Virkningsgrad
Forholdet mellom tilført energi (potensiell energi) og den utgående, utnyttbare energi.
Den teoretisk mulige v. går fra 0 til 1, gjerne uttrykt i prosent, dvs. fra 0 til 100 %. Den høyeste verdien (1/100 %) kan ikke oppnås i maskindriften bl.a. fordi det alltid vil være friksjonstap mm.
For vannkraftdrevne maskiner var den potensielle energi bundet i vannets vekt og hastighet. V. varierte med de forskjellige hjultypene og deres påslippssoner.
For gode, enkle overfallshjul regner man med en virkningsgrad på rundt 80 %, for dobbelthjul, kjerrater, rundt 70 %, deretter synkende til ca 30 % for underfallshjul med plateskovler. Underfallshjulenes dårlige v. skyldes lav utnyttelse av energien når vann beveger et hjul med støt på en rett plate. Arbeidstapet skyldtes ellers i all hovedsak motstand/friksjon i tilførselsrenner og i hjulets aksling, lekkasjer og vanntap i renner og i de kasser som vannet lå i på veien ned (overfallshjul, brystfallshjul), skovlenes utforming, samt ’restfarten’ på vannet når det forlot vannhjulet. For turbiner kunne en regne med v. på fra 60 % (Poncelets hjul) til over 90 % for moderne turbiner.
Varia:
- En maskin som går med en v. på over 1, avgir altså mer energi enn den mottar eller har lagret. En slik maskin kalles et perpetuum mobile, og er en umulighet.
Også i bergverksdriften har det vært gjort forsøk på å skape slike maskiner. Det fortelles således om en ”[…] Bondekarl fra Tydalen [som] til at opfordre Vandet af Gruven havde […] inventeret en Maskine, hvortil vel ikke havdes noget Drivtvand, men Meeningen var at lade Hjulet for Maskinen gaae med det Vand, det selv skulde drage op af Gruven… og saaledes først engang ved Tredning [tråkking] eller Haandmagt sat i Gang skulde Hjulet uden Ophør opfordre Vandet fra Gruven til den under Hjulet værende Sump, og tillige gjennem de 6 ovennævnte Pumper hæve det fornødne Drivtvand fra den nedre op i den øvre Sump, hvorfra det skulde Ledes paa Hjulet, og saaledes skulde denne Maskine blive hverken meer eller mindre end et perpetuum mobile.» Det bemerkes videre:”Og det kunne som rimelig var, ikke gå, men etter hva det er fortalt, holdt maskineriet seg i gang en times tid når vannbeholderen var fylt, og den måtte da fylles på ny med håndkraft.”