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機械效率

mechanical efficiency

吳重雄
2002年12月
力學名詞辭典

名詞解釋:

  一機械在單位時間內所作的功,稱為功率,其英制單位為馬力(horsepower,簡寫為 hp),而公制單位為瓩(killowatt,簡寫為 kW)。以上兩單位之定義為:1 hp=550 ft-lb/s,1 kW=1000 Newton-m/s。卻利用一機械來替我們人類作工,首先我們必須給予機械一些能量,假設吾人對機械的輸入功率以 Ph 表示之,則由於機械內各相對運動元件之間的摩擦與其他因素所造成的能量損失,該機械的輸出功率 Pt 必定小於其輸入功率 Ph,此時吾人稱 Pt 與 Ph 之比值為該機械(或設備)的機械效率ηmech,若以數學式表之,則機械效率之定義為:ηmech=Pt-Ph。以下即以一渦輪機為例,來說明機械效率的物理意義:  令 Q 表渦輪機的淨體積流率(net flow rate of volume),ΔQ表由於洩漏等因素所造成的體積流率損失,又令 H 表示淨運轉落差(net operating head),而ΔH上表示總落差損失(total headless),則 Ph=γQH稱為水力功率(hydraulic power),而 Pa=γ(Q-ΔQ)(H-ΔH)稱為實際水力功率(actualhydraulic power),上兩式中之γ表示水的重量密度(weight density)。一渦輪機之制動馬力(brake horse power)可以下式估計之:Pt=Ph-ΔPmech,上式中之ΔPmech 係由軸承摩擦及空氣摩擦所造成的機械損失(mechanical loss)。所謂渦輪機的機械效率ηmech,其定義如下(參見 overall efficiency):   

機械效率

mechanical efficiency

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