Ideální stroj - Ideal machine

Termín ideální stroj odkazuje na hypotetický mechanický systém ve kterém energie a síla nejsou ztraceny nebo rozptýleny třením, deformací, opotřebením nebo jinou neúčinností. Ideální stroje mají teoretický maximální výkon, a proto se používají jako základní linie pro hodnocení výkonu skutečných systémů strojů.[1][2]

A jednoduchý stroj, jako je páka, řemenice nebo ozubené soukolí, je „ideální“, pokud je příkon stejný jako příkon zařízení, což znamená, že nedochází ke ztrátám. V tomto případě mechanická účinnost je 100%.

Mechanická účinnost je výkon stroje ve srovnání s jeho teoretickým maximem prováděným ideálním strojem. Mechanická účinnost jednoduchého stroje se vypočítá vydělením skutečného výkonu ideálním výkonem. To se obvykle vyjadřuje v procentech.

Ke ztrátě energie ve skutečném systému může dojít mnoha způsoby, například třením, deformací, opotřebením, tepelnými ztrátami, neúplnou chemickou přeměnou, magnetickými a elektrickými ztrátami.

Kritéria

A stroj sestává ze zdroje energie a mechanismu pro řízené využívání této energie. Zdroj energie se při výrobě tepla často spoléhá na chemickou přeměnu, která se pak používá k výrobě energie. Každá fáze procesu výroby energie má maximální limit výkonu, který je označen jako ideální.

Jakmile je generována síla, komponenty mechanismu stroje ji směrují k užitečným silám a pohybu. Ideální mechanismus neabsorbuje žádnou energii, což znamená, že příkon se rovná výkonu.

Příkladem je automobil motor (spalovací motor ), které spaluje palivo (an exotermické chemická reakce) uvnitř válce a využívá expandující plyny k pohonu a píst.[3] Pohyb pístu otáčí klikovým hřídelem. Zbývající mechanické součásti, jako je přenos, hnací hřídel, rozdíl, nápravy a kola tvoří mechanismus přenosu energie, který směruje energii z motoru do třecích sil na silnici a pohybuje se automobilem.

Ideální stroj má maximální výkon přeměny energie v kombinaci s bezztrátovým mechanismem přenosu energie, který poskytuje maximální výkon.

Viz také

Reference

  1. ^ J. J. Uicker, G. R. Pennock a J. E. Shigley, 2003, Teorie strojů a mechanismů, Oxford University Press, New York.
  2. ^ B. Paul, 1979, Kinematika a dynamika rovinných strojů, Prentice Hall.
  3. ^ "Spalovací motor", Stručná encyklopedie vědy a techniky, Třetí vydání, Sybil P. Parker, ed. McGraw-Hill, Inc., 1994, str. 998.