Fuqia dhe rendimenti,rruget e permiresimit te tyre.
Ndarja e Puneve
1 Ndarja e puneve dhe pershkrimi mbi konceptet
“Rendiment”, “fuqia”.
2 Rendimenti i makinave termike.
3 Sistemi i ftohjes dhe lidhja me rendimentin në
motorët me djegie të brendëshme.
4 Sistemi i vajisjes dhe lidhja me rendimentin.
Synimet:
1. Te vleresohet iniciativa e lire.
2. Te kuptohet lidhja e fizikes me praktiken dhe teknologjine.
3. Te ushtrohemi ne kerkimin e burimeve te ndryshme te informacionit dhe ti
krahasojme ata me fryme kritike.
4. Te vecojme informacione qe bejne te mundur realizimin e projektit.
5. Te aftesohemi me punen ne grup.
Tema: Zbatimi i fizikes ne praktike dhe teknologji.
3.
Ne fizike, fuqianenkupton sasine e punes se kryes ne njesine e kohes, apo se sa energji
eshte transmetuar nga dicka ne dicka tjeter. Fuqia mund te llogaritet si me poshte:
𝑓𝑢𝑞𝑖𝑎 =
𝑝𝑢𝑛𝑎 𝑒 𝑘𝑟𝑦𝑒𝑟
𝑘𝑜ℎ𝑒 𝑞𝑒 𝑑𝑢ℎ𝑒𝑡
ose
𝑓𝑢𝑞𝑖𝑎 =
𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑗𝑖 𝑒 𝑠ℎ𝑛𝑑𝑒𝑟𝑟𝑢𝑎𝑟
𝑘𝑜ℎ𝑎 𝑞𝑒 𝑑𝑢ℎ𝑒𝑡
Fuqia pasqyron ndryshimin fizik te elementit te kryer ne njesine e kohes dhe kjo e dallon nga
puna, e cila mat vetem ndryshimin ne universin fizik. Per ta kuptuar, imagjinojme sikur nje person
ngjet shkallat me nje kuti ne dore: e njejta sasi pune kryhet nese ky person i ngjet shkallat me ecje
ose me vrapim, por fuqia eshte me e madhe kur personi vrapon, sepse koha e kryerjes se veprimit
eshte me e vogel.
Fuqia
Njesia SI e fuqise eshte Vat (W), njesi qe
pasqyron punen 1 xhaul te kryer per 1
sekond. Njesi e perhapur per matjen e fuqise
eshte edhe kuaj fuqi (kf), e cila daton qe ne
kohen e motoreve te hershem me avull.
Nje kuaj fuqi eshte fuqia qe duhet per te
zhvendosur 75 kg me 1 meter per 1 sekond, e
konvertuar ne vat rreth 746 W.
4.
Ne cdo makine,energjia ne dalje duhet te jete e barabarte me energjine ne hyrje, por megjithate
vertetohet qe nje pjese e kesaj energjie kthehet ne energji termike te trupi, duke mos u pasqyruar
si pune e kryer nga makina ne fund.
Pra, çdo makine kryen pune me nje pjese te energjise qe merr, ndersa nje pjese tjeter e energjise
fillestare qe iu dha humbet. Rendimenti i makines lidhet me kete dukuri: rendimenti paraqet pjesen
e punes te pasqyruar ne fund nga makina, ne raport me sasine fillestare te energjise ne hyrje:
𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑖 =
𝑝𝑢𝑛𝑒 𝑒 𝑑𝑜𝑏𝑖𝑠ℎ𝑚𝑒
𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑗𝑖 𝑒 𝑝𝑒𝑟𝑔𝑗𝑖𝑡ℎ𝑠ℎ𝑚𝑒 𝑒 ℎ𝑎𝑟𝑥ℎ𝑢𝑎𝑟
Pohimet e meposhtme vertetojne humbjen e energjise gjate nje procesi dhe mosmarrjen e
rendimentit 1 në disa pajisje specifike:
• Parimi I dyte I termodinamikes sipas Kelvin Plankut pohon: “Eshte e pamundur per nje motor
termik,qe vepron ne nje cikel te ktheje nxehtesine qe merr plotesisht ne pune.”
• Sipas Sadi Karnos: “Nuk është i mundshëm procesi në të cilin nxehtësia shndërrohet vetëm në
punë mekanike pa procese të tjera.”
Mosmarrjen e rendimentit 1 mund ta vertetojme edhe ne raste shume te thjeshta e te perditshme:
1. Për shembull, edhe kur digjet druri për të çliruar nxehtësinë përreth, një pjesë e nxehtësisë që
çlirohet shkon për avullimin e ujit që e ka vetë druri dhe kjo quhet nxehtësi e humbur. Është e
kuptueshme që, meqenëse nxehtësia e dobishme nuk është e barabartë me nxehtësinë e
harxhuar, rendimenti i këtij procesi është më i vogël se 1.
2. Gjithashtu, edhe ne rastin kur kemi nje sasi uji qe zien, e gjithe nxehtesia e gazit te sobes nuk
shkon per të ngrohur ujin. Nje pjese e nxehtesise ngroh enen qe mban ujin, apo edhe
ambientin rrotull. Per kete, themi se rendimenti nuk eshte 1.
Rendimenti
5.
Ne fillim teshekullit XIX se bashku me zhvillimin e makinave termike u paraqit kerkesa e
rritjes se efikasitetit te tyre.
Rendimenti n(koeficienti i punes se dobishme) per cfaredo makine perkufizohet si raport ne
mes te punes A te cilen e kryen makina dhe energjise qe e shpenzon E.Paraqitet me kete
formule:
𝑛 =
𝐴
𝐸
Te makinat termike energjia i jepet trupit punues ne forme te nxehtesise Q1 nga ngrohesi,
prandaj rendimenti do te jete:
𝑛 =
𝐴𝑑𝑜𝑏
𝑄1
Ne kohen e konstruktimit te makinave termike jane bere perpjekje te pasuksesshme qe e
tere nxehtesia qe merret nga ngrohesi te kthehet ne pune te dobishme,ashtu qe: 𝑛 = 1
Kjo nuk eshte e mundshme sepse gjithmone nje pjese e energjise humbet ne nxehjen e
ftohesit.Karno ka treguar se koeficienti i rendimentit eshte gjithmone:
𝑛 <
𝑇1 − 𝑇2
𝑇1
Rendimenti i makinave termike
6.
Po ashtu kemiedhe temperaturen e ftohesit te cilit i jepet
energjia e pashfrytezuar.Si shembull e marrim lokomotiven
me avull ku si burim i nxehtesise merret kazani i avullit
(T1≈450K),kurse si ftohes eshte ajri i jashtem rrethues
(T2≈300K),per rendiment kemi:
𝑛 <
450 − 300
450
= 0.33
qe do te thote se shfrytezohet vetem rreth nje e treta e
nxehtesise qe i jepet trupit punues.Vetem ne rastin kur
ftohesi gjendet ne temperature absolute(T2=0K=-2730C),qe
parimisht nuk eshte e mundshme,do te fitojme rendimentin
n=1.
Rendimenti i makinave termike
7.
Në motorët medjegie të brendëshme, gjatë proçesit të djegies, zhvillohet një nxehtësi mjaft e
madhe, si pasojë temperatura në dhomën e djegies arrin vlera afërsisht 2000º C. Nësë nuk
merren masa për të larguar një pjesë të kësaj nxehtësie, puna e motorit do të cënohet, sepse:
• zvogëlohet hapësira normale ndërmjet çifteve kinematike, si rezultat i bymimit të detaleve, e
cila do të shkaktonte bllokimin e lëvizjes së tyre;
• zvogëlohet qëndrueshmëria mekanike e detaleve;
• zvogëlohet koefiçenti i mbushjes, pra dhe fuqia e motorit;
• përkeqësohet vajosja e detaleve, pasi keqësohen cilësitë e vajrave;
• nxehen detalet e motorit mbi kufirin e lejuar, gjë që sjell ndezjen e parakohshme të përzierjes
së punës (në motorat me benzinë) duke favorizuar detonimin.
Për të krijuar një ide më të qartë për shpërndarjen e nxehtësisë në motorat me djegie të
brendshme, në fig.1 tregohet diagrama e bilancit termik.
Sistemi i ftohjes dhe lidhja me rendimentin në motorët me djegie të brendshme.
Nga diagrami i bilancit termik
shihet se vetëm një pjesë
nxehtësisë së çliruar nga djegia e
lëndës së djegshme kthehet në
punë të dobishme, kurse pjesa
më e madhe e saj humbet në
drejtime të ndryshme (me
produktet e djegies, në sistemin
e ftohjes, në fërkime të ndryshme
etj.
8.
Për të larguarnxehtësinë nga detalet e motorit si dhe për të ruajtur temperaturën e pa
ndryshuar shërben sistemi i ftohjes. Në këtë sistem duhet të largohet rreth 25-35% e
sasisë së përgjithëshme të nxehtësisë që çlirohet në motor nga djegia e lëndës së
djegshme.
Nëse nuk do të largohej një sasi më e madhe nxehtësise nga ajo që tregohet në bilancin
termik, motori do të ftohej më shumë se sa duhet dhe kjo do të dëmtonte punën normale të
tij sepse:
• Rritet veshtullia e vajit, që sjell fërkimin e thatë, zvogëlimin e rendimentit mekanik i
motorit dhe konsumin më të madh të detaleve.
• Keqësohet formimi i përzierjes së djegshme pasi lënda e djegshme kondesohet në faqet
e cilindrit dhe shpëlahet cipa e vajit nga faqet e cilindrit duke rritur mundësinë e fërkimit
të thatë.
• Zvogëlohet sasia e nxehtësisë që shndrrohet në punë të dobishme, pasi rritet sasia e
nxehtësisë që humbet në sistemin e ftohjes. Si pasojë fuqia e motorit zvoglohet dhe
treguesit ekonomikë keqësohen.
Prandaj, temperatura e motorit duhet mbajtur brenda vlerave të caktuara, që lëkunden në
kufijtë 70-90ºC.
Pamë se sa e rëndësishme është ulja e nxehtesise ne nje motor, por gjithashtu
kuptuam se ulja e nxehtesise nen normat, pasqyrohet ne ulje te rendimentit.
Kuptojme qe me rritjen e nxehtesise rritet edhe rendimenti, por megjithate kjo rritje
nuk mund te behet pasi sjell problem te tjera ne funksionimin e motorrit me djegie te
brendshme.
Sistemi i ftohjes dhe lidhja me rendimentin në motorët me djegie të brendshme.
9.
Zhvillimi i shkencesdhe i teknikes jane te lidhura ngushte me krijimin e
mekanizmave dhe te makinave. Keto sherbejne per te rritur ne menyre te
panderprere redimentin dhe per te lehtesuar punen mendore dhe ate
fizike te njeriut. Cdo makine dhe mekanizem eshte i perbere nga detale te
palevizshme dhe nga ato te levizshme.
Keto levizje jane te kushtezuara ndersjellas. Pra, levizja e nje detali eshte
plotesisht e percaktuar dhe kushtezon levizjen e detalit tjeter, e keshtu me
rradhe per tere mekanizmin ose makinen.
Detalet e mekanizmave dhe të sistemeve të motorit punojnë të çiftëzuara,
duke bërë lëvizje relative kundrejt njëri tjetrit. Kur motori punon, në
sipërfaqet e detaleve që lëvizin, të cilat janë në kontakt me njëri tjetrin do
të lindin forcat e fërkimit që shkaktojnë konsumim të detaleve dhe
zvogëlojnë rendimentin mekanik të motorit. Është kjo arsyeja që motorët
janë të pajisur me sistemin e vajisjes, qëllimi i të cilit është të dërgojë vajin
në sipërfaqet e detaleve që fërkohen, duke mënjanuar kontaktin direkt të
këtyre sipërfaqeve, dhe rrjedhimisht duke rritur rendimentin.
Sistemi i vajisjes dhe lidhja me rendimentin.
10.
Futja e vajitnë sipërfaqet që fërkohen kryen disa funksione:
• Zvogëlon forcat e fërkimit që lindin në detalet gjatë lëvizjes së tyre relative.
• Largon një pjesë të nxehtësisë që lind gjatë fërkimit të detaleve.
• Largon grimcat metalike që lindin nga fërkimi i detaleve.
• Shtresa e vajit që formohet në faqet e cilindrit dhe në tehet e unazave elastike
të pistonit ndihmon në hermetizimin e hapësirës cilindër-piston.
• Shtresa e vajit shërben si një shtresë që mbron detalet nga korrozioni.
• Rrit rendimentin e makines.
Sistemi i vajisjes përbëhet nga një kompleks mekanizmash, pajisjesh,
aparatesh dhe kanalesh që lidhen me njëri tjetrin. Ky sistem duhet të
sigurojë çuarjen e pandërprerë të vajit të pastër në detalet që fërkohen,
në sasinë dhe trysninë e nevojshme, çka do të siguronte një punë
normale të motorit dhe një jetëgjatësi më të madhe të tij.
Se fundmi, arrijme ne konkluzionin se rritja e nderveprimit mes çdo detali,
nga sistemi i vajisjes, çon ne permiresimin e rendimentit te pergjithshem
te mekanizmit apo makines.
Sistemi i vajisjes dhe lidhja me rendimentin.