csak kis mértékben függ a berendezés pillanatnyi teljesítményétől, vagyis a bevezetett energiától. Egy forgó villanymotor súrlódási vesztesége független attól, hogy teljes teljesítménnyel dolgozik vagy éppen üresjáratban forog. Az első esetben a hatásfoka a legnagyobb, a másodikban értéke zéró. A műszaki adatok között közölt hatásfok értékek általában a legkedvezőbb esetre értendők. Egy olyan gép értékelésénél, mely gyakran jár részterhelésen, tehát nemcsak a katalógusban megadott hatásfokot kell mérlegelni.

Néhány energiaforrás hatásfoka[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Hivatkozások[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Források[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

További információk[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Kapcsolódó szócikkek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]