Отопление загородного дома соляркой – выгодный альтернативный вариант обогрева, пользующийся огромной популярностью российского потребителя. Одна из причин повышенного спроса, низкий расход топлива в дизельном котле отопления.

Теплогенераторы на солярке – хорошая альтернатива твердотопливному и газовому котельному оборудованию, конечно, при условии, что котел правильно отрегулирован и работает без нарушений.

Причины повышенного расхода дизельного котла

Средний расход топлива в сутки при отоплении дизельным котлом, на 10 кВт, составляет 1 кг/час. Допускается отклонение от нормы, равное 5-10%.

Причин, по которым дизельный котел отопления расходует много топлива несколько:

• Неправильно отрегулированная горелка – во время горения, сжигается не сама солярка, а топливно-воздушная смесь. Полное дожигание топлива, происходит только при правильных пропорциях солярки и воздуха. Если настройки горелочного устройства выполнены неправильно, будет оставаться большой процент недогара, что и приводит к перерасходу.
• Загустевание солярки – в дизельном топливе, при уменьшении температуры окружающей среды, увеличивается вязкость. Если работы по установке топливного насоса и емкостей для хранения солярки, выполнены с нарушениями, перерасход гарантирован.
• Сопло или инжекторы вышли из строя . При сжигании солярки, создается факел пламени. Огонь поступает в топочную камеру под давлением, что приводит к тому, что время от времени, сопло прогорает. На необходимость в замене сопла, указывает резко увеличившийся расход солярки.
• Естественные причины – при сильных заморозках, затраты топлива увеличиваются на 15-20% и наоборот, в относительно теплый отопительный период, расход солярки уменьшается.

Чтобы определить, что затраты дизтоплива действительно увеличились свыше установленного лимита в 5-10%, осуществляют учёт расхода. На горелке присутствуют датчики, фиксирующие затраты топлива в течение суток. Для получения точных результатов, проводят недельный мониторинг. Каждые сутки записывают показания расходомера.

Существует несколько причин повышенного расхода, не связанных непосредственно с работой котла. Теплопотери происходят по причине плохо утепленного трубопровода, по которому нагретый теплоноситель, подается в помещение, интенсивное использование второго контура ГВС и т.д.

Как рассчитать среднесуточный расход дизтоплива в котле

Простой расчет потребления топлива, выполняют по формуле, 1 кг топлива = 10 кВт. Получается, что для получения тепловой энергии в 10 кВт (достаточной для отопления жилого здания на 100 м²), надо затратить 1 кг солярки. Среднесуточное количество топлива, потребляемое дизельным котлом, соответственно составит 24 кг.

Удельная норма расхода в профессиональных условиях, высчитывается, в зависимости от мощности горелочного устройства. Формула расчета: 0,1 × производительность горелки. Вычисления затрат выполняют на весь отопительный сезон.

Делают это следующим образом:

1. В течение часа, 10 кВт котел тратит 1 кг дизтоплива.
2. За сутки расходуется 24 кг.
3. Средний отопительный сезон длится 100 дней, при этом, половину времени, котел будет работать на 50% мощности. В результате вычислений, получается фактический расход, равный 5000 литров топлива за год.

Удельная норма расхода, может незначительно меняться, в зависимости от погодных условий. По формуле высчитываются приблизительные затраты, поэтому, небольшие расхождения нормальны.

Вызывает настороженность, когда разница в потреблении топлива увеличивается свыше 20%. Если минимальный расход для 10 кВт агрегата стал 1,25-1,5 л/час, проводят анализ системы отопления, с целью найти причину увеличенных затрат.

Как снизить расход солярки в дизельном котле

Расход дизельного топлива отопительного котла, зависит от многих факторов. Понимание причин энергозатрат и их устранение, это ключ к снижению объема сжигаемого топлива.

Уменьшить расход дизельного топлива в котле, можно следующими способами:

• Отрегулировать горелку – чаще всего, проблемы возникают, когда монтажные работы выполняются самостоятельно, либо с привлечением неквалифицированных специалистов. Для регулировки большинства видов горелок, потребуется специальное программное обеспечение. Работы сокращают топливные затраты на 10%.
• Установка комнатных термодатчиков и погодозависимой автоматики. Контроль над работой котла посредством микропроцессорной автоматики, подключенной к датчикам, устанавливаемым в комнатах жилого дома и на улице, уменьшает объем сжигаемого дизтоплива еще на 10-15%.
  Контроллер учитывает фактические потребности помещения в тепле и температуру окружающей среды, и подбирает оптимальную мощность работы горелочного устройства. Погодозависимая автоматика, нивелирует влияние температуры на расход топлива.
• Устранить ошибки, допущенные во время монтажа. Емкости с дизтопливом и насос, хорошо утепляют. Монтаж хранилища осуществляют исключительно в отапливаемом помещении.
  Если принято решение об обустройстве подземных хранилищ, емкости обязательно закапывают ниже уровня промерзания грунта. Топливопровод и трубу системы отопления (если проходит по улице или в грунте), хорошо утепляют.
• Подобрать теплогенератор, равноценный отапливаемой площади здания. Зависимость мощности и энергозатрат, особенно очевидна, если представить следующее соотношение. Для отопления 200 м² площади, потребуется уже 48 кг дизтоплива, но, при обогреве меньшего помещения (100 м²), будет наблюдать существенный перерасход, не менее 15%.

Подбор теплогенератора, его монтаж и настройку, доверяют квалифицированным специалистам. Только так, гарантированно обеспечивается экономичное сжигание дизтоплива.

Вопрос расхода дизеля является самым основным при приобретении спецтехники с двигателями внутреннего сгорания.

Любое устройство необходимо изначально поставить на баланс. Топливо при этом списывается по существующим нормативным документам. Однако, для спецтехники нет четких показателей расхода на 100 км. Производители наоборот устанавливают расход на единицу мощности двигателя.

Для определения и точного расчета формулы необходимо четко знать все нужные составляющие:

• N — это мощность двигателя, измеряющаяся в кВт;
• t – время расхода топлива, то есть 1 час;
• G – удельный расход топлива машины, г/кВт-ч;
• % – процент загруженности машины во время работы;
• p – плотность топлива. Для дизеля плотность постоянная и составляет 850 грамм на литр.

Мощность двигателя в основном определяется в лошадиных силах. Для того чтобы узнать мощность в кВт необходимо посмотреть в документы о технике от производителя.

Удельный расход топлива представляет собой показатель сведений о потреблении двигателя при определенных нагрузках. Такие данные не найти в документах о технике, их необходимо уточнять при покупке или у официальных дилеров.

Главной составляющей в формуле расчета является процент загруженности техники. Под ним понимают сведения о работе ДВС на максимальных оборотах. Процент указывается производителем для каждого типа транспорта. Например, для некоторых погрузчиков на базе МТЗ из всех 100 % рабочего времени, на максимальных оборотах двигатель проработает примерно 30%.

Вернемся к удельному расходу. Выражается он в отношении израсходованного горючего на 1 единицу мощности. Таким образом, чтобы рассчитать всё в теории, для максимального значения необходимо использовать формулу Q=N*q. Где Q является искомым показателем расхода горючего за 1 час работы, q – удельный расход топлива и N – мощность агрегата.

Например, имеются данные о мощности двигателя в кВт: N = 75, q = 265. За один час работы такой агрегат будет потреблять почти 20 кг соляры. При таком расчете стоит помнить о том, что агрегат не будет на протяжении всего времени работать непосредственно на максимальных оборотах. Также расчет ведется в литрах, поэтому чтобы не переводить все по таблицам и не ошибиться в следующих расчетах, необходимо использовать усовершенствованную формулу расчета Q = Nq/(1000*R*k1).

В данной формуле искомый результат Q определяет расход топлива в литрах за один час работы. k1 – является коэффициентом, указывающим на работу двигателя при максимальных оборотах коленчатого вала. R – постоянная величина, соответствующая плотности топлива. Остальные показатели остаются прежними.

Коэффициент максимальной работы двигателя равен 2,3. Рассчитывается по формуле 70% нормальной работы / на 30% работы на повышенных оборотах.

Стоит помнить о том, что на практике, расходы по теории всегда выше, так как двигатель лишь часть времени работает на максимальных оборотах.

Расчет расхода топлива мотоблока

Многие владельцы дачных участков и не только они зачастую задаются вопросом о том, каким же образом возможно произвести расчет потребления топлива у мотоблока при определенной работе.

Рассчитать потребление бензина у мотоблока можно только при непосредственной его работе. Для этого необходимо залить бачок топлива мотоблока по максимальному уровню бензином. Затем нужно производить вспашку земли. По завершении вспашки определенного участка необходимо замерить площадь вспаханного участка. После этого посчитать сколько горючего было потрачено на вспашку данного участка. Аналогично для всех других типов работ (уборка картофеля, мульчирование, покос и т.д.)

Рассчитывается это дело с использованием электронных весов. Берется простая тара с топливом и измеряется ее удельный вес. Затем на весах устанавливается тарирование. После этого нужно в бак долить бензина до прежнего уровня и тару с топливом обязательно вновь установить на весы. Электронные весы покажут разницу между канистрами топлива. Данная разница и будет итоговым показателем расхода горючего на площадь земли, с которой была произведена работа. В отличие от первого случая со спецтехникой, здесь потребление горючего ведется в килограммах.

При этом стоит помнить о том, что скорость работы мотокультиватора примерно должна составлять от 0,5 до 1 км за один час работы. На основании этого, производится общий расчет расхода топлива по часам. По установленным нормативам, от производителей мотоблоков имеются данные о среднем расходе топлива за один час работы. Для маломощных мотоблоков мощностью 3,5 л.с. расход колеблется в пределах от 0,9 до 1,5 кг за один час работы.

Мотоблоки средней мощности потребляют в среднем от 0.9 до 1 кг/час. Самые мощные устройства расходуют на один час от 1,1 до 1.6 кг.

Нормы расхода топлива за один моточас для дизельный двигателей

Нормы потребления дизельного топлива для спецтехники составляют в среднем при простом транспортном режиме 5,5 л на 1 час работы. При экскавации грунтов по первой или второй степени расход снижается до 4,2 литра за 1 час работы.

Если производить дополнительно погрузку или разгрузку данных грунтов, то для всех экскаваторов на базе МТЗ расход будет равен 4,6 литрам за 1 час работы.

Количество топлива, расходуемого в двигателе за единицу времени на единицу мощности, называется удельным расходом топлива.

В зависимости от того, к какой мощности отнесен расход топлива,

Различают:

1. удельный индикаторный расход

2. удельный эффективный расход топлива.

Слово «удельный» часто опускается. Эффективный расход топлива является важным параметром ДВС, всегда указан в заводском паспорте двигателя и является показателем экономичности двигателя по расходу топлива.

Единица измерения gi килограмм на джоуль (кг/дж) показывает количество топлива (в кг), которое затрачивается на получение 1 дж индикаторной работы в цилиндре.

Учитывая, что 1 вт= 1 дж , получим 1 дж=1 вт∙1 сек. Значит, единицей измерения расхода топлива является кг/ (вт ∙ сек). *

В практике эксплуатации двигателей мощность принято измерять
в киловаттах (квт), а расход топлива указывать на час,

g i = G \ Ni , где g i - индикаторный удельный расход топлива кг\(кВт час)

G-часовой расход топлива кг\час
Ni- индикаторная мощность кВт

При измерении мощности в лошадиных силах (л. с.) индикаторный расход топлива

определяют по соотношению 1 кВт = 1.36 л.с или 1л.с. = 0.775 кВт.

Удельный эффективный расход топлива находят следующим образом:

η е = η i η м или 1/ g e Q H = η м ∙1/ giQ H

g e = g i \. η м то есть эффективный расход топлива больше индикаторного расхода на величину механических потерь в двигателе

Индикаторный и эффективный расходы топлива для судовых дизелей равны:

Индикаторный gi: Главные Вспомогательные

в кг/квт∙ч 0,165-0,185 0,175-0,200

в кг/л. с. ч 0,120-0,135 - 0,130-0,145
эффективный ge

в кг/квт∙ч 0,200-0,225 0,220-0,250

в кг/л. с. ч 0,145-0,165 0,160-0,180

На данный момент достигнут самый низкий удельный эффективный расход топлива на двигателе Wartsila - Sulzer RTA FLEX 96 мощностью 108000 л.с с электронной системой управления подачи топлива в цилиндры(COMMON RAIL). Удельный же расход топлива на всех режимах колеблется в районе 118-126 граммов на лошадиную силу в час; что в 1,5-2,5 раза ниже, чем у автомобильных дизелей.

на графиках представлена зависимость удельного эффективного расхода топлива для ДВС с наддувом и без наддува. Очевидно, что у двигателя без наддува расход топлива больше, незначительное отличие только на 75% нагрузки.

В судовых условиях расход топлива замеряют при помощи мерных баков.

Объем среднего бачка известен, на мерном стекле в график зависимости Ne от ge

районе узких переходов между верхним и нижним бачками сделаны отметки.

При переключении расхода топлива на мерный бачок, фиксируют время расхода известного объема и затем вычисляют часовой расход топлива. Если при этом была известна мощность двс во время снятия расхода топлива график зависимости Ne от ge, об.мин (например ДГ- по току и напряжению),то возможно

рассчитать удельный эффективный расход топлива. Для главных двигателей на речных судах по часовому расходу топлива определяют эффективную мощность по специальной монограмме зависимости расхода топлива от мощности.

На современных судах судовые силовые установки снабжаются электронными системами диагностики, которые позволяют с центрального поста управления контролировать все важные параметры СЭУ, в том числе удельный расход топлива.

Ответить на следующие вопросы:

Для каждой модели трактора в инструкции по эксплуатации указывается расход топлива, однако разные производители используют разные формулы для определения среднего значения. Кроме этого, следует иметь в виду, что используемые формулы предполагают идеальные условия для работы трактора: его полную загрузку, сухую ровную дорогу, отсутствие осадков и т.д. Поэтому в основном расход топлива рассчитывается для каждой машины индивидуально, в зависимости от того, в каких условиях приходится работать оператору. Рассмотрим причины, по которым может увеличиваться или уменьшаться расход горючего, а также принцип расчета уровня расхода ГСМ.

Факторы, влияющие на расход топлива тракторов

Перерасход топлива (или меньший, чем положено, расход) может быть обусловлен несколькими факторами. Например, одной из главных причин является техническое состояние силового агрегата трактора. Специалисты советуют перед началом проведения работ проверять ДВС на наличие неполадок.

Источник фото: сайт/trade

На показатель влияет и стиль вождения оператора (агрессивная езда, неверная скорость или неправильный режим переключения передач). Погодные условия, сезонность выполнения работ и ландшафт также являются причинами увеличения или уменьшения расхода топлива тракторов.

Уровень потребления горючего в час при движении зависит от грузоподъемности прицепа, а также от типа дорожного покрытия. Производители различают три типа дорог в зависимости от их состояния:

1. Дороги с твердым покрытием; полевые дороги; укатанные снежные дороги.
2. Дороги с гравийным, щебеночным (разбитые) или песчаным (проселочные) покрытием; разъезженные после дождя дороги с грунтовым покрытием; задерневшая почва с твердым покрытием; стерня зерновых культур.
3. Дороги с глубокой колеей; замерзшая или нормальной влажности пашня; гребнистые дороги; оттаявшие после оттепели; поле после сбора корнеплодов; снежная целина; бездорожье весеннее; разбитые дороги.

Поиск необходимого оборудования или запчастей стал еще проще - оставьте и Вам перезвонят.

Расчет расхода топлива тракторов самостоятельно: нюансы

Определение расхода топлива тракторов позволяет оценить будущие затраты на содержание техники. Для измерения показателя трактор должен проехать 100 км. После чего определяют количество израсходованного горючего. Важно: сама машина, а также все узлы и агрегаты должны быть в полностью исправном состоянии.

Источник фото: сайт/trade

Для расчета показателя потребления топлива машиной берутся следующие характеристики: удельный расход топлива (R), мощность силового агрегата в л.с. (N) и коэффициент перевода из кВт, равный 0,7. Расход топлива за 1 час принимается за P. Исходя из этого формула расчета выглядит следующим образом:

P=0,7*R*N

Не следует забывать о том, что у разных моделей разная грузоподъемность. В этой связи при расчетах пользуются поправочным коэффициентом. При полной, неполной, половинной или частичной загрузке используют соответственно следующие показатели: 1; 08; 0,6; не более 0,5.

Расход топлива отечественных и зарубежных тракторов: все дело в модели

Источник фото: сайт/trade

В завершение приведем нормы расхода топлива для наиболее популярных моделей сельскохозяйственных тракторов МТЗ БЕЛАРУС, ЮМЗ и John Deere.

Ниже представлены примеры расхода топлива более мощных тракторов John Deere разных моделей.

Таблица: базовые нормы расхода топлива тракторов (гусеничных и колесных)

Марка (модель)	Дополнительные характеристики	Базовая норма, кг/час
Тракторы и тягачи гусеничные
	В-1 (370 кВт)
	В2-450 (330 кВт)
	А-650Г (220 кВт)
	Д-240 (55,2 кВт)
ГАЗ-34041 (транспортер-тягач)
	В-46-5 (525 кВт)
ДТ-54/ДТ-54В/ДТ-54М
			Д-160 (122,8 кВт)
Т-130/Т-130БГ	Д-130 (102,9 кВт)
(С)/ (С)/

Конвертер длины и расстояния Конвертер массы Конвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питания Конвертер площади Конвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептах Конвертер температуры Конвертер давления, механического напряжения, модуля Юнга Конвертер энергии и работы Конвертер мощности Конвертер силы Конвертер времени Конвертер линейной скорости Плоский угол Конвертер тепловой эффективности и топливной экономичности Конвертер чисел в различных системах счисления Конвертер единиц измерения количества информации Курсы валют Размеры женской одежды и обуви Размеры мужской одежды и обуви Конвертер угловой скорости и частоты вращения Конвертер ускорения Конвертер углового ускорения Конвертер плотности Конвертер удельного объема Конвертер момента инерции Конвертер момента силы Конвертер вращающего момента Конвертер удельной теплоты сгорания (по массе) Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания топлива (по объему) Конвертер разности температур Конвертер коэффициента теплового расширения Конвертер термического сопротивления Конвертер удельной теплопроводности Конвертер удельной теплоёмкости Конвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излучения Конвертер плотности теплового потока Конвертер коэффициента теплоотдачи Конвертер объёмного расхода Конвертер массового расхода Конвертер молярного расхода Конвертер плотности потока массы Конвертер молярной концентрации Конвертер массовой концентрации в растворе Конвертер динамической (абсолютной) вязкости Конвертер кинематической вязкости Конвертер поверхностного натяжения Конвертер паропроницаемости Конвертер плотности потока водяного пара Конвертер уровня звука Конвертер чувствительности микрофонов Конвертер уровня звукового давления (SPL) Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давления Конвертер яркости Конвертер силы света Конвертер освещённости Конвертер разрешения в компьютерной графике Конвертер частоты и длины волны Оптическая сила в диоптриях и фокусное расстояние Оптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×) Конвертер электрического заряда Конвертер линейной плотности заряда Конвертер поверхностной плотности заряда Конвертер объемной плотности заряда Конвертер электрического тока Конвертер линейной плотности тока Конвертер поверхностной плотности тока Конвертер напряжённости электрического поля Конвертер электростатического потенциала и напряжения Конвертер электрического сопротивления Конвертер удельного электрического сопротивления Конвертер электрической проводимости Конвертер удельной электрической проводимости Электрическая емкость Конвертер индуктивности Конвертер Американского калибра проводов Уровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицах Конвертер магнитодвижущей силы Конвертер напряженности магнитного поля Конвертер магнитного потока Конвертер магнитной индукции Радиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излучения Радиоактивность. Конвертер радиоактивного распада Радиация. Конвертер экспозиционной дозы Радиация. Конвертер поглощённой дозы Конвертер десятичных приставок Передача данных Конвертер единиц типографики и обработки изображений Конвертер единиц измерения объема лесоматериалов Вычисление молярной массы Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

1 грамм на киловатт-час [г/кВт·ч] = 0,735498750000001 грамм на метрическую лошадиную силу-час [г/л.с.·ч)]

Исходная величина

Преобразованная величина

джоуль на килограмм килокалория на килограмм международная калория на грамм термохимическая калория на грамм брит. термохим. единица (межд.) на фунт брит. термохим. единица (терм.) на фунт килограмм на джоуль килограмм на килоджоуль грамм на международную калорию грамм на термохимическую калорию фунт на брит. терм. единицу (межд.) фунт на брит. терм. единицу (терм.) фунт на лошадиную силу-час грамм на метрическую лошадиную силу-час грамм на киловатт-час

Объемная плотность заряда

Подробнее об удельной теплоте сгорания по массе

Общие сведения

Удельная теплота сгорания по массе - это энергия, которую измеряют относительно массы сгоревшего топлива. В этой статье описана энергия, полученная при сгорании топлива и во время обмена веществ в организме. К примеру, при сгорании определенного количества углеводорода, например, пропана, выделяется энергия, которую измеряют как удельную теплоту сгорания. В системе СИ эта величина измеряется в джоулях на килограмм, Дж/кг. Удельную теплоту сгорания по массе чаще всего вычисляют для тепла, полученного при сгорании углеводородного топлива, хотя ее также можно вычислить при сгорании любого другого топлива. Метан и бутан - примеры углеводородов.

Для горения топлива необходим кислород. Чаще всего, используется кислород из окружающего воздуха. В процессе сгорания топлива выделяется тепло, а вода и углекислый газ - побочные продукты горения. Углекислый газ приносит вред окружающей среде, поэтому так широко развивается энергетика из альтернативных источников, без использования процесса сгорания. Вода, наоборот - полезный побочный продукт. Животные, например верблюды, используют жир не только как источник энергии, но и в качестве внутреннего источника необходимой организму влаги, так как при его сгорании образуется вода.

Измерение удельной теплоты сгорания

Удельную теплоту сгорания можно измерить в калориметре - приборе, предназначенном для измерения выделяемого тепла. Бомбовый калориметр - один из таких приборов, чаще всего используемый для измерения энергии, полученной при сгорании топлива. Он состоит из: изолированной внутренней камеры сгорания, в которой сжигают топливо и которую иногда называют бомбой; устройства для зажигания топлива, в основном системы проводов с электровоспламенителем; и герметичной внешней камеры, в которой нагревается вода. Температуру этой воды измеряют для определения количества энергии, выделенной при сгорании топлива.

Применение: удельная теплота сгорания топлива

Люди зависят от топлива в повседневной жизни, так как без топлива невозможна тепловая обработка пищи, обогрев и охлаждение помещений, работа техники и транспорта, освещение, и так далее. На данный момент большая часть топлива - углеводороды. Зная их удельную теплоту сгорания по массе, можно определить, какие виды топлива более экономичны. Чем больше энергии вырабатывается при сгорании определенного количества массы топлива, тем оно более экономично.

Транспортные средства перевозят необходимое им топливо на борту, что, в свою очередь увеличивает их вес и, соответственно, затраты топлива. Для каждого транспортного средства существуют ограничения по количеству веса груза, поэтому чем экономичнее топливо, тем меньше его тратится на собственное перемещение, и тем больше топлива можно загрузить в этот транспорт. Для самолетов и судов на воздушных крыльях особенно важно, чтобы топливо выделяло как можно больше энергии, при сгорании единицы массы.

Весовые ограничения в самолетах

В самолетах главные топливные баки находятся в крыльях. Если необходимо большее количество топлива, то его заливают в баки в фюзеляже. Часто, из-за ограничений в весе в полет берут только топливо, необходимое для данного маршрута. Остальное свободное место используют для груза и пассажиров. Обычно маршруты планируют так, чтобы самолету не нужно было останавливаться на пути для дозаправки. То есть, в большинстве случаев максимальная продолжительность маршрута определяется максимально возможным количеством топлива на борту. Ограничения общего веса груза и необходимость перевозить топливо обусловливают ограничения по весу багажа, принятые авиакомпаниями. По этой же причине большинству пассажиров приходится платить за багаж с перевесом или за дополнительные чемоданы. Обычно самолет заправляют топливом, необходимым для рейса в один конец, но иногда из-за высокой цены топлива в некоторых аэропортах, авиакомпаниям выгоднее заправить топливо на дорогу туда и обратно - в этих случаях ограничения багажа по весу соблюдаются особенно строго.

Грузовые перевозки

Весовой расчет самолетов особенно важен при перевозках крупногабаритных грузов, особенно для самолетов, предназначенных для перевозки космических аппаратов. Космический аппарат обычно очень тяжелый и это означает необходимость иметь достаточно топлива на борту, чтобы его хватило для перелета на заданное расстояние.

На данный момент самый большой транспортный самолет, способный перевозить космические аппараты - это Ан-225 «Мрiя», построенный в СССР и ныне принадлежащий украинской авиакомпании Авиалинии Антонова . Изначально на нем перевозили космический корабль «Буран», но после распада СССР полеты «Бурана» больше не планировались, и надобность в его перевозках отпала. С 1994 по 2000 годы Ан-225 не использовали, но в 2000-м году его восстановили и доработали самолет так, чтобы он соответствовал мировым стандартам безопасности. С 2001 года его используют для перевозки крупногабаритных грузов. Ан-225 весит 250 тонн без груза, и может перевозить до 300 тонн груза. Максимальный взлетный вес этого самолета - 640 тонн, включая вес самого самолета. То есть, в него можно загрузить 640 – 250 – 300 = 90 тонн груза при полных баках топлива. Для сравнения, если бы Ан-225 перевозил пассажиров, то 50 тонн из этих 90 занимали бы 500 пассажиров с багажом (из расчета по 100 кг на пассажира и его багаж). Полные баки топлива нужны далеко не всегда. С минимальным количеством топлива, нужным для коротких расстояний, в Ан-225 можно загрузить до 250 тонн груза.

На данный момент самый тяжелый груз, который перевозил Aн-225 - 4 танка, которые в сумме весили 254 тонны. С таким грузом он может пролететь на расстояние 1 000 километров, с 640 – 254 – 300 = 86 тоннами горючего. Сейчас существует только один такой самолет, второй экземпляр недостроен. Ан-225 перевез много интересных и полезных грузов, например продукты и другую гуманитарную помощь для жертв стихийных бедствий, продовольствие и предметы снабжения для военных, локомотивы, генераторы, ветряные турбины, и другие крупногабаритные и тяжелые грузы.

Пассажирские самолеты

Подобным образом можно также вычислить вес грузов, которые могут перевозить пассажирские самолеты. Например, Боинг 777-236/ER на фотографии весит 138 тонн без груза. Он может поднять на взлете до 298 тонн. В нем помещается 440 пассажиров, то есть при максимальной загрузке пассажиры и их багаж весят 400 × 100 кг = 40 000 кг или 40 тонн. На топливо и дополнительный багаж остается 298 – 40 – 138 = 120 тонн.

Потребление топлива в этом самолете меняется во время самого полета и от полета к полету, в зависимости от типа полета, общего веса, который изменяется по мере сжигания топлива, и по другим причинам. Очень приблизительная оценка расхода топлива для Боинга 777-236/ER - 8 000 килограммов или 8 тонн топлива в час. Значит, если на борту 440 пассажиров и остальное место занято топливом, то самолет может пробыть в полете до 15 часов. Проверим правильность наших вычислений на веб-сайте Боинга. Там 777-236/ER описан как самолет, который может пролететь до 14 310 километров или около 8892 миль. Его крейсерская скорость равна 905 км/ч (562 миль в час), то есть, он может находиться в полете 14 310 / 905 = 15,8 часов. Эта величина достаточно близка к нашему результату.

Для сравнения, межконтинентальный полет между Лондоном и Нью-Йорком - примерно 7 часов. На данный момент один из наиболее продолжительных полетов - между Сингапуром и городом Ньюарк (штат Нью-Джерси). Этот полет занимает 18 часов 50 минут, но с декабря 2013 года он отменяется.

Другой пример вычислений веса топлива - для Аэробуса Airbus A310. На фотографии - его пассажирская кабина во время полета Монреаль, Канада - Париж, Франция. Этот самолет меньше, чем Боинг 777-236/ER: его длина составляет 46,66 метра или 153 фута и 1 один дюйм (по сравнению с 63,7 метра или 209 футами и 1 дюймом). Его высота - 15,80 метра или 51 фут и 10 дюймов (длина Боинга - 18,5 метров или 60 футов и 9 дюймов). Максимальный взлетный вес - 150 тонн, а вес самолета без топлива равен 113 тоннам. То есть, этот самолет может взять на борт дополнительные 150 – 113 = 37 тонн груза. В нем до 220 пассажирских мест, то есть с полной загрузкой пассажиры и их багаж весят 220 × 100 кг = 22 000 кг или 22 тонны. При этом остается 37 – 22 = 15 тонн веса на топливо. На веб-сайте компании, которая строит самолеты Airbus указано, что максимальный вес, груза (пассажиры + багаж) может быть до 21,6 тонн, то есть, почти тот вес, который мы и получили в наших вычислениях для пассажиров и багажа. При полной загрузке и полных баках топлива у этого самолета не остается места на дополнительный вес, поэтому ограничения багажа пассажиров для этих самолетов строго выполняются.

Максимально допустимый вес указан в инструкции по эксплуатации и в самолет нельзя загружать груз, превышающий этот допустимый вес, так как это опасно. Чем тяжелее самолет, тем больше авиакомпания платит за использование этим самолетом аэропорта, поэтому иногда авиакомпании еще больше ограничивают максимально допустимый вес груза.

Суда на подводных крыльях

Вес - важная величина не только для самолетов, но и для судов на подводных крыльях. Такие суда похожи по конструкции на обычные морские и речные суда и могут держаться на поверхности воды, но двигаются по принципу движения самолета, то есть «летят» по воде. Как и следует из названия, подводные крылья остаются под водой и создают подъемную силу. При этом корпус судна поднимается над водой, что уменьшает сопротивление, так как сопротивление воздуха намного ниже сопротивления воды. Благодаря этому суда на подводных крыльях развивают более высокие скорости, по сравнению с обычными судами.

Задача инженеров, разрабатывающих новые модели - уменьшить вес корпуса, в тоже время не уменьшая его прочность. При этом увеличивается грузоподъемность судна. Для уменьшения веса корпус часто делают из сплавов алюминия.

На фотографии - судно на подводных крыльях серии «Восход», построенное на Феодосийском заводе «Море» в Крыму. Это судно находится в Канаде. Оно предназначено для пассажирских перевозок по рекам, озерам, и в прибрежных водах. Максимальная скорость, которую может развить «Восход» - до 65 км/ч. Суда этой серии - одни из самых популярных судов на подводных крыльях в мире, и завод «Море» выпускает их не только для местного использования, но и для ряда европейских стран, Китая, Вьетнама и Таиланда. В некоторых странах, в частности, в Камбодже строят суда на подводных крыльях по проекту «Восхода».

Самые экономичные с точки зрения потребления топлива суда на подводных крыльях - это те, в которых используется мускульная сила человека. То есть, пассажир становится источником энергии, а, значит, вес топлива равен нулю. Для того чтобы удержать такое судно на воде нужна сноровка, но такие средства передвижения пользуются большой популярностью благодаря их скоростям до 30 км/ч. Они особенно популярны у тех, кто любит самостоятельно строить модели, так как их конструкция достаточно проста, чертежи можно найти в Интернете, и для их постройки не нужно специальное оборудование.

Применение: получение энергии в процессе метаболизма

Еда - форма энергии для организма животных

Энергия необходима всем живым существам. Она вырабатывается в процессе метаболизма. Этот процесс похож на сжигание топлива. Огонь в организме не горит, но аналогично с горением, для получения энергии нужен кислород, и во время этого окислительно-восстановительного процесса выделяются вода и углекислый газ. Именно поэтому кислород необходим всем живым организмам.

Энергия в пищевых продуктах содержится в углеводах и белках (17 кДж/г), жирах (38 кДж/г), и алкоголе (30 кДж/г). Питательные вещества в еде преобразуются в процессе метаболизма в глюкозу, амино- и жирные кислоты, после чего организм преобразует их в энергию, легко усваиваемую организмом - в фермент аденозинтрифосфат (АТФ). АТФ передвигается по организму и несет энергию к клеткам, которые в этой энергии нуждаются.

Удельную теплоту сгорания для продуктов питания измеряют в джоулях на килограмм, а также в калориях на грамм. Последние единицы используют чаще. Обычно эту энергию измеряют в бомбовых калориметрах, где продукты питания сжигают, аналогично другому топливу. При этом выделяется углеводород и вода - также как и во время метаболизма.

Еду с высокой удельной теплотой сгорания, то есть ту, которая выделяет большее количество энергии на единицу массы продукта, называют едой высокой энергетической плотности . С увеличением воды и других низкокалорийных веществ в продукте, например клетчатки, эта плотность уменьшается. Жир, наоборот, увеличивает энергетическую плотность, так как в нем содержится больше калорий на грамм, чем в других пищевых компонентах. То есть, чем больше жира в продукте - тем больше его удельная теплота сгорания по массе.

Потребление энергии в экстремальных условиях

Составляя меню для походов и других путешествий, где еду переносят вручную или везут на собаках, мулах, и других животных, необходимо знать удельную теплоту сгорания продуктов. Чем она меньше, тем больше энергии, полученной от этой еды, люди или животные тратят на то, чтобы перенести эту еду. Это особенно значительно, если эти путешествия - продолжительны. Конечно, в таких ситуациях также учитывают и пищевую ценность продукта. Если на маршруте есть вода, то стараются брать с собой сухие или специально высушенные для этих целей продукты, так как они намного меньше весят, чем обычные.

Исследователи, которые работают в Арктике и Антарктике, часто перевозят продукты и другие необходимые вещи на собаках, или несут их сами, поэтому им особенно важно знать удельную теплоту сгорания продуктов. Это важно еще и потому, что им требуется как минимум в три раза больше калорий, чем людям в нормальных условиях. В холодную погоду организм использует огромное количество энергии на поддержание постоянной температуры тела. Кроме этого во время экспедиций в Арктике и Антарктике люди испытывают бо́льшие физические нагрузки, чем в обычных условиях; этим и объясняются дополнительные энергетические затраты. По этим причинам в экспедиции берут продукты высокой энергетической плотности, например шоколад (в нем содержится много жиров и углеводов), масло, орехи и сушеное мясо.

Некоторые исследователи считают, что экспедиция на Южный полюс 1912 года в рамках экспедиции «Терра Нова», возглавляемая Робертом Фолконом Скоттом, потерпела неудачу и пятеро участников погибли потому, что они неправильно вычислили количество калорий, необходимое им на каждый день, и не взяли с собой достаточно еды. Считается также, что они ошиблись и с выбором продуктов, выбирая еду с удельной теплотой сгорания ниже, чем у жира. Так, они предполагали, что 4 500 калорий в день должно быть достаточно, хотя на самом деле они расходовали около 6 000 калорий или больше. Хотя они и ели масло, они не запаслись едой высокой энергетической плотности в достаточном количестве, а вместо этого использовали много белковых продуктов. В результате количество калорий в той еде, что была у них, было недостаточно.

Отложение жира - как способ хранения энергии

Животные откладывают жир и используют его, когда не могут добыть еду. В процессе метаболизма жира выделяется вода, которую животные используют, когда у них нет доступа к питьевой воде. Жир также удобен тем, что в нем больше энергии на грамм, чем в других питательных веществах. Соответственно, одно и то же количество энергии в жире легче переносить, как часть собственного тела, чем другие вещества. Верблюды хранят жир в горбу, и в результате, пока этих запасов достаточно, они всегда, даже в пустыне, имеют доступ к воде и энергии. В горб помещается от 15 до 20 кг жира. Жировые отложения для тех же целей есть и у китов, тюленей, белых медведей, и у многих других животных.

Исследователи считают, что люди создают в организме запас энергии, «откладывая жир». Согласно некоторым теориям о том, как появился этот механизм, считается, что такой способ энергетических запасов в организме развился в процесс эволюции для того, чтобы обеспечивать доступ к энергии даже тогда, когда питаться нечем. Некоторые также полагают, что процент жира в организме у женщин выше потому, что во время беременности и ухода за маленькими детьми они не могли охотиться или собирать еду, поэтому им были необходимы большие запасы жира, по сравнению с мужчинами. Это было особенно важно в том случае, если мужчины не могли добыть достаточно еды для себя, для женщин и детей, и съедали ее сами. Теперь такой необходимости больше нет, но эволюционные приспособления меняются медленно, поэтому люди до сих пор откладывают жир. Считается, что это одна из причин эпидемии избыточного веса во многих развитых странах, где много дешевой и легкодоступной еды.

Энергия, используемая микроорганизмами и растениями

Большинство животных получает энергию из описанных выше органических веществ, то есть из жиров, белков и углеводов. Микроорганизмы, наоборот, получают энергию из неорганических веществ, например из аммиака, водорода, сульфидов и оксида железа. Растения используют солнечную энергию, преобразуя ее в химическую при фотосинтезе. Также как и во время метаболизма у животных, в процессе фотосинтеза и метаболизма микроорганизмов вырабатывается вещество АТФ, которое напрямую используется растениями и микроорганизмами как энергия.

Предыдущая статья: Датчики дождя и света в автомобиле: что это такое Следующая статья: Течь масла из двигателя авто: причины появления неисправности и способы её устранения