Hestekraft

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Gå til: navigasjon, søk

Hestekraft er en enhet for måling av effekt, men er ikke en SI-enhet. En metrisk hestekraft er lik 735,49875 watt og forkortes hk. En britisk hestekraft er lik 745,69987158227022 watt, altså litt mer. Hestekrefter brukes i dag stort sett bare av historiske årsaker, og da til å angi effekten av motorer, spesielt bilmotorer, og er i ferd med å fases ut til fordel for kilowatt. En tommelfingerregel er at 1 kilowatt = 1,36 hk. I vitenskapelig sammenheng brukes målenheter i SI-systemet der watt er angitt som måleenhet for effekt.

Historie[rediger | rediger kilde]

James Watt.
Maleri av Thomas Lawrence i 1812

Enheten hestekrefter ble først brukt av James Watt som eksperimentelt fastslo at en hest som da ble benyttet i de engelske gruvene, gjennomsnittlig var i stand til å heise en last på 22 000 pund en fot opp i løpet av ett minutt. For å være sikker på at dampmaskinene hans skulle yte det han lovet, ganget han dette tallet med 1,5 og fikk 33 000 pundfot/minutt. Dette tilsvarer omkring 75 kg én meter opp på ett sekund.

Denne enheten ble så benyttet ved beregning av hvor mange hester en dampmaskin kunne erstatte. En seks hestekrefters dampmaskin kunne således erstatte seks hester. Det er i ettertid blitt bemerket at få hester er i stand til å levere så mye som en hestekraft over tid slik at James Watts dampmaskiner faktisk erstattet flere hester enn det ble lovet.

Målemetoder[rediger | rediger kilde]

Nominelle hestekrefter - nhk[rediger | rediger kilde]

Ytelsen til dampmaskiner ble til å begynne med oppgitt i nominelle hestekrefter (nhk). Begrepet ble først brukt av James Watt da han noterte seg at gjennomsnittlig sylindertrykk i løpet av et arbeidsslag var 7 psi. Han kalkulerte også ut gjennomsnittlig stempelhastighet til å være 128\cdot\sqrt[3]\texttt{slaglengde} av slaglengden. Han brukte disse tallene til å sette opp en formel som i dampmaskinens barndom ble ansett for å være en realistisk angivelse av ytelsen.

Watts utregning var som følger: Stempelarealet i kvadrattommer multiplisert med 7 (gjennomsnittlig sylindertrykk i psi), multiplisert med gjennomsnittlig stempelhastighet i fot per minutt (128 • tredjeroten av slaglengden i fot), dividert på 33 000 pundfot per minutt: 
P=\frac{A_{stempel} \cdot 7\texttt{psi}\cdot ( 128 \cdot \sqrt[3]128 ) }{33000lbf}

Nominelle hestekrefter er altså ikke en angivelse av virkelig ytelse, men et kalkulert tall som er basert på dampmaskinens indre dimensjoner.

Dette var en standard som ble innført av Royal Agricultural Society of England (RASE) i 1840-årene for at gårdbrukere enkelt skulle kunne sammenligne ytelsen til en dampmaskin med ytelsen til en hest. Mot slutten av 1800-tallet var dampmaskinene videreutviklet og forbedret, og høyere stempelhastigheter og sylindertrykk gjorde at nominelle hestekrefter ble stadig mer misvisende. Allikevel ble begrepet fortsatt brukt i kommersiell sammenheng til langt inn på 1900-tallet.

Nominelle hestekrefter kan ikke uten videre omregnes til virkelig ytelse.

Indikerte hestekrefter - ihk[rediger | rediger kilde]

Indikator for måling av sylindertrykk i dampmaskin

For å gi et mer realistisk tall på dampmaskinens ytelse ble det mer og mer vanlig å oppgi reellt sylindertrykk. Dette ble målt ved hjelp av en indikator oppfunnet av Watt i 1780-årene. For å kompensere for variabler som formelen for nominelle hestekrefter ikke tok i betraktning, ble en ny formel satt opp. Istedet for tallkonstanter for sylindertrykk og stempelhastighet, ble reelle verdier lagt inn. Sylindertrykket ble avlest av en indikator koblet til sylinderen, og dette ga opphavet til navnet indikerte hestekrefter.

Formelen er: P•L•A•N / 33 000 (1 hestekraft i pundfot) hvor

  • P – Gjennomsnittlig sylindertrykk i psi
  • L – Slaglengden i fot
  • A – Stempelarealet i kvadrattommer
  • N – Stempelslag per minutt

Indikerte hestekrefter ga et tall som var mye nærmere virkelig ytelse. Det angir kraften den ekspanderende dampen utøver inne i sylinderen, men tar ikke med i betraktningen indre friksjon og andre energi-tap i maskinen. Forholdet mellom nominelle og indikerte hestekrefter varierer sterkt, men en grov tilnærming kan brukes som tommelfingerregel:

  • Skipsmaskiner før 1820: 1 nhk = 1 ihk
  • 1820 - 1840: 1 nhk = 2 ihk
  • 1840 - 1860: 1 nhk = 3,5 til 4 ihk
  • Compound dampmaskin: 1 nhk = 8 ihk ( = 7 bhk)

Bremsede hestekrefter - bhk (bhp)[rediger | rediger kilde]

(Engelsk: Brake horsepower eller Shaft horsepower) Selv om indikerte hestekrefter var en mer realistisk verdi enn nominelle, var den fremdeles unøyaktig. For å få et nøyaktigere tall på avgitt ytelse, ble et dynamometer (opprinnelig en friksjonsbremse) koblet til dampmaskinens drivaksel. Denne metoden ble også videreført ved måling av ytelsen til interne forbrenningsmotorer (diesel-, olje- og bensinmotorer). Bhk angir avgitt effekt på veivaksling, og er lavere enn ihk, men tar ikke hensyn til tap i gear og overføringer.

Andre hestekrefter[rediger | rediger kilde]

Begrepet kjelehestekrefter (boiler horsepower) er en angivelse av hvor mye varmeenergi en kjele er i stand til å avgi i løpet av en gitt tidsenhet. 1 kjelehestekraft er 33 468 Btu (British thermal unit) per time. Enheten ble brukt for å lettere anslå hvor stor dampmaskin en kjele var istand til å drive.

Omregningstabell kW/DIN/SAE[rediger | rediger kilde]

 Effekt   kW   DIN-hk   SAE-hk 
100 kW 100 135,962162 134,102209
100 DIN-hk 73,549875 100 98,6320071
100 SAE-hk 74,569987 101,386967 100

Eksterne lenker[rediger | rediger kilde]