Идеальная машина

Термин «идеальная машина» относится к гипотетической механической системе , в которой энергия и мощность не теряются и не рассеиваются из-за трения, деформации, износа или других неэффективностей. Идеальные машины обладают теоретической максимальной производительностью и поэтому используются в качестве основы для оценки производительности реальных машинных систем. ^[1]^[2]

, Простая машина такая как рычаг, шкив или зубчатая передача, является «идеальной», если входная мощность равна выходной мощности устройства, а это означает отсутствие потерь. В этом случае механический КПД составляет 100%.

Механический КПД — это производительность машины по сравнению с теоретическим максимумом идеальной машины. Механический КПД простой машины рассчитывается путем деления фактической выходной мощности на идеальную выходную мощность. Обычно это выражается в процентах.

Потери мощности в реальной системе могут происходить разными способами, например, из-за трения, деформации, износа, тепловых потерь, неполного химического преобразования, магнитных и электрических потерь.

Критерии

Машина . состоит из источника энергии и механизма контролируемого использования этой энергии Источник энергии часто основан на химическом преобразовании для выработки тепла, которое затем используется для выработки электроэнергии. Каждый этап процесса производства электроэнергии имеет максимальный предел производительности, который считается идеальным.

Как только энергия генерируется, компоненты механизма машины направляют ее на полезные силы и движение. Идеальный механизм не поглощает никакой энергии, а это означает, что входная мощность равна выходной мощности.

Примером является автомобильный двигатель ( двигатель внутреннего сгорания ), который сжигает топливо ( экзотермическая химическая реакция) внутри цилиндра и использует расширяющиеся газы для приведения в движение поршня . ^[3] Движение поршня вращает коленчатый вал. Остальные механические компоненты, такие как трансмиссия , приводной вал , дифференциал , оси и колеса, образуют механизм передачи мощности, который направляет мощность двигателя на силы трения на дороге для перемещения автомобиля.

Идеальная машина имеет максимальную производительность преобразования энергии в сочетании с механизмом передачи мощности без потерь, что обеспечивает максимальную производительность.

См. также

Ссылки

^ Дж. Дж. Уикер, Г. Р. Пеннок и Дж. Э. Шигли, 2003, Теория машин и механизмов, Oxford University Press, Нью-Йорк.
^ Б. Пол, 1979, Кинематика и динамика плоского оборудования , Прентис Холл.
^ «Двигатель внутреннего сгорания», Краткая энциклопедия науки и технологий , третье издание, Сибил П. Паркер, изд. McGraw-Hill, Inc., 1994, с. 998 .

[Uicker2003-1] Дж. Дж. Уикер, Г. Р. Пеннок и Дж. Э. Шигли, 2003, Теория машин и механизмов, Oxford University Press, Нью-Йорк.

[2] Б. Пол, 1979, Кинематика и динамика плоского оборудования , Прентис Холл.

[3] «Двигатель внутреннего сгорания», Краткая энциклопедия науки и технологий , третье издание, Сибил П. Паркер, изд. McGraw-Hill, Inc., 1994, с. 998 .

[1]

[2]

[3]