Как считать кпд: ❶ Как посчитать КПД 🚩 Естественные науки

Содержание

Расчет коэффициента полезного действия: формулы для электрической цепи

1001student.ru > Физика > Формула коэффициента полезного действия в физике и примеры задач

Каждый механизм, совершающий работу, затрачивает на её выполнение определённую энергию. Её разница с потребляемой для этого мощностью называется коэффициентом полезного действия.

Для физики формула, определяющая это значение, является фундаментальной. С её помощью рассчитывают эффективность энергетических процессов.

Можно утверждать, что этот параметр занимает важное место в характеристиках любого технического устройства.

Общие сведения и определения

Энергия — это характеристика, являющаяся скалярной величиной и служащая мерой различного перемещения и взаимодействия материи при переходе в ту или иную форму. С фундаментальной точки зрения, она состоит из импульса и его момента, связанных с неоднородностью времени. В физике понятие «энергия» применяется для замкнутых систем.

Как было установлено опытным путём из-за независимости физических законов от момента времени, энергия не исчезает и не появляется из ничего, она просто есть и переходит из одного состояния в другое.

Это утверждение называется Законом сохранения.

В математике это правило эквивалентно системе дифференциальных уравнений, описывающих их динамику и обладающих первым интегралом движения, симметричного относительно сдвига во времени.

Чтобы система совершила работу, она должна получить энергию снаружи. То есть на неё должен воздействовать импульс. Но не вся получаемая энергия идёт на достижение нужной цели. По факту она разделяется на два вида:

  • затрачиваемая — полная величина, которая была взята извне;
  • полезная — та, что не затрачивается на преодоление различных сил.

Например, пусть необходимо поднять груз. Другими словами, совершить работу. Для того чтобы достичь заданной цели, нужно преодолеть ряд сил: тяжести, трения. Эти затраты и считаются неполезными.

Так, для механических устройств энергия затрачивается на преодоление сил, возникающих при контакте поверхностей, в электричестве — на сопротивление проводников.

Вот такого типа потери и называют затратными.

В соответствии с Законом сохранения, взятая системой энергия не может просто исчезнуть. Поэтому и рассчитывают, какое количество её было трансформировано в другую «побочную» форму. Если общую работу обозначить за A, то можно записать равенство: A = Aп + Aз, где Aз — работа затраченная, а Aп — полезная. Так как идеальных систем не существует, то всегда Aз > Aп.

Научное общество с давних времён занимается проблемой уравнивания этих величин. Периодически появляются сведения об изобретении «вечного двигателя».

Это устройство, у которого вся потребляемая энергия идёт на выполнение полезного действия. К сожалению, сегодняшние возможности и знания не позволяют полностью исключить затраты.

Поэтому все такие изобретения являются ложными, а перед учёными стоит задача свести потери к минимуму.

Нахождение полезного действия

Если затраченную работу увеличить в несколько раз, то на это же число возрастёт и взятая полезная энергия. Если бы механизм был идеальный, то их отношение равнялось единице.

Но так как в реальности оно всегда меньше, то соотношение Ап к Аз используется для описания качества. Этому параметру и присвоили название КПД.

Расшифровка этой аббревиатуры звучит как «коэффициент полезного действия».

Другими словами, если нужно найти КПД по формуле, то следует просто вычислить отношение: η = Ап / Аз. Для обозначения характеристики применяют букву греческого алфавита η (эта). Таким образом, полезным действием называют физическую величину, равную отношению работы, выполненной самим механизмом, к затраченной энергии по приведению его в действие. Измерять КПД принято в процентах.

Если система тел способна совершить работу, то говорят, что она обладает энергией. Измеряется она в джоулях. Существует несколько видов энергии, с помощью которых можно определять работу, а значит, и вычислять КПД. Наиболее часто приходится исследовать две энергии:

  1. Потенциальную — ею называется энергия взаимодействия тел или частей одной физической частицы. Её вычисление зависит от принятой системы. Для тела, поднятого над землёй, она будет равна: Eп = mgh. То есть приобретённая потенциальная энергия — это полезная работа. Например, её сообщают телу при поднятии его по наклонной плоскости.
  2. Кинетическую — это та энергия, которой обладает движущееся тело. Она пропорциональна массе тела и квадрату его скорости: Ек = mv2 / 2.

Следует отметить, что при расчёте работы, связанной с потенциальной энергией, имеет значение уровень, от которого она отсчитывается.

На первый взгляд кажется, что эта ситуация приводит к неоднозначностям. Но это не так, потому что работа равняется не самой энергии, а её изменению. При этом существует закономерность, что уменьшение потенциальной энергии приводит к увеличению кинетической. Это правило действует и в обратную сторону.

Тепловые и электродвигатели

Тепловыми машинами называют механизмы, которые преобразовывают внутреннюю энергию в механическую работу. Это ветряные и водяные мельницы, устройства, работающие от всевозможного топлива. К основным частям любого теплового двигателя относят:

  • нагреватель — приспособление с высокой температурой по отношению к окружающей среде;
  • рабочее тело — часть, непосредственно выполняющая поставленную задачу, например, газ или пар;
  • охладитель.

Количество теплоты, полученной от нагревателя телом, будет равно совершённой работе плюс изменение внутренней энергии: Q = A + Δ U. Максимальное КПД такого устройства будет, когда ΔU = 0. Внутренняя энергия газов зависит от температуры. Значит, при совершении работы она не должна изменяться. Другими словами, происходящий процесс должен быть изотермическим.

Становится понятным, что для повышения КПД нужно, чтобы работа по сжатию была меньше той, которую совершает тело при расширении. Достичь это можно охлаждением: A = Q1 — Q2.

В это время часть энергии будет возвращаться в систему. Значит, КПД равно: η = (Q1 — Q2) / Q1.

При этом наибольший коэффициент находится по формуле: η = (T1 — T2) / T2, где T1 и T2 — температуры нагревателя и охладителя соответственно.

У электродвигателей потери энергии обусловлены нагреванием проводников при прохождении по ним электрического тока, а также воздействием паразитных магнитных потоков. Кроме этого, дополнительный расход энергии может затрачиваться на механические потери, вызванные элементами двигателя.

У электромашины КПД может изменяться от 10% до 99%. Находят его через следующее отношение: η = P2 / P1, где P2 — механическая мощность, а P — подводимая к двигателю. Нужно отметить, что эффективность эксплуатации двигателя сильно упадёт, если его применять для обеспечения движения механизма, обладающего более низким коэффициентом полезной энергии.

Повышение КПД электрической машины возможно путём использования качественных деталей, например, подшипников качения, крыльчаток с уменьшенным сопротивлением воздуху. Для снижения нагрева применяют сверхпроводники, обладающие малым сопротивлением. Магнитные потери уменьшают применением электромагнитной стали с высокой степенью изоляции.

Решение задач

Любое вычисление коэффициента полезного действия сводится к нахождению отношений работы. Так как это безразмерная величина, ответ записывают в процентах. Существует ряд типовых задач, позволяющих лучше разобраться в теории и понять, для чего можно использовать знания на практике.

Вот некоторые из них:

  1. На стройке с помощью рычажного механизма паллету массой 190 кг подняли на один метр. При этом длинное плечо опустилось на два метра. Найти КПД, учитывая, что приложенная сила к рычагу составила 1000 ньютон. Для решения этого задания нужно рассчитать полную и полезную работу. Так как общая энергия характеризуется силой, которая была приложена к плечу рычага, то найти её можно из выражения: Аз = F * S = 1000 Н/кг * 2 м = 2000 Дж. В то же время полезная работа — это та, что позволила поднять груз. Находится она следующим образом: Ап = mgh = 190 кг * 1 м * 10 Н/кг = 1900 Дж. Отсюда искомая сила равна: n = 1900 Дж / 2000 Дж = 0,95 * 100 = 95%.
  2. Производительность насоса составляет 300 литров в минуту при подаче воды на 20 метров. Найти, какая мощность мотора, если КПД устройства составляет 80%. Для того чтобы выполнить расчёт, понадобится знать плотность воды. Она составляет 1000 кг / м3. Решать эту задачу нужно следующим образом. Полезная работа при поднятии воды насосом равняется: Aп = P * s1 = mgh, где m — масса воды, которую можно найти, зная плотность и объём. Тогда Ап = p * V * h = 1000 кг / м3 * 0,3 м3 * 20 м = 60 000 Дж. Полную же затраченную энергию можно найти по формуле: Аз = n * t. Отсюда: n = Ап / Аз = Ап / n * t = 60 000 Дж / 0,8 * 60с = 1250 Вт.
  3. Куб массой 200 кг поднимают по наклонной доске. Высота отклонения от горизонтальной линии составляет полтора метра, а длина пути — десять метров. Определить необходимую силу, если КПД составляет 60%. Полезная работа в этом случае находится из произведения веса куба и высоты: Aп = mgh. Полная же энергия рассчитывается так: Аз = F * l. Эти выражения можно подставить в формулу нахождения КПД и из неё уже выразить искомую силу: F = mgh / n = (200 кг * 10 Н/кг * 1,5 м) / (0,6 * 10 м) = 3000 / 6 = 500 Н.

Таким образом, при решении задач необходимо сначала правильно определить полезную и полную работу. Для этого нужно разобраться, с какой целью используется тот или иной механизм. Ведь за всю энергию принимается та, которая совершается самим устройством.

Источник: https://1001student.ru/fizika/formula-koeffitsienta-poleznogo-dejstviya-i-primery-zadach.html

(901) Электрические цепи постоянного тока. Руководство по выполнению базовых экспериментов эцпот. 001 Рбэ (901) 2006

Подборка по базе: Презентация — Руководство и лидерство.pdf, метод.указания по выполнению курсовой работы.docx, Общие требования по выполнению письменного ответа в ходе аттеста, Методические указания к выполнению ЛР3А (физика).

pdf, Методические указания по выполнению курсовой работы (3). doc, ПКБ ЦТ.06.0046 Руководство по ремонту Ермаков.docx, Требования к выполнению контр.docx, Методические рекомендации по выполнению практических работ по ди, Методические указания по выполнению контрольных работ.

doc, Методические рекомендации к выполнению РГР 1.pdf.

Отношение отдаваемой (выходной) мощности (или энергии) к мощности (или энергии) подводимой (входной) есть мера качества процесса преобразования.

Это отношение, называемое

коэффициентом полезного действия, определяется так:

= PВЫХ  PВХ ;  = WВЫХ  WВХ . Поскольку выходная мощность (энергия) из-за потерь меньше, чем входная, коэффициент полезного действия (КПД) всегда меньше 1.

Задание

Определите КПД простой резистивной цепи (рис. 9.1) путем измерения тока и напряжения.Рис. 9.1

Порядок выполнения эксперимента

  • Соберите цепь согласно схеме (рис. 9.1). Резисторы R1 и R2 имитируют потери в линии электропередачи.
  • Мощность PВХ, подводимую к входным зажимам линии 1 – 2, и мощность PВЫХ, отводимую от выходных зажимов 3 – 4, следует найти, измеряя ток и напряжение.
  • По измеренным величинам тока и напряжения найдите мощность, используя формулу P = U I, а затем определите КПД по формуле

= PВЫХ PВХ.

Мощность, подводимая к линии Коэффициент полезного действия

I =

U =  = PВЫХ  PВХ =

PВХ = U I =

Мощность, отводимая от линии Коэффициент полезного действия в %

I = U =  = ( PВЫХ  PВХ ) 100 =

PВЫХ = U I =

Выходные величины напряжения, тока и мощности источника напряжения зависят от его первоначального напряжения (ЭДС) и внутреннего сопротивления, так же как от подключенной к нему нагрузки.Режим называется согласованным, если сопротивление нагрузки равно внутреннему сопротивлению источника. При этом в нагрузке потребляется максимальная мощность.Рис.11.2Рис. 10.1

Задание

Измеряя напряжение и ток источника (рис. 10.2), установите, когда имеется согласование. Измерения должны быть выполнены в режимах холостого хода, короткого замыкания и различных по величине нагрузок.Порядок выполнения эксперимента

  • Соберите цепь согласно схеме (рис. 10.2). Поскольку используемый источник питания сам по себе стабилизированный, что означает фактически RВН = 0, он дополнен последовательно включенным резистором 22 Ома, имитирующим внутреннее сопротивление.

Рис. 10.2

  • Затем следует измерить напряжение UН и ток IН при значениях сопротивления нагрузки RН, указанных в табл. 10.1. Они могут быть набраны с использованием последовательного и параллельного соединения резисторов.

Таблица 10.1

RН, Ом 6,9 (1022) 13,2 (2233) 22 33 43(10+33) 55(22+33) 65(22+33+10)
UН, В
IН, мА
Р, мВт
  • Мощность источника напряжения рассчитывается по формуле Р = UI или измеряется непосредственно виртуальным ваттметром.
  • Занесите все величины в табл. 10.1 и на график (рис. 10.3) для построения кривых IН = f(RН), UН = f(RН) и Р = f(RН).

Рис. 10.3

Вопрос: Когда имеют место согласование по току, согласование по напряжению и согласование по мощности?

Ответ: ……………………..

Кроме резисторов, в электрических и электронных цепях наиболее часто применяются конденсаторы. Их применения и конструкции многообразны.

Основные параметры конденсаторов следующие:

  • Емкость C, характеризующая способность конденсатора накапливать заряды на своих обкладках (электродах), величина которой пропорциональна площади обкладок конденсатора, диэлектрической постоянной изоляционного материала и обратно пропорциональна расстоянию между обкладками.
  • Номинальное напряжение как наибольшее допустимое напряжение, которое может быть приложено к обкладкам конденсатора в течение продолжительного времени.
  • Сопротивление изоляции между обкладками конденсатора, которое должно быть как можно большим ( 1 ГОм), так чтобы ток утечки был как можно меньше.
  • Заряд, запасаемый в конденсаторе, который зависит от зарядного тока и времени его протекания.

В процессе заряда постоянным напряжением или разряда конденсатора ток в нем и напряжение между его обкладками изменяются по экспоненциальному закону.

iС = (U R) e-t ;

uС = U ( 1 — e-t  ).

Время , за которое зарядный ток снижается в е раз (2,718), называется постоянной времени.

Таким образом через отрезок времени ток разряда составляет примерно 0,37 от первоначального значения U/R, через 2 – 0,135U/R, через 30,05 U/R и т. д.

Соответственно, напряжение на конденсаторе возрастает за время до 0,63 U, за 2 – до 0,865U, за 3 до 0,95 U/R и т.д. За время (3…4) процесс почти полностью затухает.

  1. Постоянная времени цепи, содержащей последовательно соединенные R и C, равна
  2. = R С.
  3. iС = — (U R) e-t ;
  4. uС = U e-t ,
  5. где также = R С.
  6. Задание

Выведите на дисплей виртуального осциллографа кривые изменения напряжения и тока заряда/разряда конденсатора и определите по кривым следующие параметры:

  • постоянную времени цепи ,
  • емкость С,
  • мгновенное значение напряжения uC на обкладках конденсатора спустя 0,5 мс после начала разряда.

Порядок выполнения эксперимента

Рис. 11.1

  • Соберите цепь согласно схеме (рис. 11.1) и подсоедините к ее входным зажимам регулируемый источник напряжений специальной формы, настроенный на прямоугольные импульсы положительной полярности с параметрами: Um = 10 B, f = 250 Гц. Измерительные приборы А1, V0, V1 в схеме – это соответствующие пары гнезд коннектора.
  • Приведите компьютер в рабочее состояние, «подключите» к виртуальным приборам A1 и V1 два входа виртуального осциллографа и настройте изображение.
  • Воспроизведите осциллограммы тока и напряжения на графике (рис.11.2).

Рис.11.2

  • Определите указанные в задании величины, используя экспериментальные кривые.
  • Экспериментальные данные проверьте вычислением.
  • Постоянная времени  цепи с конденсатором
  • Ёмкость конденсатора C
  • Мгновенное значение напряжения uC спустя 0,5 мс после включения
  • Катушки индуктивности выполняются медным, как правило, проводом, причем число витков и размеры проводника меняются в очень широких пределах.

Эксперимент:Расчет:Эксперимент:Расчет:Эксперимент:Расчет:

Основным параметром катушки является индуктивность L, которая характеризует величину противоЭДС, наводимой (индуктируемой) в катушке при заданном изменении тока в ней. Индуктивность пропорциональна числу витков катушки в квадрате и обратно пропорциональна магнитному сопротивлению пути, по которому замыкается магнитный поток, создаваемый током катушки.

После подключения к цепи с катушкой постоянного напряжения ток в ней нарастает по экспоненциальному закону. Так, за время, равное значению постоянной времени цепи, ток увеличится до 63% своего установившегося значения.

Постоянная времени , измеряемая в секундах, зависит от индуктивности катушки L, измеряемой в Генри (Гн), и эквивалентного омического сопротивления цепи R в Омах:

= L R.

После приложения постоянного напряжения к цепи с катушкой спустя время падение напряжения на катушке уменьшается до 37 % его максимальной величины и после примерно 3…4 достигает своего наименьшего значения, зависящего от омического сопротивления катушки.

  1. При коротком замыкании катушки в ней наводится (индуктируется) ЭДС самоиндукции, которая имеет полярность, противоположную внешнему напряжению и почти полностью затухает за время, равное (3…4).
  2. Мгновенные значения тока iL и падения напряжения uL катушки при включении и при коротком замыкании катушки можно рассчитать, используя следующие формулы:
  3. iL = U R (1 — et ) .

Ток включения катушки под напряжение U: Падение напряжения на катушке при ее включении под напряжение U:uL = U et .

Ток короткого замыкания катушки:

  • iL = U R et .
  • uL = — U et .
  • Задание

Падение напряжения на катушке при ее коротком замыкании: Выведите на дисплей виртуального осциллографа кривые тока и напряжения при подключении катушки индуктивности к постоянному напряжению и ее коротком замыкании, определите следующие величины:

  • постоянную времени цепи с катушкой,
  • индуктивность катушки L,
  • мгновенное значение тока катушки iL спустя 0,02 мс после включения под напряжение.

Экспериментальная часть

Рис. 12.1

  • Соберите цепь согласно схеме (рис. 12.1) и подсоедините к ее входным зажимам регулируемый источник напряжений специальной формы, настроенный на прямоугольные импульсы положительной полярности с параметрами: Um = 10 B, f=250 Гц (V1, V0, A1 – соответствующие пары гнезд коннектора).
  • Приведите компьютер в рабочее состояние и «подключите» два входа виртуального осциллографа к виртуальным приборам V0 и A1 и настройте изображение.
  • Воспроизведите осциллограммы на графике (рис.12.2)
  • Определите указанные в задании величины, используя экспериментальные кривые.
  • Экспериментальные данные проверьте вычислением.
  1. Постоянная времени  цепи с катушкой
  2. Индуктивность катушки L
  3. Мгновенное значение тока катушки iL спустя 0,02 мс после включения
  4. под напряжение

Эксперимент:Расчет:Эксперимент:Расчет:Эксперимент:Расчет:Рис.12.2 1. Теоретические основы электротехники, Т 1, 2. Учебник для вузов / К.С. Демирчан, Л.Р.Нейман, Н.В. Коровин, В.Л.Чечурин. – СПб: Питер, 20042. Основы теории цепей. Учебник для вузов / Г.В. Зевеке, П.А. Ионкин, А.В. Нетушил, С.В. Страхов. –М.: Энергоатом издат, 1989.3. Атабеков Г.И. Основы теории цепей, Учебник для вузов. М.: Энергия, 1969.4. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи. Учебник для электротехн., энерг., приборостроит. спец. вузов. – М.: Гардарики, 2000.5. Герасимов В.Г., Кузнецов Э.В., Николаева О.В. и др. Электротехника и электроника: В 3 кн. Учебник для студентов неэлектротехнических специальностей вузов. Кн 1. Электрические и магнитные цепи. – М.: Энергоатомиздат, 1996.6. Борисов Ю.М., Липатов Д.Н. Электротехника / Учебное пособие для неэлектротехнических специальностей вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1985.7. Волынский Б.А., Зейн Е.Н., Матерников В.Е. Электротехника. Учебное пособие для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1985.8. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника: [Учебное пособие для неэлектротехнических специальностей вузов]: В 2 кн. – М.: Энергоатомиздат, 1995.1   …   8   9   10   11   12   13   14   15   16

Источник: https://topuch.ru/rukovodstvo-po-vipolneniyu-bazovih-eksperimentov-ecpot-001-rbe/index16.html

Коэффициент полезного действия ????, формула КПД в физике. Как найти КПД⚡

Коэффициент полезного действия машины или механизма – это важная величина, характеризующая энергоэффективность данного устройства. Понятие используется и в повседневной жизни. Например, когда человек говорит, что КПД его усилий низкий, это значит, что сил затрачено много, а результата почти нет. Величина измеряет отношение полезной работы ко всей совершенной работе.

Согласно формуле, чтобы найти величину, нужно полезную работу разделить на всю совершенную работу. Или полезную энергию разделить на всю израсходованную энергию. Этот коэффициент всегда меньше единицы. Работа и энергия измеряется в Джоулях. Поделив Джоули на Джоули, получаем безразмерную величину. КПД иногда называют энергоэффективностью устройства.

Если попытаться объяснить простым языком, то представим, что мы кипятим чайник на плите. При сгорании газа образуется определенное количество теплоты. Часть этой теплоты нагревает саму горелку, плиту и окружающее пространство.

Остальная часть идет на нагревание чайника и воды в нем.

Чтобы рассчитать энергоэффективность данной плитки, нужно будет разделить количество тепла, требуемое для нагрева воды до температуры кипения на количество тепла, выделившееся при горении газа.

Данная величина всегда ниже единицы. Например, для любой атомной электростанции она не превышает 35%. Причиной является то, что электростанция представляет собой паровую машину, где нагретый за счет ядерной реакции пар вращает турбину. Большая часть энергии идет на нагрев окружающего пространства. Тот факт, что η не может быть равен 100%, следует из второго начала термодинамики.

Примеры расчета КПД

Пример 1. Нужно рассчитать коэффициент для классического камина. Дано: удельная теплота сгорания березовых дров – 107Дж/кг, количество дров – 8 кг. После сгорания дров температура в комнате повысилась на 20 градусов. Удельная теплоемкость кубометра воздуха – 1,3 кДж/ кг*град. Общая кубатура комнаты – 75 кубометров.

Чтобы решить задачу, нужно найти частное или отношение двух величин. В числителе будет количество теплоты, которое получил воздух в комнате (1300Дж*75*20=1950 кДж ). В знаменателе – количество теплоты, выделенное дровами при горении (10000000Дж*8 =8*107 кДж).

После подсчетов получаем, что энергоэффективность дровяного камина – около 2,5%. Действительно, современная теория об устройстве печей и каминов говорит, что классическая конструкция не является энергоэффективной. Это связано с тем, что труба напрямую выводит горячий воздух в атмосферу.

Для повышения эффективности устраивают дымоход с каналами, где воздух сначала отдает тепло кладке каналов, и лишь потом выходит наружу.

Но справедливости ради, нужно отметить, что в процессе горения камина нагревается не только воздух, но и предметы в комнате, а часть тепла выходит наружу через элементы, плохо теплоизолированные – окна, двери и т.д.

Пример 2. Автомобиль проделал путь 100 км. Вес машины с пассажирами и багажом – 1400 кг. При этом было затрачено14 литров бензина. Найти: КПД двигателя.

Для решения задачи необходимо отношение работы по перемещению груза к количеству тепла, выделившемуся при сгорании топлива. Количество тепла также измеряется в Джоулях, поэтому не придется приводить к другим единицам. A будет равна произведению силы на путь( A=F*S=m*g*S). Сила равна произведению массы на ускорение свободного падения. Полезная работа = 1400 кг x 9,8м/с2 x 100000м=1,37*108 Дж

Удельная теплота сгорания бензина – 46 МДж/кг=46000 кДж/кг. Восемь литров бензина будем считать примерно равными 8 кг. Тепла выделилось 46*106*14=6.44*108 Дж. В результате получаем η ≈21%.

Единицы измерения

Коэффициент полезного действия – величина безразмерная, то есть не нужно ставить какую-либо единицу измерения. Но эту величину можно выразить и в процентах.

Для этого полученное в результате деления по формуле число необходимо умножить на 100%. В школьном курсе математики рассказывали, что процент – этот одна сотая чего-либо.

Умножая на 100 процентов, мы показываем, сколько в числе сотых.

От чего зависит величина КПД

Эта величина зависит от того, насколько общая совершенная работа может переходить в полезную. Прежде всего, это зависит от самого устройства механизма или машины. Инженеры всего мира бьются над тем, чтобы повышать КПД машин. Например, для электромобилей коэффициент очень высок – больше 90%.

А вот двигатель внутреннего сгорания, в силу своего устройства, не может иметь η, близкий к 100 процентам. Ведь энергия топлива не действует непосредственно на вращающиеся колеса. Энергия рассеивается на каждом передаточном звене. Слишком много передаточных звеньев, и часть выхлопных газов все равно выходит в выхлопную трубу.

Как обозначается

В русских учебниках обозначается двояко. Либо так и пишется – КПД, либо обозначается греческой буквой η. Эти обозначения равнозначны.

Символ, обозначающий КПД

Символом является греческая буква эта η. Но чаще все же используют выражение КПД.

Мощность и КПД

Мощность механизма или устройства равна работе, совершаемой в единицу времени. Работа(A) измеряется в Джоулях, а время в системе Си – в секундах. Но не стоит путать понятие мощности и номинальной мощности.

Если на чайнике написана мощность 1 700 Ватт, это не значит, что он передаст 1 700 Джоулей за одну секунду воде, налитой в него. Это мощность номинальная.

Чтобы узнать η электрочайника, нужно узнать количество теплоты(Q), которое должно получить определенное количество воды при нагреве на энное количество градусов. Эту цифру делят на работу электрического тока, выполненную за время нагревания воды.

Величина A будет равна номинальной мощности, умноженной на время в секундах. Q будет равно объему воды, умноженному на разницу температур на удельную теплоемкость. Потом делим Q на A тока и получаем КПД электрочайника, примерно равное 80 процентам. Прогресс не стоит на месте, и КПД различных устройств повышается, в том числе бытовой техники.

Напрашивается вопрос, почему через мощность нельзя узнать КПД устройства. На упаковке с оборудованием всегда указана номинальная мощность. Она показывает, сколько энергии потребляет устройство из сети. Но в каждом конкретном случае невозможно будет предсказать, сколько конкретно потребуется энергии для нагрева даже одного литра воды.

Например, в холодной комнате часть энергии потратится на обогрев пространства. Это связано с тем, что в результате теплообмена чайник будет охлаждаться. Если, наоборот, в комнате будет жарко, чайник закипит быстрее. То есть КПД в каждом из этих случаев будет разным.

Формула работы в физике

Для механической работы формула несложна: A = F x S. Если расшифровать, она равна приложенной силе на путь, на протяжении которого эта сила действовала. Например, мы поднимаем груз массой 15 кг на высоту 2 метра. Механическая работа по преодолению силы тяжести будет равна F x S = m x g x S.

То есть, 15 x 9,8 x 2 = 294 Дж. Если речь идет о количестве теплоты, то A в этом случае равняется изменению количества теплоты. Например, на плите нагрели воду.

Ее внутренняя энергия изменилась, она увеличилась на величину, равную произведению массы воды на удельную теплоемкость на количество градусов, на которое она нагрелась.

Это интересно

Наукой обосновано, что коэффициент полезного действия любого механизма всегда меньше единицы. Это связано со вторым началом термодинамики.

Для сравнения, коэффициенты полезного действия различных устройств:

  • гидроэлектростанций 93-95%;
  • АЭС – не более 35%;
  • тепловых электростанций – 25-40%;
  • бензинового двигателя – около 20%;
  • дизельного двигателя – около 40%;
  • электрочайника – более 95%;
  • электромобиля – 88-95%.

Наука и инженерная мысль не стоит на месте. постоянно изобретаются способы, как уменьшить теплопотери, снизить трение между частями агрегата, повысить энергоэффективность техники.

Источник: https://remont220.ru/osnovy-elektrotehniki/976-kpd-fizicheskiy-smysl-velichiny-kak-ee-vychislyat/

Кпд – коэффициент полезного действия трансформатора

КПД – коэффициент полезного действия, одна из важнейших характеристик, определяющая эффективность работы устройства, относящее к трансформаторам. Рассмотрим особенности определения указанного показателя трансформатора с учётом принципа работы, конструкции данного электрооборудования и факторов, влияющих на эффективность эксплуатации.

Общие сведения о трансформаторах

Трансформатором называют электромагнитное устройство, преобразующим переменный ток с изменением значения напряжения. Принцип работы прибора предполагает использование электромагнитной индукции.

Аппарат состоит из следующих основных элементов:

  • первичной и вторичной обмоток;
  • сердечника, вокруг которого навиты обмотки.

Принцип работы трансформатора

Изменение характеристик достигается за счёт разного количества витков в обмотках на входе и выходе.

Ток на выходной катушке возбуждается за счёт создания магнитного потока при подаче напряжения на входные контакты.

Что такое КПД трансформатора и от чего зависит

Коэффициентом полезного действия (полная расшифровка данной аббревиатуры) называют отношение полезной электроэнергии к поданной на прибор.

Кроме энергии, показатель КПД может определяться расчётом по мощностным показателям при соотношении полезной величины к общей. Эта характеристика очень важна при выборе аппарата и определяет эффективность его использования.

Величина КПД зависит от потерь энергии, которые допускаются в процессе работы аппарата. Эти потери существуют следующего типа:

  • электрического – в проводниках катушек;
  • магнитного – в материале сердечника.

Величина указанных потерь при проектировании устройства зависит от следующих факторов:

  • габаритных размеров устройства и формы магнитной системы;
  • компактности катушек;
  • плотности составленных комплектов пластин в сердечнике;
  • диаметра провода в катушках.

Снижение потерь в агрегате достигается в процессе проектирования устройства, с применением для изготовления сердечника магнито-мягких ферромагнитных материалов. Электротехническая сталь набирается в тонкие пластины, изолированные друг относительно друга специальным слоем нанесённого лака.

Также читайте:  Режим холостого хода трансформатора

В процессе эксплуатации эффективность аппарата определяется:

  • поданной нагрузкой;
  • диэлектрической средой – веществом, использованным в качестве диэлектрика;
  • равномерностью подачи нагрузки;
  • температурой масла в агрегате;
  • степенью нагрева катушек и сердечника.

Если в ходе работы агрегат постоянно недогружать или нарушать паспортные условия эксплуатации, помимо опасности выхода из строя это ведёт к снижению эффективности устройства.

Трансформатор, в отличие от электрических машин, практически не допускает механических потерь энергии, поскольку не включает движущихся узлов. Незначительный расход энергии возникает за счёт температурного нагрева устройства.

Методы определения КПД

КПД трансформатора можно подсчитать, с использованием нескольких методов. Данная величина зависит от суммарной мощности устройства, возрастая с увеличением указанного показателя. Значение эффективности колеблется в пределах от 0,8 до 0,92 при значении мощности от 10 до 300 кВт.

Зная величину предельной мощности, можно определить значение КПД, используя специальные таблицы.

Непосредственное измерение

  • Формула для вычисления данного показателя может быть представлена в нескольких выражениях:
  • ɳ = (Р2/Р1)х100% = (Р1 – ΔР)/Р1х100% = 1 – ΔР/Р1х100%,
  • в которой:
  • ɳ – значение КПД;
  • Р2 и Р1 – соответственно величина полезной и потребляемой сетевой мощности;
  • ΔР – величина суммарных мощностных потерь.
  1. Из указанной формулы видно, что значение показателя КПД не может превышать единицу.
  2. После поэтапного преобразования приведённой формулы с учётом использования значений электротока, напряжения и угла между фазами, получается такое соотношение:
  3. ɳ = U2хI2хcosφ2/ U2хI2хcosφ2 + Робм + Рс,
  4. в которой:
  • U2 и I2 – соответственно, значение напряжения и тока во вторичной обмотке;
  • Робм и Рс – величина потерь в обмотках и сердечнике.

Представленная формула содержится в ГОСТе, описывающем определение данного показателя.

Расчёты КПД

Определение косвенным методом

Для приборов, обладающих большой эффективностью работы, при величине КПД, превышающем 0,96, точный расчёт не всегда оказывается возможным. Поэтому данное значение определяется при помощи косвенного метода, предполагающего оценку мощностных показателей в первичной катушке, вторичной и допущенных потерь.

Также читайте:  Коэффициент трансформации

  • Оценивая характеристики трансформатора, следует отметить высокую эффективность использования указанного оборудования, обусловленную его конструктивными особенностями.
  • Более подробно про КПД трансформатора можете прочитать здесь(откроется в новой вкладе, читать со страницы 14): Открыть файл

Источник: https://OFaze.ru/teoriya/kpd-transformatora

По какой формуле находится работа. Коэффициент полезного действия. Формула, определение

Коэффициент полезного действия показывает отношение полезной работы, которая выполняется механизмом или устройством, к затраченной. Часто за затраченную работу принимают количество энергии, которое потребляет устройство для того, чтобы выполнить работу.

  • Вам понадобится
  • Автомобиль;
    — термометр;
  • — калькулятор.
  • Спонсор размещения P&G
    Статьи по теме «Как найти коэффициент полезного действия»
    Как вычислить КПД
    Как посчитать КПД
    Как найти силу трения
  • Инструкция
  • Другие новости по теме:
  • Полезная работа, выполняемая любой тепловой машиной, равна отношению разности теплоты полученной нагревателем и холодильником к теплоте, полученной нагревателем. В идеальной тепловой машине с максимальным КПД (цикл Карно), он равен отношению разности температур нагревателя и холодильника к

Для того чтобы рассчитать коэффициент полезного действия (КПД) поделите полезную работу Ап на работу затраченную Аз, а результат умножьте на 100% (КПД=Ап/Аз 100%). Результат получите в процентах.
При расчете КПД теплового двигателя, полезной работой считайте механическую работу, выполненную механизмом. За затраченную работу берите количество теплоты, выделяемое сгоревшим топливом, которое является источником энергии для двигателя.
Пример. Средняя сила тяги двигателя автомобиля составляет 882 Н. На 100 км пути он потребляет 7 кг бензина. Определите КПД его двигателя. Сначала найдите полезную работу. Она равна произведению силы F на расстояние S, преодолеваемое телом под ее воздействием Ап=F S. Определите количество теплоты, которое выделится при сжигании 7 кг бензина, это и будет затраченная работа Аз=Q=q m, где q – удельная теплота сгорания топлива, для бензина она равна 42 10^6 Дж/кг, а m – масса этого топлива. 6 7) 100%=30%.
В общем случае чтобы найти КПД, любой тепловой машины (двигателя внутреннего сгорания, парового двигателя, турбины и т.д.), где работа выполняется газом, имеет коэффициент полезного действия равный разности теплоты отданной нагревателем Q1 и полученной холодильником Q2, найдите разность теплоты нагревателя и холодильника, и поделите на теплоту нагревателя КПД= (Q1-Q2)/Q1. Здесь КПД измеряется в дольных единицах от 0 до 1, чтобы перевести результат в проценты, умножьте его на 100.
Чтобы получить КПД идеальной тепловой машины (машины Карно), найдите отношение разности температур нагревателя Т1 и холодильника Т2 к температуре нагревателя КПД=(Т1-Т2)/Т1. Это предельно возможный КПД для конкретного типа тепловой машины с заданными температурами нагревателя и холодильника.
Для электродвигателя найдите затраченную работу как произведение мощности на время ее выполнения. Например, если электродвигатель крана мощностью 3,2 кВт поднимает груз массой 800 кг на высоту 3,6 м за 10 с, то его КПД равен отношению полезной работы Ап=m g h, где m – масса груза, g?10 м/с? ускорение свободного падения, h – высота на которую подняли груз, и затраченной работы Аз=Р t, где Р – мощность двигателя, t – время его работы. Получите формулу для определения КПД=Ап/Аз 100%=(m g h)/(Р t) 100%=%=(800 10 3,6)/(3200 10) 100%=90%. Как просто

Мощность электродвигателя, как правило, указывается в технической документации к нему или в специальной табличке на корпусе. Если так ее найти невозможно, рассчитайте ее самостоятельно. Это можно сделать, измерив ток в обмотках и напряжение на источнике. Также можно определить его мощность по

Коэффициент полезного действия (КПД) — это показатель эффективности какой либо системы, будь то двигатель автомобиля, машина или иной механизм. Он показывает, как эффективно данная система использует получаемую энергию. Вычислить КПД очень легко. Спонсор размещения P&G Статьи по теме «Как вычислить

Чтобы найти коэффициент полезного действия любого двигателя, нужно полезную работу поделить на затраченную и умножить на 100 процентов. Для теплового двигателя найдите данную величину по отношению мощности, умноженной на длительность работы, к теплу, выделившемуся при сгорании топлива. Теоретически

КПД (коэффициент полезного действия) – безразмерная величина, характеризующая эффективность работы. Работа есть сила, влияющая на процесс в течение некоторого времени. На действие силы затрачивается энергия. Энергия вкладывается в силу, сила вкладывается в работу, работа характеризуется

Для того чтобы найти номинальный ток для определенного проводника, воспользуйтесь специальной таблицей. В ней указывается, при каких значениях силы тока проводник может разрушиться. Для нахождения номинального тока для электрических двигателей различных конструкций, воспользуйтесь специальными

Коэффициент полезного действия (КПД)
— это характеристика результативности системы в отношении преобразования или передачи энергии, который определяется отношением полезно использованной энергии к суммарной энергии, полученной системой.

КПД
— величина безразмерная, обычно ее выражают в процентах:

Коэффициент полезного действия (КПД) теплового двигателя определяется по формуле: , где A = Q1Q2. КПД теплового двигателя всегда меньше 1.

Круговой цикл, включающий в себя две изотермы и две адиа- баты, соответствует максимальному КПД.
Французский инженер Сади Карно в 1824 г.

вывел формулу максимального КПД идеального теплового двигателя, где рабочее тело — это идеальный газ, цикл которого состоял из двух изотерм и двух адиабат, т. е. цикл Карно.

Цикл Карно — реальный рабочий цикл теплового двигателя, свершающего работу за счет теплоты, подводимой рабочему телу в изотермическом процессе.

Тепловые двигатели
— это конструкции, в которых тепловая энергия превращается в механическую.

Тепловые двигатели многообразны как по конструкции, так и по назначению. К ним относятся паровые машины, паровые турбины, двигатели внутреннего сгорания, реактивные двигатели.

Однако, несмотря на многообразие, в принципе действия различных тепловых двигателей есть общие черты. Основные компоненты каждого теплового двигателя:

  • нагреватель;
  • рабочее тело;
  • холодильник.

Нагреватель выделяет тепловую энергию, при этом нагревает рабочее тело, которое находится в рабочей камере двигателя. Рабочим телом может быть пар или газ. Приняв количество теплоты, газ расширяется, т.к. его давление больше внешнего давления, и двигает поршень, производя положительную работу.

При этом его давление падает, а объем увеличивается. Если сжимать газ, проходя те же состояния, но в обратном направлении, то совершим ту же по абсолютному значению, но отрицательную работу. В итоге вся работа за цикл будет равна нулю.

Для того чтобы работа теплового двигателя была отлична от нуля, работа сжатия газа должна быть меньше работы расширения.

Чтобы работа сжатия стала меньше работы расширения, необходимо, чтобы процесс сжатия проходил при меньшей температуре, для этого рабочее тело нужно охладить, поэтому в конструкцию теплового двигателя входит холодильник. Холодильнику рабочее тело отдает при соприкосновении с ним количество теплоты.

Источник: https://les74. ru/by-what-formula-is-the-work-efficiency.html

Формула КПД (коэффициента полезного действия)

В реальной действительности работа, совершаемая при помощи какого — либо устройства, всегда больше полезной работы, так как часть работы выполняется против сил трения, которые действуют внутри механизма и при перемещении его отдельных частей. Так, применяя подвижный блок, совершают дополнительную работу, поднимая сам блок и веревку и, преодолевая силы трения в блоке.

Введем следующие обозначения: полезную работу обозначим $A_p$, полную работу — $A_{poln}$. При этом имеем:

Определение и формула КПД Определение

Коэффициентом полезного действия (КПД) называют отношение полезной работы к полной. Обозначим КПД буквой $eta $, тогда:

[eta =frac{A_p}{A_{poln}} left(2
ight).]

Чаще всего коэффициент полезного действия выражают в процентах, тогда его определением является формула:

[eta =frac{A_p}{A_{poln}}cdot 100\% left(2
ight). ]

При создании механизмов пытаются увеличить их КПД, но механизмов с коэффициентом полезного действия равным единице (а тем более больше единицы) не существует.

И так, коэффициент полезного действия — это физическая величина, которая показывает долю, которую полезная работа составляет от всей произведенной работы. При помощи КПД оценивают эффективность устройства (механизма, системы), преобразующей или передающей энергию, совершающего работу.

Для увеличения КПД механизмов можно пытаться уменьшать трение в их осях, их массу. Если трением можно пренебречь, масса механизма существенно меньше, чем масса, например, груза, который поднимает механизм, то КПД получается немного меньше единицы. Тогда произведенная работа примерно равна полезной работе:

[A_papprox A_{poln}left(3
ight).]

Золотое правило механики

Необходимо помнить, что выигрыша в работе, используя простой механизм добиться нельзя.

Выразим каждую из работ в формуле (3) как произведение соответствующей силы на путь, пройденный под воздействием этой силы, тогда формулу (3) преобразуем к виду:

[F_1s_1approx F_2s_2left(4
ight). ]

Выражение (4) показывает, что используя простой механизм, мы выигрываем в силе столько же, сколько проигрываем в пути. Данный закон называют «золотым правилом» механики. Это правило сформулировал в древней Греции Герон Александрийский.

Это правило не учитывает работу по преодолению сил трения, поэтому является приближенным.

Кпд при передаче энергии

  • Коэффициент полезного действия можно определить как отношение полезной работы к затраченной на ее выполнение энергии ($Q$):
  • Для вычисления коэффициента полезного действия теплового двигателя применяют следующую формулу:
  • где $Q_n$ — количество теплоты, полученное от нагревателя; $Q_{ch}$ — количество теплоты переданное холодильнику.
  • КПД идеальной тепловой машины, которая работает по циклу Карно равно:
  • где $T_n$ — температура нагревателя; $T_{ch}$ — температура холодильника.

[eta =frac{A_p}{Q}cdot 100\% left(5
ight).] [eta =frac{Q_n-Q_{ch}}{Q_n}left(6
ight),] [eta =frac{T_n-T_{ch}}{T_n}left(7
ight),]

Примеры задач на коэффициент полезного действия

Пример 1

Задание. Двигатель подъемного крана имеет мощность $N$. За отрезок времени равный $Delta t$ он поднял груз массой $m$ на высоту $h$. Каким является КПД крана? extit{}

Решение. Полезная работа в рассматриваемой задаче равна работе по подъему тела на высоту $h$ груза массы $m$, это работа по преодолению силы тяжести. Она равна:

[A_p=mgh left(1.1
ight).]

Полную работу, которая выполняется при поднятии груза, найдем, используя определение мощности:

[N=frac{A_{poln}}{Delta t} o A_{poln}=NDelta tleft(1.2
ight).]

Воспользуемся определением коэффициента полезного действия для его нахождения:

[eta =frac{A_p}{A_{poln}}cdot 100\%left(1.3
ight).]

Формулу (1.3) преобразуем, используя выражения (1.1) и (1.2):

[eta =frac{mgh}{NDelta t}cdot 100\%.]

Ответ. $eta =frac{mgh}{NDelta t}cdot 100\%$

   
Пример 2

Задание. Идеальный газ выполняет цикл Карно, при этом КПД цикла равно $eta $. Какова работа в цикле сжатия газа при постоянной температуре? Работа газа при расширении равна $A_0$

Решение. Коэффициент полезного действия цикла определим как:

[eta =frac{A_p}{Q}left(2.1
ight).]

Рассмотрим цикл Карно, определим, в каких процессах тепло подводят (это будет $Q$).

Так как цикл Карно состоит из двух изотерм и двух адиабат, можно сразу сказать, что в адиабатных процессах (процессы 2-3 и 4-1) теплообмена нет. В изотермическом процессе 1-2 тепло подводят (рис.

1 $Q_1$), в изотермическом процессе 3-4 тепло отводят ($Q_2$). Получается, что в выражении (2.1) $Q=Q_1$.

Мы знаем, что количество теплоты (первое начало термодинамики), подводимое системе при изотермическом процессе идет полностью на выполнение газом работы, значит:

[Q=Q_1=A_{12}left(2.2
ight).]

Газ совершает полезную работу, которую равна:

[A_p=Q_1-Q_2left(2.3
ight).]

Количество теплоты, которое отводят в изотермическом процессе 3-4 равно работе сжатия (работа отрицательна) (так как T=const, то $Q_2=-A_{34}$). В результате имеем:

[A_p=A_{12}+A_{34}left(2.4
ight).]

Преобразуем формулу (2.1) учитывая результаты (2.2) — (2.4):

[eta =frac{A_{12}+A_{34}}{A_{12}} o A_{12}eta =A_{12}+A_{34} o A_{34}=(eta -1)A_{12}left(2.4
ight).]

Так как по условию $A_{12}=A_0, $окончательно получаем:

[A_{34}=left(eta -1
ight)A_0.]

Ответ. $A_{34}=left(eta -1
ight)A_0$

   

Читать дальше: формула линейной скорости.

Источник: https://www.webmath.ru/poleznoe/fizika/fizika_132_formula_kojefficienta_poleznogo_dejstvija.php

расчет, как рассчитать водогрейный котел, как посчитать зависимость КПД от нагрузки, как наладить отопительный котел

Как учесть высоту потолков при подсчетах?

Приведённая ниже формула пригодна в случае, когда потолки в доме стандартной высоты.

Т.е. не превышают 2,6 – 3 метра. Если же потолки выше, расчёт по площади не подойдёт.

Нужно использовать объём.

Зная объём помещения, можно высчитать прогнозируемые теплопотери (ПТ) по формуле:

ПТ = V (объём) х Pt (разность t) х k : 860.

Pt– разница средних температур на улице и в помещении. Пример: зимой в среднем держится -30 С, а в доме хочется, чтобы было 22 С. Pt = 52. Чем выше будет этот показатель, тем больше строение будет терять тепло.

k – это коэффициент рассеивания. Он зависит от стройматериалов, из которых выполнено строение:

  • Дерево или гофрированное железо, без теплоизоляции = 3–4.
  • Одинарная кирпичная кладка, обычные окна и крыша, средняя теплоизоляция = 2 – 2,9.
  • Двойная кирпичная кладка, неплохая теплоизоляция, немного окон = 1 – 1,9.
  • Отличная теплоизоляция, пластиковые окна, хорошо утеплены пол и потолок = 0,6 – 0,9.

Теперь, когда известны все основные данные, можно высчитать мощность котла по формуле:

M = ПТ х kз.

Kз в данных расчётах – это коэффициент запаса. Он равен 1,15 – 1,2 (то есть 15 – 20 %)

Пример. Кирпичный дом с неплохой теплоизоляцией, площадью 60 м2. И высотой потолков 3м.

  1. Вычисляем объём. 60м2 х 3 = 180м3. Pt = 52, k = 1,5.
  2. Подставляем данные в формулу: ПТ = 180 х 52 х 1,5 : 860. Пт = 16,32.
  3. Умножаем этот показатель на коэффициент запаса: 16,32 х 1,2 = 19,58.
  4. Округляем и получаем котёл мощностью 20 кВт.

Подсчёт КПД газового котла отопления

Метод расчёта производительности осуществляется путём сравнения потраченной теплоэнергии на нагрев жидкости и фактического объёма всей теплоты, что была выделена в момент сжигания топлива. Вычисляется по такой формуле:

η = (Q/ Qобщ.)*100%
η — читается как “эта”; Q1 — тепло, которое удалось аккумулировать и использовать для нагрева помещения; Qобщ. — общее количество тепловой энергии, которое выделяется при сжигании топлива.

Однако эта формула не берёт в учёт многие нюансы, например, возможные тепловые потери, отклонения в рабочих параметрах системы и прочее. Расчёты дают возможность узнать только средний КПД самого котла от газа. Многие изготавливающие компании указывают именно это значение.

Расчитать теплопотери дома или помещения можно с помощью подготовленного нами калькулятора.

Тут же оценивают погрешности определения тепловой эффективности. Используют такую формулу:

η=100 — (q2 + q3 + q4 + q5 + q6)

Расчёты помогают проанализировать в соответствии с особенностями определённой отопительной системы.

ОбозначениеЗначение
q2Тепловые потери в отходящих газах и продуктах сгорания
q3Потери, связанные с неверными пропорциями газовоздушной смеси, по причине которых появляется недожог газа
q4Тепловые потери, связанные с появлением на горелках и теплообменнике сажи, а также, механический недожог
q5Теплопотери, в зависимости от наружной температуры
q6Потери тепла при охлаждении топочной камеры во время очистки её от шлаков. Последний коэффициент относится только к твердотопливным устройствам, не учитывается при расчётах КПД оборудования, функционирующего на природном газе

Настоящий коэффициент полезного действия рассчитывают только на месте, в зависимости от правильно выполненной системы удаления дыма и качественного монтажа.

Больше всего на тепловую эффективность влияет температура отходящих газов, которая отмечена в формуле сокращением q2. Если интенсивность нагрева газов на 10-15 °С, то производительность повышается на 1-2 %. Поэтому наивысший КПД в конденсационных котлах, что относятся к низкотемпературной технике отопления.

1 Теплоотдача котла – зачем нужны расчеты

Система отопления должна полностью восполнить все теплопотери в доме, для чего и проводится расчет мощности котла. Здание постоянно выделяет тепло наружу. Теплопотери в доме бывают различными и зависят от материала контруктивных частей, их утепления. Это влияет на расчетные показатели теплового генератора. Если подходить к расчетам максимально серьезно, следует заказать их у специалистов, по результатам подбирается котел и рассчитываются все параметры.

Самому рассчитать теплопотери не очень сложно, но требуется учитывать множество данных о доме и его составляющих, их состоянии. Более легким способом является применение специального прибора для определения тепловых утечек – тепловизора. На экране небольшого прибора отображаются не расчетные, а фактические потори. Он наглядно показывает места утечек, и можно принять меры для их устранения.

А может, никакие расчеты не нужны, просто взять мощный котел и дом теплом обеспечен. Не все так просто. В доме действительно будет тепло, комфортно, пока не придет пора кое о чем задуматься. У соседа такой же дом, в доме тепло, а за газ он платит намного меньше. Почему? Он рассчитал необходимую производительность котла, она у него на треть меньше. Приходит понимание –  совершена ошибка: покупать котел без расчета мощности не следует. Потрачены лишние деньги, часть топлива расходуется впустую и, что кажется странным, недогруженный агрегат быстрее изнашивается.

Система отопления

Котел с недостаточной мощностью не обогреет дом, будет постоянно работать с перегрузкой, что приведет к преждевременному выходу из строя. Да и топливо он будет не просто потреблять, а жрать, и все равно хорошего тепла в доме не будет. Выход один – установить другой котел. Деньги ушли на ветер – покупка нового котла, демонтаж старого, установка другого – все не бесплатно. А если учесть еще моральные страдания из-за совершеной ошибки, возможно, отопительный сезон, пережитый в холодном доме? Вывод однозначный – покупать котел без предварительных расчетов нельзя.

Причины снижения КПД котлов отопления

Еще до того как повысить КПД батареи отопления, нужно определиться с этим параметром. Фактически он состоит из нескольких составляющих – эффективность работы котла, радиаторов и трубопроводов. Но кроме этого нужно учитывать величину тепловых потерь здания.

Поэтому, нужно сначала не думать — как увеличить КПД батареи отопления, а улучшить теплоизоляцию дома. Только уменьшив потери через стены и окна можно приступать к модернизации отопления. Ошибочно считается, что главным показателем системы является КПД газовых котлов отопления или их твердотопливных аналогов. Однако фактически полезное действие системы определяется по следующей формуле:

Q=Vпотр/Vпоступ

Где Q – показатель КПД, Vпотр — количество затрачиваемой энергии на нагрев теплоносителя, Vпоступ – фактическая передача тепла воздуху в помещении.

Что нужно сделать, чтобы этот показатель изначально был максимальным:

  • Выбрать низкотемпературный режим работы. При минимальной разнице нагрева воды после котла и в обратной трубе затраты на энергоноситель уменьшится;
  • Использование электронных систем управления – термометров и программаторов. Они позволят автоматически изменять работу котла при колебаниях температуры в доме и на улице;
  • Провести модернизацию элементов, чтобы выйти на максимальное КПД отопления в доме.

Все эти способы взаимосвязаны друг с другом. Поэтому при организации отопления нужно профессионально пойти к каждому этапу.

Во время проектирования системы нужно рассчитать ее основные параметры – тепловые потери, работу каждого узла и оптимальный температурный режим. Сделать это можно с помощью онлайн калькуляторов (высокая погрешность) или заказав услугу у специализированных расчетных бюро (точные данные).

Виды теплопотерь

Разобравшись в том, что такое КПД в котлах отопления, необходимо проанализировать причины, мешающие добиться от оборудования максимальной отдачи.

  • Механический недожог – для поддержания процесса горения к горелке должен поступать свежий воздух. Для этого в котле предусмотрена миниатюрная дверца – поддувало. Если это окошко открыто слишком сильно, внутри камеры образуется сквозняк, вытягивающий часть несгоревшего газа в дымоход. При этом КПД падает на несколько процентов.
  • Химический недожог – если наблюдается нехватка кислорода, газ также не прогорает полностью, поэтому отправляется в дымоход. В таком случае коэффициент полезного действия способен снизиться на 7%.
  • Общие теплопотери – отсутствие надлежащей термоизоляции крыши крадет 10-25% КПД. Хорошо проводящие тепло стены забирают 20-30% мощности котла. Старые окна и двери лишают вас 15-25% отопления. Пол на грунте уменьшает эффективность обогрева на 3-6%, а неправильное обустройство системы вентиляции удаляет из помещения 30-40% тепла.

Как посчитать КПД твердотопливного котла

Даже при условии идеально проработанной конструкции и качественного топлива, КПД отопительных котлов не может достигать 100 %. Их работа обязательно сопряжена с определенными потерями тепла, вызванными как типом сжигаемого топлива, так и рядом внешних факторов и условий. Чтобы понять, как на практике выглядит расчет КПД твердотопливного котла, приведем пример.

Например, теплопотери от удаления шлаков из топливной камеры составят:

где Ашл – относительное значение шлака, удаляемого из топки к объему загружаемого топлива. При грамотном использовании котла доля отходов горения в виде золы составляет 5-20 %, то данное значение может быть равно 80-95 %.

Зл – термодинамический потенциал золы при температуре в 600 ℃ в обычных условиях равен 133,8 ккал/кг.

Ар – зольность топлива, которая рассчитывается на общую массу топлива. В различных видах горючего показатель зольности колеблется от 5 % до 45 %.

Qri – минимальный объем тепловой энергии, который генерируется в процессе сгорания топлива. В зависимости от разновидности топлива теплоемкость колеблется в рамках 2500-5400 ккал/кг.

В данном случае с учетом указанных значений теплопотери q6 будут составлять 0,1-2,3 %.

Значение q5 будет зависеть от мощности и проектной производительности отопительного котла. Работа современных установок с малой мощностью, которыми очень часто обогревают частные дома, обычно сопряжена с теплопотерями данного вида в пределах 2,5-3,5 %.

Теплопотери, связанные с механическим недожогом твердого топлива q4, во многом зависят от его типа, а также от конструкционных особенностей котла. Они колеблются в пределах 3-11 %. Это стоит учитывать, если вы ищете способ, как наладить котел на более эффективную работу.

Химический недожог горючего обычно зависит от концентрации воздуха в сгораемой смеси. Такие теплопотери q3, как правило, равны 0,5-1 %.

Наибольший процент теплопотерь q2 связан с уходом тепла вместе с горючими газами. На этот показатель влияет качество и вид топлива, степень разогрева горючих газов, а также условия эксплуатации и конструкция отопительного котла. При оптимальном тепловом расчете в 150 ℃ эвакуируемые угарные газы должны быть разогреты до температуры в 280 ℃. В таком случае данное значение теплопотерь будет равно 9-22 %.

Если все перечисленные значения потерь суммировать, получим значение эффективности ɳ=100-(9+0,5+3+2,5+0,1)=84,9 %.

Это значит, что современный котел может работать лишь на 85-90 % мощности. Все остальное уходит на обеспечение процесса горения.

Обратите внимание, что добиться таких высоких значений не так просто. Для этого нужно грамотно подойти к подбору топлива и обеспечить для оборудования оптимальные условия

Обычно производители указывают, с какой нагрузкой должен работать котел. При этом желательно, чтобы основную часть времени он был настроен на экономный уровень нагрузок.

Для работы котла с максимальным КПД, его нужно использовать с учетом таких правил:

обязательна периодическая чистка котла;
важно контролировать интенсивность горения и полноту сгорания топлива;
нужно рассчитать тягу с учетом давления подаваемого воздуха;
необходим расчет доли золы.

На качестве сгорания твердого топлива положительным образом отражается расчет оптимальной тяги с учетом давления воздуха, подаваемого в котел, и скорости эвакуации угарных газов. Тем не менее, при возрастании давления воздуха вместе с продуктами сгорания в дымоход удаляется больше тепла. А вот слишком малое давление и ограничение доступа воздуха в топливную камеру приводит к снижению интенсивности горения и более сильному золообразованию.

Если у вас дома установлен отопительный котел, обратите внимание на наши рекомендации по увеличению его КПД. Вы сможете не только сэкономить на топливе, но и добьетесь комфортного микроклимата в доме

Как повысит эффективность отопительной техники, работающей на твердом топливе

Сегодня многие потребители, имея в своем распоряжении твердотопливный котел, стараются найти наиболее удобный и практичный способ как повысить КПД отопительного оборудования. Технологичные параметры нагревательных приборов, заложенные производителем, со временем теряют свои номинальные значения, поэтому для повышения эффективности котельного техники изыскиваются различные способы и средства.

Рассмотрим один из наиболее эффектных вариантов, установка дополнительного теплообменника. В задачу новой оснастки входит снятие тепловой энергии с летучих продуктов горения.

На видео можно увидеть, как сделать самостоятельно экономайзер (теплообменник)

Для этого нам предварительно необходимо узнать какова температура дыма на выходе. Изменить ее можно при помощи мультиметра, который помещается непосредственно в середину дымохода. Данные о том, сколько можно получить дополнительного тепла от улетучивающихся продуктов горения необходимы для расчета площади дополнительного теплообменника. Делаем следующие действия:

  • отправляем в топку дрова определенного количества;
  • засекаем за сколько времени прогорит определенное количество дров.

К примеру: дрова, в количестве 14. 2 кг. горят 3,5 часа. Температура дыма на выходе из котла составляет 460 0 С.

За 1 час у нас сгорело: 14,2/3,5 = 4,05 кг. дров.

Для расчета количества дыма используем общепринятое значение — 1 кг. дров = 5,7 кг. дымовых газов. Далее умножаем количество сгоревших за один час дров на количество дыма, получаемое при сгорании 1 кг. дров. В итоге: 4,05 х 5,7 = 23,08 кг. летучих продуктов горения. Эта цифра и станет отправной точкой для последующих расчетов количества тепловой энергии, которую можно использовать дополнительно для нагрева второго теплообменника.

Зная значение теплоемкости летучих горячих газов, как 1,1 кДж/кг., делаем дальнейший расчет мощности теплового потока, если мы хотим снизить температуру дыма с 460 0 С до 160 градусов.

Q = 23,08 х 1,1 (460-160) = 8124 кДж тепловой энергии.

В итоге получаем точное значение дополнительной мощности, которую обеспечивают летучие продукты горения: q = 8124/3600 = 2,25 кВт, цифра большая, которая может оказать существенное влияние на повышение эффективности отопительного оборудования. Зная о том, сколько энергии уходит впустую, желание оснастить котел дополнительным теплообменником вполне оправдано. За счет притока дополнительной тепловой энергии для работы по нагреву теплоносителя, повышается не только эффективность всей системы отопления, но и сам КПД отопительного агрегата растет.

Способы увеличения КПД

Чтобы отопительная система работала с минимальными потерями тепла, следует ознакомиться с действенными способами, как улучшить КПД газового котла. Для этого нужно максимально исключить все виды теплопотерь.

Монтаж коаксиального дымохода

Если вы ищете варианты, как повысить КПД газового котла, обратите внимание на то, какой дымоход  установлен. Традиционные отводящие трубы обладают рядом недостатков, основным из которых является зависимость от погодных условий

Альтернативой обычному дымоходу может стать коаксиальный дымоход, который отличается такими преимуществами:

Устройство коаксиального дымохода не требует особых усилий. Конструкция представляет собой две отводящие трубы разного диаметра, по одной транспортируются отводящие газы, по другой насыщенный кислородом воздух.  

Если у вас нет опыта работы с отопительным оборудованием, но возникла необходимость решить вопрос, как улучшить КПД газового котла, обратитесь к специалистам. Они выполнят работы на высшем уровне, обеспечивая наиболее эффективное функционирование отопительной системы вашего дома.

Подсчитать мощность котла онлайн

Многие производители, понимая, что подсчёты не всем по плечу, позаботились о том, чтобы узнать нужную мощность было предельно просто. На сайтах размещают специальные калькуляторы, где задав показатели, можно мгновенно получить результат подсчёта.

Нужно только знать:

  • желаемая температура для помещения;
  • средний показатель t в самую морозную неделю года;
  • будет ли котлом нагреваться питьевая вода;
  • есть ли вентиляционная система;
  • высота потолков;
  • этажность;
  • толщина наружных стен;
  • материал стен и перекрытий;
  • длина каждой стены;
  • число и размеры окон;
  • тип окон.

Итак. Правильно рассчитать мощность котла – одна из важнейших задач в организации отопления. И сделать это самостоятельно вполне реально. Кроме того, могут помочь онлайн-калькуляторы.

Коэффициент полезного действия (КПД) насосов

КПД насосов позволяет повысить энергоэффективность производства и сэкономить деньги. В статье рассмотрено из чего складывается КПД насосов, что на него влияет и как его посчитать. Приводится информация по центробежным (в т.ч. с магнитной муфтой), винтовым, импеллерным и мембранным пневматическим насосам.

Коэффициент полезного действия это характеристика эффективности системы (устройства или машины) в отношении преобразования или передачи энергии, которая показывает совершенство его конструкции и экономичность эксплуатации. Так как насосы перекачивают жидкость посредством преобразования одного вида энергии в другой вид энергии, то они идеально подходят под данное правило, а значит, обладают собственным коэффициентом полезного действия.

Формула

Коэффициент полезного действия не имеет системы измерений и обозначается обычно в процентах. Общий КПД жидкостного насоса определяется произведением КПД его привода (электродвигатель, пневмодвигатель, гидродвигатель) и КПД насосной части. Ƞ = ƞпр * ƞнч

КПД привода насоса это не что иное, как отношение мощности, которую мы получаем на выходном валу двигателя к потребляемой двигателем мощности. Нужно сразу уточнить, что данное отношение не может быть больше единицы, так как потребляемая двигателем мощность всегда больше мощности на выходе. Это обуславливается тем, что в процессе преобразования энергии всегда присутствуют тепловые и механические потери. Ƞпр = P2 / P1

Расчет КПД

Потребляемая мощность зависит от вида и характеристик собственного источника. Если насос имеет электрический привод – электродвигатель, то потребляемая мощность электрическая, если пневмодвигатель, значит потребляемая мощность это мощность нагнетаемого воздуха. Электрическая потребляемая мощность это произведение напряжения на силу тока.

Мощность на выходном валу двигателя, это мощность механическая, полученная вследствие преобразования подведенного электрического или пневматического вида энергии. Данную мощность нужно рассматривать как отношение работы к единице времени.

Так как насосная часть состоит из деталей, узлов и механизмов, а во время её работы происходят различные процессы и присутствуют разные физические явления, то её коэффициент полезного действия необходимо рассматривать как произведение трёх составляющих: механический КПД, гидравлический КПД и объёмный КПД. Ƞнч = ƞм * ƞг * ƞо

Механический КПД

Механический КПД во многом зависит от качества изготовления насоса, от его конструктивных особенностей. Механические потери связанные с работой трущихся частей (в подшипниках, в механическом торцевом уплотнении, в сальниковом уплотнении, в проточной части) снижают данный КПД.

Гидравлический КПД

Гидравлический КПД определяется течением жидкости внутри проточной части насоса, а если точнее гидравлическими потерями, которые возникают во время работы насоса. Например, если шероховатость поверхности стенок насоса увеличена, то жидкости станет сложнее преодолеть сопротивление трения, а значит, скорость течения жидкости будет ниже. Многое зависит и от вида течения жидкости. Возникающий в проточной части насоса турбулентный (вихревой) поток жидкости увеличивает гидравлические потери.

Отношение количества жидкости поступившей в насос через всасывающий патрубок, к количеству жидкости вышедшей из него через напорный патрубок является объёмным КПД насосной части. Объёмный КПД ещё называют КПД подачи, так как его можно рассмотреть как отношение производительностей, действительной к теоретической.

Чтобы потребитель имел возможность определить КПД насоса в конкретной рабочей точке, многие производители насосного оборудования прилагают к диаграммам рабочих характеристик насоса диаграммы с графиками характеристик КПД.

График эффективности насоса на примере Argal TMR 10.15

КПД промышленных насосов

В данной статье косвенно рассмотрим коэффициент полезного действия насосов различных видов: центробежных, винтовых, импеллерных, мембаранно-пневматических.

Центробежный насос

КПД самых распространенных центробежных насосов во многом зависит от режима их работы и конструктивных особенностей. Максимальным КПД обладают центробежные насосы с приводом большой мощности и высокими рабочими характеристиками. Их эффективность может достигать 92-95 %. Значение мощности двигателя таких центробежных насосов обычно начинается от 10кВт, а насосная часть имеет высокое качество изготовления.

Насос с магнитной муфтой

Насосы с магнитной муфтой имеют схожий КПД. Для данного типа насоса очень важно, чтобы герметичная задняя крышка насоса, располагающаяся между ведущим и ведомым магнитом, была изготовлено из токонепроводящих материалов. Иначе, будут возникать вихревые токи, которые вызывают потерю мощности и снижают общий КПД насоса.

Винтовой насос

Винтовые насосы имеют высокие механические потери. Они в первую очереди связаны с трениями, которые возникают в подшипниковом узле, а также между ротором и статором, но благодаря высоким рабочим характеристикам (расход, напор) данный тип насосов может иметь КПД колеблющийся от 40 до 80 %.

Импеллерный насос

Импеллерные насосы бережно перекачивают жидкость, создавая равномерный ламинарный поток и высокое давление на выходе, но высокие механические потери обусловленные трением гибких лопастей импеллера о внутреннюю поверхность корпуса не позволяет данному типу насосов быть лидером по эффективности.

Мембранно-пневматический насос

Мембранно-пневматические насосы не имеют двигателя и работают от поданного на него сжатого воздуха. Так как требуется дополнительное превращение электрической энергии в энергию сжатого воздуха, то КПД мембранно-пневматического насоса во многом зависит от КПД воздушного компрессора. Обычно КПД поршневых компрессоров составляет 80-92%, лопастных 90-96%. Кроме этого, в самом насосе, в той или иной мере, присутствуют все виды потерь. Гидравлические потери возникают, когда жидкость через небольшое всасывающее отверстие поступает в рабочую камеру насоса и выходит через отверстие подачи под определенным углом. Здесь поток жидкости сталкивается с внезапным расширением сечения при последующем резком повороте. Механические потери связаны с тем, что основная втулка насоса является парой трения скольжения. Кроме этого имеет место трение жидкости с деталями насоса: клапана, коллектора, мембрана, стенки боковой крышки. Объемные потери определяются отношением количества жидкости поступившего в насос и количеством жидкости вышедшего из него за два такта (всасывание – нагнетание).

Вывод

Подводя итог данной статьи можно сказать, что эффективность перекачивающих насосов во многом зависит от мощности двигателя насоса, а также от качества изготовления деталей и узлов самого насоса. Среди рассмотренных типов насосов наибольшим КПД обладают высокопроизводительные и высоконапорные центробежные насосы. Наименьшая эффективность у мембранно-пневматических насосов.

Как рассчитать эффективность варочного цеха

В какой-то момент вашей карьеры домашнего пивовара вы, скорее всего, прочитаете гравитацию во время варки и подумаете: «Что, черт возьми, пошло не так?» Если вас это беспокоит, вы исследуете огромные залы университета домашнего пивоварения, живущего в Интернете. Затем вы выбираете термин «эффективность варочного цеха». Это может появиться в статье, сообщении в блоге, рецепте или даже в вашем любимом программном обеспечении для пивоварения, которое предлагает что-то рассчитать для вас.Чтобы по-настоящему ответить на этот вопрос, я хочу сначала разбить фразу на две составляющие по отдельности и уделить время их пониманию.

Варочный цех

Термин «варочный цех» обычно предназначен для обозначения оборудования, используемого для производства сусла. Это распространяется не только на затор; он включает в себя все насосы, резервуары для горячих напитков, котлы для варки, гранаты и все остальное, что вы можете использовать для производства сусла. Поскольку потери могут происходить в любой момент производства сусла, расчет величины удельного веса, полученной в конечном объеме после варки, является основной идеей расчета эффективности варочного цеха. В вашем варочном цехе есть все оборудование, которое используется для приготовления и сусла. [/ caption]

Эффективность

Общее определение того, как измеряется эффективность, независимо от контекста, сводится к приближению наилучшей возможной оценки того, сколько отдачи мы получаем от энергии или затрат, вложенных в производство определенного продукта или результата. Обычно он представлен в процентах, причем более высокие значения указывают на большую производительность. Другими словами, вы можете сказать, что он измеряет «сколько денег вы потратите». В условиях пивоварения при сравнении двух партий более высокая эффективность одной партии может указывать на больший выход на единицу зерна. При прочих равных, вы могли бы извлечь больше сбраживаемых сахаров (и иметь более высокую начальную плотность) с тем же количеством зерна, что и в другой партии. Или вы можете получить одинаковое измерение силы тяжести между двумя партиями, но при этом использовать меньше зерна в одной из партий, что также даст более высокую эффективность в партии с меньшим зерном, чем в партии с большим количеством зерна.В обоих этих сценариях ваша общая эффективность в варочном цехе будет измеримой величиной, но вы не всегда можете знать, как определить, где в вашем процессе была достигнута большая производительность.

Что влияет на эффективность варочного цеха

Факторы, влияющие на эффективность, - это качество измельчения зерна, лучшая температура или регулирование pH, или, возможно, ряд других вещей, помогающих улучшить извлечение сбраживаемых сахаров из ваших зерен и с желаемым объемом после кипячения. Ключ состоит в том, чтобы вести подробные записи о ваших методах, оборудовании и выборе ингредиентов, которые могли повлиять на общий эффект вашего напитка, а также о том, достигли ли вы своей целевой силы тяжести и целевого объема. Если вы работаете над повышением эффективности, меняйте одну вещь каждый день пивоварения, чтобы лучше отслеживать, как это влияет на ваши показатели. Важно помнить, что более низкая ожидаемая эффективность обычно означает, что вам потребуется больше зерна для достижения целевой плотности, чем более высокая общая эффективность варочного цеха, если нет улучшений, которые можно внести в ваше оборудование и / или процессы. Плохое измельчение зерна, плохой PH и контроль температуры - все это может привести к снижению эффективности, чем ожидалось [/ caption]

Расчет эффективности варочного цеха

Фактическая формула эффективности обычно выглядит примерно как «ввод / вывод». Чтобы начать определение эффективности вашего варочного цеха для данной партии, начните с расчета общей потенциальной силы тяжести, получаемой от всего зерна в рецепте:

Возможные точки тяжести = (точки тяжести зерна * вес) / объем

Точка силы тяжести зерна: обычно получают, используя только последние две цифры потенциальной силы тяжести зерна. Например, если светлый солод имеет потенциальную плотность 1,036, для этого расчета точки его плотности зерна принимаются равными 36. Единицы измерения веса и объема могут быть метрическими или британскими, но должны быть согласованы как в числителе, так и в знаменателе. Когда мы складываем все потенциальные точки гравитации от всех ферментируемых зерен и добавок в рецепте, мы получаем общее ожидаемое количество точек потенциальной гравитации. Однако это предполагает 100% эффективность. На самом деле, пивоваренная установка дает эффективность где-то между 70% -80%.После того, как у вас есть начальное измерение силы тяжести (показание, которое вы получаете на уровне дрожжевого пека), и расчет общих точек потенциальной силы тяжести

Эффективность варочного цеха = фактическая / потенциальная гравитация

Например, предположим, что наша ожидаемая сила тяжести (при 100% эффективности) = 1,045 или 45 баллов. Однако мы измерили плотность в ферментере 1,038. Тогда наша эффективность будет = 38/45 = примерно 84%.

Что делать, если вам не хватает объема?

Допустим, вам не хватает галлона до ожидаемого конечного объема, но, несмотря на это (не хорошо!), Вы все еще ниже целевой силы тяжести.Ничего страшного, если у вас небольшой объем, но ваша сила тяжести выше ожидаемой, потому что вы можете добавить воду, чтобы увеличить объем и снизить гравитацию. Например, предположим, что я нацелился на объем в 5 галлонов с общей потенциальной силой тяжести 57 баллов, но получил только 1,040 при 4 галлонах. Наша общая эффективность в этом случае будет

.

(измеренные точки силы тяжести * измеренный объем) / (потенциальная сила тяжести * целевой объем)

Что в этом случае даст (40 * 4) / (57 * 5) = 0.711 или 56%

Если вам действительно нужно увеличить объем, а ваши цифры не достигли цели, вы можете добавить немного экстракта, чтобы вернуть рецепт в нужное русло. Вот почему всегда приятно иметь под рукой какой-нибудь экстракт, будь то для приготовления закусок или для повышения эффективности варочного цеха. Если вам нужен постоянный pH, не вдаваясь в химический состав воды, попробуйте стабилизатор pH 5,2, который помогает поддерживать стабильный pH от партии к партии. Удачи и удачного приготовления!

Как рассчитать ватт для анализа проектов энергоэффективности

Да, я знаю, что написал «Что не так» выше.У меня, вероятно, будут проблемы с орфографией от моей жены, учительницы. Но на это есть веская причина - энергоэффективность. Сначала определим ватт .....

Официальное определение ватта

ватт (Вт)

Базовая единица электрической, механической или тепловой мощности в системах SI и MKS, равная одному джоулю в секунду или 10 эрг в секунду (в лошадиных силах): для электрической мощности она равна одному вольт-ампера.

Хорошо, это официальное определение, теперь давайте сосредоточимся на том, чтобы определить его так, чтобы это было понятно вам. Ватт - это отправная точка для начисления платы за энергию, поэтому ватт привязан непосредственно к вашему кошельку.

Снижение мощности - ключ к повышению энергоэффективности

Потратьте несколько минут на то, чтобы узнать, как ватты соотносятся с энергоэффективностью, - важное упражнение для тех, кто не разбирается в электричестве.Подсчет ватт - это ключ к снижению стоимости энергии в вашем доме или на работе.

Как сэкономить? Это простая математика ... Давайте посмотрим, как рассчитать ватт ...

Большинство людей не понимают, что для повышения энергоэффективности необходимо, как рассчитать снижение мощности. Это так же просто, как задача математического вычитания.

Определение разницы в мощности может иметь большое значение.Понимание этой концепции поможет вам принимать более обоснованные решения о покупке при покупке продуктов, использующих электроэнергию для дома или бизнеса.

Лампа накаливания мощностью 100 Вт против эквивалента лампы накаливания мощностью 23 Вт

Для примера сравним две лампочки. На изображениях ниже показаны стандартная лампа накаливания мощностью 100 Вт слева и компактная люминесцентная лампа мощностью 23 Вт справа.

Обе лампы, указанные выше, подходят для замены и могут использоваться для одного и того же применения. В то время как старая 100-ваттная лампа, вероятно, будет дешевле приобрести заранее, со временем компактная люминесцентная лампа сэкономит вам деньги. Какая разница?

Определение разницы в мощности

Вот здесь и возникает простая задача вычитания.Используя две указанные выше лампочки, мы используем мощность для решения простой математической задачи.

Возьмите лампу накаливания мощностью 100 Вт и вычтите компактную люминесцентную лампу мощностью 23 Вт, и вы найдете разницу в 77 Вт

(100 Вт - 23 Вт = разница в 77 Вт).

С этой информацией мы теперь можем определить, сколько каждая из лампочек будет стоить нам ежегодно.

Расчет кВтч

Вы, вероятно, говорите себе: «Но моя энергетическая компания взимает с меня плату за киловатт-час (кВтч)». Теперь математика становится немного сложнее, но все еще управляемой. Чтобы определить разницу в стоимости между ними, мы используем мощность для определения кВт / ч. Мы делаем это с помощью следующего уравнения:

Количество приспособлений x Мощность приспособления = Общая мощность

Всего ватт / 1000 = киловатт

Киловатт x (Часы использования) = Киловатт / час

Киловатт / час x (Стоимость энергии) = Годовая стоимость

Сколько стоит это?

Допустим, у вас есть:

10 ламп (количество светильников)

Лампы мощностью 100 Вт (мощность светильника для каждой) - или -

Лампы мощностью 23 Вт (мощность каждой лампы)

2000 часов (часы использования)

$. 10 за киловатт / час (средний тариф за электроэнергию)

Сколько стоит 10–100 ваттных ламп в год?

10 (светильники) x 100 (Вт каждый) = 1000 Вт

1000 Вт / 1000 = 1 кВт

1 кВт x 2000 часов в год = 2000 кВтч (киловатт)

2000 кВт · ч x.10 = 200 долларов за использование 10 ламп мощностью 100 Вт

Сколько стоит использовать лампочки мощностью 10–23 Вт в год?

10 (светильники) x 23 (Вт каждый) = 230 Вт

230 Вт / 1000 = 0,23 кВт (киловатт)

,23 кВт x 2000 часов в год = 460 кВт · ч (киловатт-час)

460 кВтч x. 10 = 46 долларов за использование 10 ламп мощностью 23 Вт

"Ватт" разница? $ 154 Годовая экономия

100 Вт - 23 Вт = 77 Вт

-Или-

200–46 долларов = 154 доллара

годовой экономии

154 $ / 10 лампочек = 15 $.40 на лампочку

Хорошая окупаемость инвестиций?

Вы можете потратить до 15,40 долларов на лампочку и получить 100% окупаемости в первый год.

Многие луковицы служат до 4 лет. Если лампочки окупятся за 1 год, это даст вам еще 3 года экономии или 462 доллара за год 2, 3 и 4.

Вы вкладываете 154 доллара и через 4 года получаете взамен 462 доллара. Это 300% возврата ваших денег.

Сколько у вас было бы на банковском счете, если бы вы поместили его на обычный сберегательный счет?

Я могу гарантировать, что он не вернет 300%, может быть, 3%.

«Ватт» собираетесь покупать в следующий раз?

Хотите узнать больше?

Ознакомьтесь с нашим обзором, в котором более подробно рассматривается важность энергоэффективности для большинства владельцев бизнеса.Просто нажмите на книгу ниже ....

Как рассчитать коэффициент конверсии вашего веб-сайта или кампании

Базовая формула коэффициента конверсии:

Коэффициент конверсии = общее количество конверсий / общее количество сеансов

В месяц, если ваш сайт достигает в общей сложности 100 000 сеансов и зарегистрировано всего 10 000 заказов, ваш коэффициент конверсии = 10 000/100 000 = 10%

Какое количество посетителей используется в этой формуле?

Когда вы смотрите на свою аналитическую программу, число, которое используется в формуле, - это количество сеансов. Если один посетитель может зайти на сайт дважды, мы используем эти два сеанса в наших расчетах.

Обратите внимание, что « уникальных посетителей, » - это показатель, который мы собираемся использовать при расчете коэффициента конверсии.

Успешная программа CRO предполагает интегрированные затраты и доходы. У нас есть формулы для этих цифр, но они замаскированы трехбуквенными словами, такими как PPC, ROI и AOV.

Если это ваш первый проект по оптимизации конверсии, формулы могут показаться немного сложными.Но со временем вы привыкнете к основной математике, которую мы представляем в этой главе нашего руководства.

Для агрессивной рекламной кампании с оплатой за клик (PPC) необходимо как минимум рассчитать бюджет кампании, цену за клик и влияние на прибыль.

Два элемента контролируют успех платных рекламных кампаний в Интернете:

  • Стоимость, связанная с запуском кампании
  • Доход, полученный от кампании, определяемый ее коэффициентом конверсии

При создании кампании вы должны спланировать и бюджет как связанных затрат, так и полученного дохода. Несколько сценариев могут повлиять на прибыльность кампании, поэтому вы всегда должны отвечать на следующие вопросы:

  • Какой бюджет следует установить для платной рекламной кампании?
  • Какую среднюю цену за клик вы должны потратить, оставаясь прибыльным?
  • Как коэффициент конверсии кампании повлияет на прибыльность?
  • Каков абсолютный минимальный коэффициент конверсии, чтобы кампания приносила прибыль?

Эта глава поможет вам определить:

  • сумму, которую вы должны потратить на клик
  • влияние кампании на прибыльность
  • средняя стоимость заказа
  • пожизненная ценность клиента

В качестве примера мы рассмотрим онлайн-кампанию компании XYZ, которая специализируется на продаже товаров в своих обычных магазинах и получает 75 долларов прибыли с каждой проданной единицы.

Компания решает поэкспериментировать с продажами в Интернете. При планировании кампании маркетинговая группа делает следующие предположения:

Начальные номера кампании:

Количество заказов = Количество посетителей x Коэффициент конверсии

Количество заказов = 100000 x 1% = 1000 заказов

Валовая прибыль = 1000 x 75 долларов = 75000 долларов

Стоимость PPC-кампании = (15000 долларов)

Чистая прибыль = 60 000 долларов

Может ли XYZ потратить более 15000 долларов на свою PPC-кампанию?

Да! Маркетинговая команда прогнозировала валовую прибыль в размере 75 000 долларов. Это означает, что компания могла бы потратить все это на привлечение посетителей к кампании.

1. Сколько нужно тратить на клик?

Чтобы определить среднюю цену за клик в кампании, мы используем следующую формулу:

Стоимость за клик = бюджет кампании / количество посетителей

Имейте в виду, что изменение средней ставки за клик может повлиять на чистую прибыль любая кампания.

В таблице ниже сравнивается сумма ставки в 24 цента за клик и 48 центов за клик.При средней ставке 24 цента за клик кампания принесет 51 000 долларов прибыли. Однако, если ключевые слова более конкурентоспособны, и команде нужно увеличить среднюю ставку за клик до 48 центов, прибыль кампании снизится до 27 000 долларов.

Таблица 1. Как изменение размера ставки повлияет на чистую прибыль

9352 9352 в среднем
Общее количество посетителей 100000 100000
Плата за клик $ 0. 24 0,48 доллара США
Расходы PPC 24000 долларов США 48000 долларов США
Количество заказов 1,000 1,000
долларов США Валовая прибыль1 на заказ заказы 75000 долларов США 75000 долларов США
Бюджет кампании (24000 долларов США) (48000 долларов США)
Общая прибыль 51000 долларов США долларов США 27000 долларов США
долларов США 27000
в США, по отраслям, в 2015 г .:

Источник - http: // www.wordstream.com/blog/ws/2016/02/29/google-adwords-industry-benchmarks

2. Как коэффициент конверсии кампании влияет на прибыльность?

Обратите внимание, что при расчетах бюджета кампании средний коэффициент конверсии составляет 1%.

Если коэффициент конверсии увеличится до 2%, компания может более чем удвоить свою прибыль. С другой стороны, если у кампании коэффициент конверсии 0,5%, прибыль компании резко снизится.

В таблице 2 показано влияние коэффициента конверсии кампании на ее чистую прибыль.

9029% 902

долл. США разница в прибыли 112 500 долларов, между 0.5% и 2% конверсии. За те же инвестиции, за то же количество посетителей, прибыль увеличивается более чем на 900%! Этот поразительный рост связан с увеличением количества заказов в 4 раза при неизменном уровне инвестиций.

Средние коэффициенты конверсии в AdWords по отраслям в США в 2015 г .:

Источник - http://www.wordstream.com/blog/ws/2016/02/29/google-adwords -industry-benchmarks

Стоимость привлечения клиентов (CAC)

В нашем примере кампании, при 0.Ставка 5%, компания приобретает 500 клиентов. Учитывая вложения в 24000 долларов, у них есть 48 долларов затрат на привлечение одного клиента. При коэффициенте конверсии 2% и 2000 заказов стоимость приобретения снижается до 12 долларов. Если XYZ решит инвестировать больше денег, чтобы привлечь больше посетителей, но при той же скорости разговора 0,5%, стоимость привлечения останется на уровне 48 долларов.

Из кампании XYZ для расчета стоимости привлечения клиента мы учитывали только деньги, потраченные на рекламу. Для полного расчета CAC необходимо добавить общую сумму вложенных инвестиций с учетом всех затрат на создание и развитие кампании.

Как рассчитать стоимость привлечения клиента?

Стоимость привлечения клиента = общие инвестиции / количество привлеченных клиентов

Рентабельность инвестиций (ROI)

Более высокий коэффициент конверсии дает XYZ лучшую окупаемость инвестиций, поскольку затраты на привлечение каждого клиента ниже.

Для расчета рентабельности инвестиций мы используем следующую формулу:

ROI = (прибыль от инвестиций - стоимость инвестиций) / стоимость инвестиций

В нашем примере при 0.Коэффициент конверсии 5%, XYZ получает рентабельность инвестиций 0,56%, а коэффициент конверсии 2% увеличивает рентабельность инвестиций до 525%.

В таблице 3 ниже показано влияние коэффициента конверсии на стоимость привлечения клиентов и рентабельность инвестиций.

Коэффициент конверсии 1% Коэффициент конверсии 2% Коэффициент конверсии 0,5%
Общее количество посетителей 100,000 100,000 100,000 Оплата 100,000 за клик 0,24 доллара 0,24 доллара 0,24 доллара
Расходы на PPC 24000 долларов 24000 долларов 24000 долларов
Средний коэффициент конверсии 1% 24% 37 500 долл. США
Бюджет кампании (24 000 долл. США) (24 000 долл. США) (24 000 долл. США)
Прибыль или убыток долл. США 51 000
долл. США
Коэффициент конверсии 1% Коэффициент конверсии 2% Коэффициент конверсии 0,5%
Общее количество посетителей 100,000 100,000 100300 Количество заказов 1,000 2,000500
Прибыль на заказ $ 75 $ 75 $ 75
Общая прибыль по заказам $ 75,000 $ 15090,000 (24 000 долл. США) (24 000 долл. США) (24 000 долл. США)
Прибыль или убыток 51 000 долл. США долл. США 126 000 долл. США 13 500
Стоимость приобретения2 Возврат инвестиций 212.5% 525% 0,56%

При коэффициенте конверсии 0,5% 1500 потенциальных клиентов, которые нажимают на кампанию, но покидают сайт без заказа, представляют собой потерю инвестиций. По сути, это деньги, которые XYZ оставляет на столе.

Оптимизация коэффициента конверсии

Прелесть CRO заключается в том, чтобы вернуть деньги, потраченные на привлечение этих 1500 потенциальных клиентов, получая более высокую прибыль на каждый вложенный доллар.
При тех же инвестициях в привлечение посетителей, но зная, как лучше реагировать на поведение этих посетителей, программа CRO может принести выдающиеся результаты в отношении прибыли, CAC и рентабельности инвестиций.

Начиная с CRO, компании стремятся к этим результатам, но иногда не осознают, что CRO - это не выключатель света, который вы включаете. Оптимизация конверсии - это долгосрочное обязательство. Результаты являются совокупными и являются результатом постоянного улучшения.

На видео ниже вы можете увидеть реальный прогресс оптимизации коэффициента конверсии для двух наших клиентов.Таблицы и линии тренда, которые мы показываем в видео, помогут определить реальные ожидания последовательного, но нелинейного роста конверсий. Как видите, есть пики результатов по месяцам, а также развитие этих результатов в сроки 6, 12 и 16 месяцев.

Источник видео - влияние коэффициента конверсии на прибыльность вашей кампании по Invesp

3. Средняя стоимость заказа (AOV)

При выборе бюджета кампании и расчете коэффициента конверсии вы также можете учитывать от средней стоимости заказа вашего сайта.AOV измеряет среднюю общую стоимость каждого ордера, размещенного в течение определенного периода времени.

Для расчета средней стоимости заказа:

Средняя стоимость заказа = общий доход от заказов / общее количество заказов

Если веб-сайт генерирует общий доход в размере 10000 долларов США от 25 заказов, каждый заказ может иметь разные значения, например , 50, 580 или 748 долларов, но в среднем это 400 долларов (10 000 долларов из 25).

С помощью AOV вы можете различать средние затраты на заказ, чтобы оценить товары, которые продаются лучше, а также среднюю прибыль, которую можно ожидать от каждого нового клиента.Чем выше ваш AOV, тем выше ROI.

4. Пожизненная ценность клиента (LTV)

Для большинства компаний первая продажа является первым шагом в долгих отношениях.
В наших предыдущих расчетах для определения прибыльности кампании использовалась прибыль от одного заказа. Мы не учли, что постоянные клиенты, скорее всего, вернутся прямо на сайт компании и не нажмут на платную рекламу.

Учитывая пожизненную ценность (LTV) клиента, можно резко изменить бюджет кампании.

Как на самом деле рассчитать LTV выходит за рамки этого руководства. Но для нашего обсуждения предположим, что вы можете рассчитать LTV для своих клиентов.

В нашем примере компания XYZ определяет пожизненную ценность клиента на уровне 187,5 долларов.

В таблице 4 ниже показано, как использование общей ценности по сравнению с единичным заказом повлияет на итоговую прибыль кампании.

Таблица 4 - Использование расчетов LTV и одного заказа

24 цента за клик и расчет LTV 24 цента за клик и расчет одного заказа
Количество заказов 1,000 1,000
LTV $ 187.5 -
Прибыль на заказ 75 долларов США 75 долларов США
Прибыль долларов США 187 500 75 000 долларов США
000 Общее количество посетителей 10090 000 10090 000 10090 000 0,24 долл. США 0,24 долл. США
Расходы PPC (24 000 долл. США) (24 000 долл. США)
Чистая прибыль 163 500 долл. США 51 000 долл. США 24 000 долл. США
9000 долл.
В этом посте будет обсуждаться нормализация результатов кПЦР с использованием методов дельта-дельта-CT (Livak) и стандартной кривой (Pfaffl) применительно к количественной ПЦР РНК и ChIP.Также будут рассмотрены некоторые из распространенных ошибок при рассмотрении копий данных qPCR.

Хотя это не самая передовая техника, мотивация для этой публикации - количество таблиц qPCR, которые, как я вижу, делают это неправильно.

Дельта Дельта CT


Метод Ливака более известен как «дельта-дельта-CT» (ΔΔCT). Метод Delta Delta CT делает одно важное предположение о ПЦР, а именно, эффективность амплификации контрольного контрольного гена и интересующего целевого гена должна быть примерно одинаковой.В частности, Delta Delta CT предполагает, что каждый цикл ПЦР удваивает количество материала в вашем образце (эффективность амплификации = 100%).

$$$ ΔΔCT = ΔCT (обработанный образец) - ΔCT (необработанный образец) $$$

где $$$ ΔCT (образец) = CT (цель) - CT (ref) $$$, поэтому

$$$ ΔΔCT = (CT (целевой, необработанный) - CT (контрольный, необработанный)) - (CT (целевой, обработанный) - CT (контрольный, обработанный)) $$$

где

$$$ CT (целевой, необработанный) $$$ = CT значение интересующего гена в необработанном образце
$$$ CT (ref, необработанный) $$$ = CT значение контрольного гена в необработанном образце
$$$ CT (целевой, обработанный) $$$ = CT значение интересующего гена в обработанном образце
$$$ CT (ссылка, обработанный) $$$ = значение CT контрольного гена в обработанном образце

Затем мы можем рассчитать соотношение нашего целевого гена в нашем обработанном образце по сравнению с нашим необработанным образец, взяв $$$ 2 ^ {ΔΔCT} $$$.

Быстро работающий пример:

90 $ ΔΔCT = (CT (цель, необработанная) - CT (контрольная, необработанная)) - (CT (цель, обработанная) - CT (контрольная, обработанная)) $$$$
$$$$ ΔΔCT = (21,225 - 16,17) - (19.763 - 15.895) $$$$
$$$$ ΔΔCT = (5.055) - (3.868) $$$$
$$$$ ΔΔCT = 1.{1.187} = 2.277 $$$$

Таким образом, наш интересующий ген увеличен в 2,277 раза в нашем обработанном образце по сравнению с нашим необработанным образцом.

Точный порядок, в котором вы выполняете вычитание, на самом деле не имеет большого значения, и вы, вероятно, увидите, что другие люди делают это немного иначе. Рассмотрим следующие возможности:

ΔНеобработанные против Δобработанные

$$$ ΔΔCT = (CT (целевой, необработанный) - CT (контрольный, необработанный)) - (CT (целевой, обработанный) - CT (ref, обработанный)) $ $$
$$$ ΔΔCT = (21.225 - 16,17) - (19,763 - 15,895) $$$
$$$ ΔΔCT = 1,187 $$$

$$$ ΔΔCT = (CT (справочный, обработанный) - CT (целевой, обработанный)) - (CT (ref , необработанный) - CT (целевой, необработанный)) $$$
$$$ ΔΔCT = (15.895 - 19.763) - (16.17 - 21.225) $$$
$$$ ΔΔCT = 1.187 $$$

$$$ ΔΔCT = (CT (контрольный, необработанный) - CT (целевой, необработанный)) - (CT (контрольный, обработанный) - CT (целевой, обработанный)) $$$
$$$ ΔΔCT = (16,17 - 21,225) - (15,895 - 19,763) $$$
$$$ ΔΔCT = -1,187 $$$

$$$ ΔΔCT = (CT (целевой, обработанный) - CT (контрольный, обработанный)) - (CT (целевой, необработанный) - CT (ref , без обработки)) $$$
$$$ ΔΔCT = (19.763 - 15,895) - (21,225 - 16,17) $$$
$$$ ΔΔCT = -1,187 $$$

Δ Контрольный ген против ΔГена-мишени

$$$ ΔΔCT = (CT (целевой, необработанный) - CT ( целевой, обработанный)) - (CT (ref, необработанный) - CT (ref, обработанный)) $$$
$$$ ΔΔCT = (21,225 - 19,763) - (16,17 - 15,895) $$$
$$$ ΔΔCT = 1.187 $$$

$$$ ΔΔCT = (CT (эталонный, обработанный) - CT (эталонный, необработанный)) - (CT (целевой, обработанный) - CT (целевой, необработанный)) $$$
$$$ ΔΔCT = (15,895 - 16,17) - (19,763 - 21,225) $$$
$$$ ΔΔCT = 1,187 $$$

$$$ ΔΔCT = (CT (справочный, необработанный) - CT (справочный, обработанный)) - (CT (целевой, необработанный) - CT (целевой, обработанный)) $$$
$$$ ΔΔCT = (16.17 - 15,895) - (21,225 - 19,763) $$$
$$$ ΔΔCT = -1,187 $$$

$$$ ΔΔCT = (CT (целевой, обработанный) - CT (целевой, необработанный)) - (CT ( исх., обработанный) - CT (исх., необработанный)) $$$
$$$ ΔΔCT = (19,763 - 21,225) - (15,895 - 16,17) $$$
$$$ ΔΔCT = -1,187 $$$

Пока поскольку вы остаетесь согласованными с двумя вычитаниями ΔCT (т. е. всегда вычитаете обработанный из необработанного, или контрольный ген из контрольного гена, или наоборот), величина части ΔΔCT всегда будет одинаковой. Единственное, что изменится, - это вывеска.{CT (цель, лечение) - CT (ссылка, лечение)}} $$$$

, которое по тому же правилу идентичности, которое мы применили ранее, равно нашему уравнению ΔΔCT:

$$$ (CT (цель, необработанный) - CT (ссылка, необработанная)) - (CT (цель, лечение) - CT (ссылка, лечение)) $$$.

Стандартная кривая

Усовершенствование метода Delta Delta CT было внесено Pfaffl для учета кривых эффективности ПЦР, отклоняющихся от теоретической 100% эффективной реакции.

Чтобы измерить, насколько эффективна наша ПЦР для данного ампликона, мы запускаем серию разбавлений по шаблону и смотрим, насколько близка наша идеализированная ПЦР к реальной жизни.

Если мы запустим серию разбавлений (0,25, 0,5, 1, 2), мы ожидаем, что будет одна разница CT между каждым образцом в идеальной 100% эффективной реакции, как показано:

Необработанный Обработанный
Ref Gene 16.17 15.895
Target Gene 21.225
Значение CT Концентрация
36 0,25
35 0,5
34 1
33 2

Однако, если наши фактические измеренные значения CT показывают большую разницу, то наша реакция ПЦР оказалась менее эффективной, чем мы надеялись.
Значение CT Концентрация
36 0,25
34,9 0,5
33,8 1
300,7 9029 9029 9029 9029 Мы можем точно определить, насколько менее эффективен, сравнив значения CT и журнал концентрации. {CT (ref, необработанный) - CT (ref, обработанный)}} $$$$

Обратите внимание, что порядок вычитания имеет значение подробнее здесь, поскольку мы убеждаемся, что показатель степени каждой рассчитанной эффективности содержит только CT, которые были произведены этой парой праймеров.

ЧИП-ПЦР

В отличие от RT-PCR для количественного определения экспрессии генов, ChIP-PCR будет использовать одну пару праймеров для каждой интересующей области. Однако затем мы обычно также включаем образец ввода, с которым сравнивается образец ChIP.

Входные данные обычно содержат огромное количество ДНК, поэтому обычно необходимо взять часть входных данных в качестве фактического образца для ПЦР. Фактически используемая сумма может составлять от 1% до 10%.

Чтобы учесть это, мы должны применить входную корректировку.Это включает в себя расчет коэффициента разбавления, который равен $$$ 1 / {Входная фракция} $$$. Например, если вы вводите 1%, тогда ваш коэффициент разбавления (DF) равен 1 / 0,01 = 100. Затем мы вычисляем наш поправочный коэффициент CT, вычисляя $$$ log_ {Эффективность} (коэффициент разбавления) $$$.

Рабочий пример: вход 5% - это DF 1 / 0,05 = 20. Для стандартной кривой, описанной выше, это поправка CT, равная $$$ log_ {1.878} (20) = 4,75 $$$. Затем это вычитается из каждого входного трансформатора тока перед тем, как продолжить в соответствии с подходом стандартной кривой, описанным выше.{ΔCT} $$$.

Репликации и распространение ошибок

Одно из мест, в котором, кажется, закрадывается ряд ошибок, - это обработка реплик в экспериментах ПЦР.

Самая частая ошибка, которую я видел, - это использование неправильного типа среднего при вычислении среднего отношения. Ключевой факт, о котором следует помнить, - всегда использовать среднее арифметическое для чего-либо в линейной шкале и всегда использовать среднее геометрическое для чего-либо в экспоненциальной шкале.

Если говорить более кратко, если это значения CT (или их различия), используйте среднее арифметическое.{CT} $$$) затем используйте среднее геометрическое.

Я также часто сталкиваюсь с неправильной обработкой планок ошибок. Часто люди берут стандартное отклонение (или стандартную ошибку) данных концентрации или соотношений и отображают их прямо на своих столбчатых диаграммах. Однако эти метрики предполагают нормально распределенные данные, что справедливо только для самих значений CT, а не для соотношений или концентраций. Вкратце, если ваша ось Y на вашей диаграмме имеет линейный масштаб и ваши полосы ошибок одинаковы с обеих сторон, то это неверно.2} $$$

Это хорошо работает для дельта-дельта CT, поскольку ошибка - это всего лишь продукт нескольких аддитивных ошибок. Однако для подходов со стандартной кривой у нас также есть ошибка значений эффективности, которые мы рассчитали для нашей кривой, и это не может быть выражено как дополнительный коэффициент.

Вместо этого нам нужно использовать ряд Тейлора для распространения ошибки. Это позволяет включить все шесть источников отклонений (4x CT + 2x эффективности) в окончательный расчет ошибки.

Выбор контрольного гена

Последний фактор - выбор подходящего гена домашнего хозяйства в качестве контроля.Если вы выберете эталонный ген домашнего хозяйства, который сильно меняется между вашими необработанными и обработанными образцами, тогда результаты вашего целевого гена по сравнению с этим геном будут неправильными.

Один из подходов к уменьшению этого эффекта - использовать среднее геометрическое нескольких генов домашнего хозяйства в качестве эталона вместо выбора одного. Тем не менее, важно тщательно выбирать контрольные гены для обеспечения стабильности в вашем конкретном эксперименте.

Программное обеспечение

Другой подход - просто использовать уже существующее программное обеспечение.Хорошо используется REST 2009, который поддерживает практически все, что вы захотите. Точно так же есть решения с открытым исходным кодом, такие как pyQPCR. Если вы готовы платить деньги, вы также можете использовать что-то вроде GenEx.

Если вы все же решите создать свою собственную электронную таблицу, вы должны, по крайней мере, подтвердить, что ответы, которые вы получаете оттуда, совпадают с ответами, которые вы получаете от этих программ.

Я загрузил электронную таблицу, которая иллюстрирует большинство вещей, о которых я говорил в этом посте.В нем есть примеры расчета стандартных кривых, ΔΔCT, стандартной кривой и поправки на ввод для ChIP-PCR. Он также работал с примерами распространения ошибок как для ΔΔCT (через простое аддитивное распространение ошибок), так и для стандартных кривых (через ряд Тейлора).

На самом деле, почти для всех случаев, и особенно для всего, что связано с rtPCR, я рекомендую использовать что-то готовое, например REST 2009. Существует не так много причин, по которым вам нужно создавать свои собственные электронные таблицы - если, конечно, вы не пытаетесь объяснить, как Нормализация ПЦР работает в блоге.

Обратите внимание, что у меня и раньше были ошибки в этой таблице. Я воспринимаю это как знак того, насколько легко сделать эти ошибки, а также как напоминание о том, что ошибки вполне могут скрываться в этой таблице (и в любой другой электронной таблице или программном обеспечении, которое вы использовали). Совсем недавно спасибо Дункану Брайану (UCL) за то, что он подчеркнул, что SE из серии Тейлора, которую я взял из REST384, обратно коррелировал с SE отдельных компонентов. Я обновил таблицу, включив в нее как серию Тейлора, которая соответствует выходным данным REST 384, так и серию Тейлора, описанную на платформе количественной оценки генов.{-ΔΔCT} $$$ Метод. Методы 25.4 (2001).


Пфаффл, Майкл В. Новая математическая модель для относительной количественной оценки в RT – PCR в реальном времени. Nucleic Acids Research 29.9 (2001).

Вандесомпеле, Джо и др. Точная нормализация количественные данные ОТ-ПЦР в реальном времени путем геометрического усреднения нескольких гены внутреннего контроля. Геном биологии 3.7 (2002).

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *