Om sammenheng mellom dreiemoment, effekt, turtall og giring

[Kjetil Lura]

Ser du har interesse for fly, da går jeg ut i fra at du kjenner til denne siden: http://www.flightradar24.com

Det fine med giret flymotorer er 70-80% kommer fra viften, mindre drivstoff og støy.

[Andrull]

Tusen takk CFM. Det ga veldig mye mening.

 

Skip/lastetrucker/traktorer etc.. -> Svært stor og tung motor fordi den trenger ikke bruke motorkraft på å holde vekta oppe, og har lav hastighet som gjør at en tung motor ikke påvirker dens egenskaper for mye, men er til gjengjeld svært driftstoffgjerrig.

Fly/helikopter -> Trenger svært lett motor, og det lønner seg å ha mindre effektiv motor mot at den er lettere, da den må buke motorkraft for å holde seg oppe i lufta.

[CFM]

Ser du har interesse for fly, da går jeg ut i fra at du kjenner til denne siden: http://www.flightradar24.com

Det fine med giret flymotorer er 70-80% kommer fra viften, mindre drivstoff og støy.

Såklart.

 

Det gjelder også flymotorer uten gir. De første 737ene (-100 og -200) kom med P&W JT8D som var såkalt "low-bypass fan" motorer.

 

Fra -300 til -900 ble JT8D motorene byttet ut med CFM 56 motorer som var av typen "high-bypass fan" der ca. 80% av luft blir akselerert av vifta i front og sendt utenom selve motoren. Fordelen her er at man får akselerert større volum og trenger da ikke å akselerere lufta like mye som før for å oppnå samme skyvekraft (F = m *a). Det gir blant annet mye mindre støy.

 

80% av total luft inn bypasses motoren og av de resterende 20 prosentene så brukes 20% til ren forbrenning. Altså 4% av all luft inn. Den resterende luften brukes blant annet til kjøling, stabilisering, guiding av flammene i brennkammeret, pakning, oljeånding osv.

 

Geared fan brukes for å kunne ha høyere turtall på lavtrykksturbinen slik at den kan operere i et område der den er mer effektiv. Man kunne jo selvsagt økt diameteren på lavtrykksturbinen og montert flere steg bakover, men det vill gått ut over størrelsen og ødelagt for bypasslufta.

 

Tusen takk CFM. Det ga veldig mye mening.

 

Skip/lastetrucker/traktorer etc.. -> Svært stor og tung motor fordi den trenger ikke bruke motorkraft på å holde vekta oppe, og har lav hastighet som gjør at en tung motor ikke påvirker dens egenskaper for mye, men er til gjengjeld svært driftstoffgjerrig.

Fly/helikopter -> Trenger svært lett motor, og det lønner seg å ha mindre effektiv motor mot at den er lettere, da den må buke motorkraft for å holde seg oppe i lufta.

 

Nja, turbinmotorer er mer effektive enn stempelmotorer, men krever mye mer vedlikehold. Alt til sitt bruk.

Endret 9. oktober 2014 av CFM

[Andrull]

Ok, så det gjelder hovedsakelig med effektiviteten på stempelmotorer altså?

Altså lavt turtall = høy effektivitet og høy vekt

Høyt turtall = lavere effektivitet og lavere vekt

Gitt samme effekt så klart.

 

Hmm vedlikehold ja. Så det er grunnen til at de ikke har dette i store skip osv...?

 

Og kanskje grunnen til at du kan finne turbinmotorer i visse stridsvogner som ofrer vedlikehold mot høyere effektivitet og effekt per kilo? Da høyere ytelse på slagmarken er viktigere enn at den går og går i 20 år uten stopp.

Endret 9. oktober 2014 av Andrull

[CFM]

I korte trekk ja. En flymotor må skifte vitale deler allerede etter rundt 20-30 000 sykluser. En syklus er en flytur, altsa takeoff, cruise og landing. I flytimer blir vel dette et sted mellom 20 000 og 40 000 alt etter hva flyet blir brukt til.

 

Men det er finnes vel en del skip og ferjer som bruker gassturbiner?

Endret 9. oktober 2014 av CFM

[Greddi]

 

Drittslenging? spar meg

 

Om du tror en motor kan begynne å bevege seg uten effekt (og da som en følge, uten energi), så er det kanskje du som bør lære deg litt fysikk.

 

 

Okey... Jeg har aldri sagt at man ikke trenger energi til å bevege en masse. Den energien man putter i sylinderen til å eksplodere, den strømmen man sender gjennom viklingene i elektro motoren til å snurre rundt en akse, er den som skaper moment. Den energien som blir brukt, til å lage momentet, kan være tilstede selv om hjula,aksling og gir står stille eller før man starte å rulle. Dermed ingen effekt.

 

Jeg tror vi snakker om to forskjellige "effekter" her, Jeg håper det. Fordi det er hvor mye energi vi kan putte i motoren per syklus som skaper momentet til å dytte massen. Sammen med sykluser pr minutt så får du effekt.

 

Jo mer energi du putter på en syklus, jo mer moment, er ikke det samme som effekt, hvor du bruker energi pr tidsenhet. som f.eks i minuttet.

Jeg er kanskje ikke noe fantom i bilkategorien, men når det kommer til elektro og effekt så har jeg litt peil. Og da vil jeg bare korrigere at den effekten både jeg (og sannsynligvis AtW) snakker om, altså er i sin klassiske forstand. Altså arbeid utført.

 

F.eks la meg ta:

"Den strømmen man sender gjennom viklingene i elektro motoren til å snurre rundt en akse, er den som skaper moment. "

 

Så fremt det er et eneste elektron som beveger seg i en retning i vindingen, så er det snakk om en effekt og et arbeid. Hvor mange elektroner som beveger seg er strømmen, mens potensialet/"trykket/presset" disse elektronene har, blir spenningen. Multiplisert så utgjør de effekten, oppgitt i Watt eller HK.

 

Så for å generere magnetfeltet, så trengs det å utføre et arbeid. Dette magnetfeltet vil igjen dytte på en magnet som igjen dytter på en aksling. Det er derfor først etter at du har puttet inn effekt at du kan få ut noe dreiemoment.

 

Samme skulle jeg tro det var om eksplosjonen i motoren som beveget på stempelet, som også er arbeid og dermed også definert som effekt. Men her er jeg som sagt ikke like stødig.

Du Greddi tenker kanskje på effekten du kan måle fra hjulene. Altså arbeidet hjulene gjør mot bakken eller rullen som måler effekten. Og det er jo ikke noe mer feil i sin forstand, for det vil jo kunne måles en effekt forskjellige steder i løpet av transmisjonssystemet. Hvor det er litt tap for hver overgang.

 

Man kan også si hvor mye effekt motoren kan levere ut til drivsystemet. Dette blir jo da en tredje effekt. Altså hvor mye effekt du hadde hatt om du målte hvor mye arbeid staget ut fra motoren kunne levere.

 

Men til syvende og sist så MÅ du vel utføre noe arbeid (effekt) før du kan få noe dreiemoment, i alle fall på en elektromotor. (du får ikke noe magnetfelt eller potensiale før du sender strøm gjennom den) .Og på visse motorer så vil rotoren hele tiden henge litt etter magnetfeltet/prøve å ta det igjen.

 

 

 

Stopp der...En elektromotor med høyere effekt og samme moment vil ikke ha høyere akselerasjon, men høyere toppfart.

Altså sagt på en annen måte. Elektromotoren med høyere effekt vil kunne nå et høyere turtall? Ja, det er jo eneste måten å få motoren til å ha høyere effekt, uten å påvirke dreiemomentet slik jeg har skjønt det.

 

Det jeg snakker om, hvis du holder på akslingen på elektromotoren slik at den står bomstilt, og du pøser på med energi. Akslingen beveger seg ikke. Dreiemomentet er der. Husk newtons tredje lov. For hver kraft du tilfører så finnes det en motkraft.

Du kan fortsatt bruke energi, uten å utføre arbeid. Fordi Arbeid er definert som masse*strekning(forflytting. Effekt= arbeid/tid. Men sånn ellers er jeg enig med deg.

 

Eller for å si det slik du kan hoppe og svette på en plass, men du har ikke gjort en arbeid før du har flyttet en centimeter, dermed har hoppingen ingen effekt.

[ATWindsor]

Bare fordi du på overordnet nivå ikke beveger deg, så betyr det hverken at det ikke utføres noe arbeid, eller at det ikke tilføres eller utvikles noen effekt, sistnevnte sier seg vel nesten selv? Det koster helt åpenbart energi å stå og hoppe.

 

AtW

[Andrull]

Det jeg snakker om, hvis du holder på akslingen på elektromotoren slik at den står bomstilt, og du pøser på med energi. Akslingen beveger seg ikke. Dreiemomentet er der. Husk newtons tredje lov. For hver kraft du tilfører så finnes det en motkraft.

 

 

Du kan fortsatt bruke energi, uten å utføre arbeid. Fordi Arbeid er definert som masse*strekning(forflytting. Effekt= arbeid/tid. Men sånn ellers er jeg enig med deg.

 

Eller for å si det slik du kan hoppe og svette på en plass, men du har ikke gjort en arbeid før du har flyttet en centimeter, dermed har hoppingen ingen effekt.

Jeg ser poenget ditt, og du tar ikke feil, men du er som AtW nettopp nevnte, på et overordnet nivå, hvor det tidligere i linjen har blitt utført et arbeid. Går du lenger tilbake i drivlinjen, til hvor det hele starter, altså i elektro-delen (spolen), så skjer det så absolutt et arbeid, uavhengig av hva du gjør med akslingen.

 

Det hadde vært riktig om du hadde en strømbryter hvor du kuttet strømmen. Da hadde du fått et potensiale (spenning fra batteriet), men ingen effekt, da det ikke går noe strøm. Går det strøm, så beveger elektronene på seg, og det skjer arbeid og du har effekt.

 

Så om du holder igjen akslingen så vil du faktisk kunne oppleve å bruke MER effekt enn, og det blir enorm varmeutvikling da virkningsgraden går ned til 0, og alt arbeidet går over til varme fremfor rotasjon. Det er selvsagt fortsatt et dreiemoment som prøver å vri rundt hånden din, men det kommer av arbeidet som utføres tidligere. (dette er selvsagt drepen på motoren)

 

Om du derimot ser på det overordnende at det er akslingen som leverer effekt og er "energikilden", så stemmer det selvsagt at du ikke har noe effekt når den står stille. Da har du bare et potensiale og et dreiemoment.

Endret 9. oktober 2014 av Andrull

[ATWindsor]

 

Om du derimot ser på det overordnende at det er akslingen som leverer effekt og er "energikilden", så stemmer det selvsagt at du ikke har noe effekt når den står stille. Da har du bare et potensiale og et dreiemoment.

 

 

 

Joa, man da vil den jo heller ikke bevege seg, som var en av forutsetningene?

 

AtW

[Greddi]

Bare fordi du på overordnet nivå ikke beveger deg, så betyr det hverken at det ikke utføres noe arbeid, eller at det ikke tilføres eller utvikles noen effekt, sistnevnte sier seg vel nesten selv? Det koster helt åpenbart energi å stå og hoppe.

 

AtW

Selvfølgelig koster det energi, men som sagt, per definisjon, så har du ikke utført arbeid mtp arbeid=strekning*masse. Du kan dytte på en masse, og massen vil ikke rikke en millimeter. Du har brukt masse energi, men har ikke gjort en arbeid, dermed ingen effekt på massen.

 

EDIT: Energi =! effekt btw, man tilføre ikke effekt for å utføre arbeid, man tilføre energi [ws], til å utføre arbeid. Effekt [w] er bruk av energi pr tidsenhet.

 

 

Jeg ser poenget ditt, og du tar ikke feil, men du er som AtW nettopp nevnte, på et overordnet nivå, hvor det tidligere i linjen har blitt utført et arbeid. Går du lenger tilbake i drivlinjen, til hvor det hele starter, altså i elektro-delen (spolen), så skjer det så absolutt et arbeid, uavhengig av hva du gjør med akslingen.

 

Det hadde vært riktig om du hadde en strømbryter hvor du kuttet strømmen. Da hadde du fått et potensiale (spenning fra batteriet), men ingen effekt, da det ikke går noe strøm. Går det strøm, så beveger elektronene på seg, og det skjer arbeid og du har effekt.

 

Så om du holder igjen akslingen så vil du faktisk kunne oppleve å bruke MER effekt enn, og det blir enorm varmeutvikling da virkningsgraden går ned til 0, og alt arbeidet går over til varme fremfor rotasjon. Det er selvsagt fortsatt et dreiemoment som prøver å vri rundt hånden din, men det kommer av arbeidet som utføres tidligere. (dette er selvsagt drepen på motoren)

 

 

 

Der er jeg stortsett enig i.

 

 

Om du derimot ser på det overordnende at det er akslingen som leverer effekt og er "energikilden", så stemmer det selvsagt at du ikke har noe effekt når den står stille. Da har du bare et potensiale og et dreiemoment.

Endelig er det noen som forstår.

Endret 9. oktober 2014 av Greddi

[ATWindsor]

At det ikke utføres arbeid på massen i eksemplet ditt er ikke det samme som at det ikke tilføres eller utvikles noen effekt.

 

Ellers er det ikke rart folk ikke forstår deg når du svarer bekreftende på spørsmålet om en motor uten effekt beveger seg, det er ikke det samme som at en aksling ikke utfører et arbeid på en ekstern last når den står stille.

 

AtW

[Greddi]

Det tilførers energi, men det er ikke noe effekt, før den begynner å flytte på seg.

Hvor uklar er definasjonen på arbeid?

[ATWindsor]

Det tilførers energi, men det er ikke noe effekt, før den begynner å flytte på seg.

Hvor uklar er definasjonen på arbeid?

 

For det første var påstanden at motoren kunne bevege på seg uten tilført effekt, ikke at om uttaket ikke beveger seg så produserer det ikke noe effekt (noe som heller ikke er riktig, jeg vil kalle det i beste fall unøyaktig), og man kan jo spørre seg hvor uklart begrepet effekt er også. Det virker ikke som du har helt kontroll på det.

 

AtW

[Greddi]

 

Det tilførers energi, men det er ikke noe effekt, før den begynner å flytte på seg.

Hvor uklar er definasjonen på arbeid?

 

For det første var påstanden at motoren kunne bevege på seg uten tilført effekt, ikke at om uttaket ikke beveger seg så produserer det ikke noe effekt (noe som heller ikke er riktig, jeg vil kalle det i beste fall unøyaktig), og man kan jo spørre seg hvor uklart begrepet effekt er også. Det virker ikke som du har helt kontroll på det.

 

AtW

 

 

Effekt= dreiemoment*vinkelhastighet

Effekt= arbeid/tidsenhet

arbeid= Effekt*tid

 

You pick

 

ingen arbeid = 0 effekt

ingen rotasjon = 0 effekt

 

Dreimoment kan være tilstede og ligge som potensiel energi. dermed så kan du ha 1000nm på ved 0 rpm. Alikevel så er effekten null, siden den er produktet. Men med engang det begynner å bikke over og du får en resultant kraft som går mot en retning, og massen beveger seg framover, da får du effekt.

 

Jeg holder ting adskilt. Du tilfører ikke effekt for at en motor skal svive, du tilfører energi for at motor skal svive. Effekt er resultatet. Effekt er når du måler hvor mye energi du bruker per tidsenhet.

[ATWindsor]

 

 

Det tilførers energi, men det er ikke noe effekt, før den begynner å flytte på seg.

Hvor uklar er definasjonen på arbeid?

 

For det første var påstanden at motoren kunne bevege på seg uten tilført effekt, ikke at om uttaket ikke beveger seg så produserer det ikke noe effekt (noe som heller ikke er riktig, jeg vil kalle det i beste fall unøyaktig), og man kan jo spørre seg hvor uklart begrepet effekt er også. Det virker ikke som du har helt kontroll på det.

 

AtW

 

 

Effekt= dreiemoment*vinkelhastighet

Effekt= arbeid/tidsenhet

arbeid= Effekt*tid

 

You pick

 

ingen arbeid = 0 effekt

ingen rotasjon = 0 effekt

 

Dreimoment kan være tilstede og ligge som potensiel energi. dermed så kan du ha 1000nm på ved 0 rpm. Alikevel så er effekten null, siden den er produktet. Men med engang det begynner å bikke over og du får en resultant kraft som går mot en retning, og massen beveger seg framover, da får du effekt.

 

Jeg holder ting adskilt. Du tilfører ikke effekt for at en motor skal svive, du tilfører energi for at motor skal svive. Effekt er resultatet. Effekt er når du måler hvor mye energi du bruker per tidsenhet.

 

 

Effekt er energi per tidsenhet, problemet ditt er at du antar det ikke er noe energi noe sted i systemet, bare fordi det ikke er noe energi på ett sted. Det er null effekt som tilføres for å øke den kinetiske energien til noe som ikke startet å rotere, det betyr ikke at det ikke er noen effekt i systemet. Eller sagt på en annen måte, det finnes andre typer arbeid og effekt en mekanisk.

 

Du kan ikke tilføre energi uten å tilføre effekt, fordi effekt er energi per tidsenhet. Og effekt er resultatet av hva mener du? Effekt er resultatet av energi? Det er vel omtrent som å si at fart er resultatet av endring av posisjon, det er er to mål på samme situasjon, fysisk sett er ikke det ene noe resultat av det andre som sådan.

 

AtW

Endret 9. oktober 2014 av ATWindsor

[Greddi]

Effekt er energi per tidsenhet, problemet ditt er at du antar det ikke er noe energi noe sted i systemet, bare fordi det ikke er noe energi på ett sted. Det er null effekt som tilføres for å øke den kinetiske energien til noe som ikke startet å rotere, det betyr ikke at det ikke er noen effekt i systemet. Eller sagt på en annen måte, det finnes andre typer arbeid og effekt en mekanisk.

Nå legger du ord i min munn. Du kan legge påføre så mye energi i form av vektorkraft så mye du vil i alle retninger. Så lenge resultant kraften er lik NULL og den sitter bom stille. Så er det per definisjon ingen arbeid. Ingen ytelse ble gjort, dermed ingen effekt. Hvor mye energi den har i i form av varme eller bevegelige deler i seg er et helt annen problemstilling. Jeg snakker på et overordnet nivå nå.

 

Du kan ikke tilføre energi uten å tilføre effekt, fordi effekt er energi per tidsenhet. Og effekt er resultatet av hva mener du? Effekt er resultatet av energi? Det er vel omtrent som å si at fart er resultatet av endring av posisjon, det er er to mål på samme situasjon, fysisk sett er ikke det ene noe resultat av det andre som sådan.

 

AtW

Det jeg sier at effekt[w] er ikke noe du tilføre et system. Effekt[w] er et nøkkeltall som fortelle hvor mye energi[ws] du forbruker per tidsenhet. Altså effekt er et tall som forteller hvor mye et system yter i en gitt tid. Tok du den?

[ATWindsor]

 

Effekt er energi per tidsenhet, problemet ditt er at du antar det ikke er noe energi noe sted i systemet, bare fordi det ikke er noe energi på ett sted. Det er null effekt som tilføres for å øke den kinetiske energien til noe som ikke startet å rotere, det betyr ikke at det ikke er noen effekt i systemet. Eller sagt på en annen måte, det finnes andre typer arbeid og effekt en mekanisk.

Nå legger du ord i min munn. Du kan legge påføre så mye energi i form av vektorkraft så mye du vil i alle retninger. Så lenge resultant kraften er lik NULL og den sitter bom stille. Så er det per definisjon ingen arbeid. Ingen ytelse ble gjort, dermed ingen effekt. Hvor mye energi den har i i form av varme eller bevegelige deler i seg er et helt annen problemstilling. Jeg snakker på et overordnet nivå nå.

 

Du kan ikke tilføre energi uten å tilføre effekt, fordi effekt er energi per tidsenhet. Og effekt er resultatet av hva mener du? Effekt er resultatet av energi? Det er vel omtrent som å si at fart er resultatet av endring av posisjon, det er er to mål på samme situasjon, fysisk sett er ikke det ene noe resultat av det andre som sådan.

 

AtW

Det jeg sier at effekt[w] er ikke noe du tilføre et system. Effekt[w] er et nøkkeltall som fortelle hvor mye energi[ws] du forbruker per tidsenhet. Altså effekt er et tall som forteller hvor mye et system yter i en gitt tid. Tok du den?

 

 

Nå legger jeg ord i munnen din, så gjør du akkurat det samme jeg sier du gjør en gang til? I fysikk kan det ofte være nødvendig å uttrykke seg presist. At det ikke er noen effekt er i utgangspunktet et mye bredere utsagn (og et helt annet enn at motoren kan bevege seg uten effekt, som var det opprinnelige), en at det ikke utføres mekanisk arbeid av en konkret del av motoren. Poenget er at du ikke snakker på overordnet nivå, du snakker på spesifikt delnivå, som er greit nok, men lurt å presisere.

 

Effekt forteller ikke bare hva man forbruker, eller hva et system yter, for det første er effekten til et system ytelsespotensialet, ikke ytelsen i seg selv, rent fysisk, men på en motor er det jo ytelsen som blir oppgitt når man oppgir effekten som tall, men det er ikke noe som er helt generelt, grunnen til at jeg snakker om å tilføre effekt er at effekt også kan brukes til å tilføre et system energi, en varmeovn tilfører effekt til et rom feks. (forøvrig uten at det skjer noe makroskopisk arbeid av den grunn). I dette tilfellet kan man snakke om energien motoren får av driftstoffet, eller energien motoren overfører til andre deler, eller lagret energi, derfor har jeg presisert hva jeg snakket om med "tilført effekt".

 

AtW

[Greddi]

(og et helt annet enn at motoren kan bevege seg uten effekt, som var det opprinnelige)

 

Den kan ikke begynne å bevege seg uten tilført energi i form av moment.

 

 

 

Effekt forteller ikke bare hva man forbruker, eller hva et system yter, for det første er effekten til et system ytelsespotensialet, ikke ytelsen i seg selv, rent fysisk, men på en motor er det jo ytelsen som blir oppgitt når man oppgir effekten som tall

Det tallet du ser merket på et system er ytelse potensialet @ 100% rpm. Hva den faktiske ytelsen rent fysisk sett er forskjellig, er avhengig hva hvor hardt du kjører systemet. Og hvor mye arbeid du får utført per tidsenhet.

 

Du har har snakket om effekt[w] som om det var noe som blir tilført... tilført effekt i mitt hode betyr at du oppgradere systemet til å yte mer, ikke forbruke det. Og når konteksten er at man ikke gjør arbeid, så skjer det ingen effekt.

 

Man kan fortsatt bruke energi, eller innføre mer energi i systemet, tilføre et moment i framover retning uten at den måtte flytte på seg. Den vil få et høyere energinivå, eller ha mer energi som du vil kalle det.

 

Det du heller burde sagt, varmeovn har en effekt, og den kan tilføre rommet så mye energi[ws] i løpet av den tiden med den effekten[w]. [ws]=[w]*. Den tilfører ikke rom effekt[w]. På samme måte så kan du si i en bil: turboen sammen med bensinpumpa har en effekt, den kan tilføre så mye energi (og ikke effekt) i sylinderen i løpet av den syklusen, og skape den dreiemomentet. Du har vært upresist med order effekt.

 

Hadde du sagt i tesla tråden: Dreiemoment er bestemt av tilført energi pr syklus, så hadde vi ikke hatt denne 7 siders lange tråden.

[ATWindsor]

Nå er det du som er upresis, "tilført energi per syklus" er bare en annen måte å si effekt på, om du mener det hadde skippet hele tråden, så må du ta det på din egen kappe, for da har du ikke forstått begrepet effekt. Man kan kanskje si det er mer presist å si at du tilfører energi, og ikke tilfører effekt, men det bør være ganske tydelig hva man mener når man sier tilføre energi, og poenget er uansett det samme, ovnen har en effekt selv om den ikke utfører makroskopisk arbeid.

 

Forøvrig er gjerne effekttallet ytelsen på maks effekt, ikke maks turtall.

 

Resten av innlegget ditt forstår jeg ikke, hva er poenget ditt? bruker man energi eller tilfører energi, så er det en effekt involvert, som jeg sa, er du ikke enig i det?

 

AtW

[Greddi]

effekt er energi pr tidsenhet, er ikke det samme som energi pr syklus. Fordi du kan ha flere sykluser pr tidsenhet.

 

Effekt [w] = Energi pr tidsenhet = energi pr syklus * antall sykluser pr tidsenhet (rpm)

 

Er det presist nok?

 

For å si det sånn, jo mer bensin du kan stappe i den sylinderen til å lage en kraftigere eksplosjon i sylinderen jo større kraft/moment får du på selve armen til å svive akslingen, dermed større moment. Jo oftere du kan gjøre operasjonen pr tidenhet, jo mer effektiv er du.

Endret 10. oktober 2014 av Greddi