सकारात्मक विस्थापन ब्लोअर में
वॉल्यूम ब्लोअर:
पिस्टन
रोटरी
पिस्टन विस्तारक
पंप
पंप तरल पदार्थ उठाने और स्थानांतरित करने के लिए हाइड्रोलिक मशीन हैं।
ब्लेड (केन्द्रापसारक, अक्षीय, भंवर)
वॉल्यूमेट्रिक (पिस्टन, प्लंजर)
रोटरी (गियर, स्लाइड, स्क्रू)
जेट (इंजेक्टर और इजेक्टर)।
वॉल्यूमेट्रिक पंपों में, स्थानांतरित किए जा रहे माध्यम और उसके विस्थापन पर काम कर रहे तरल पदार्थ की मजबूर क्रिया द्वारा ऊर्जा स्थानांतरित की जाती है। फलक पंपों में, मच का रूपांतरण। हाइड्रोलिक में ऊर्जा ब्लेड से सुसज्जित एक घूर्णन पहिया द्वारा निर्मित होती है।
प्रशंसक
पंखे यांत्रिक उपकरण होते हैं जिनका उपयोग नलिकाओं के माध्यम से हवा को स्थानांतरित करने के लिए या सीधे कमरे से हवा की आपूर्ति या निकास के लिए किया जाता है। हवा की गति पंखे के इनलेट और आउटलेट के बीच दबाव अंतर के निर्माण के कारण होती है।
प्रशंसकों को कई संकेतकों के अनुसार प्रकारों में विभाजित किया गया है:
कंप्रेसर
कंप्रेसरकम से कम 0.2 एमपीए के दबाव में हवा या किसी भी गैस को संपीड़ित और आपूर्ति करने के लिए डिज़ाइन की गई ब्लोअर मशीन कहा जाता है।
सकारात्मक विस्थापन कम्प्रेसरविस्थापन के सिद्धांत पर काम करते हैं, जब संप्रेषित माध्यम का दबाव संपीड़न के परिणामस्वरूप बढ़ता है। इनमें पारस्परिक और रोटरी कम्प्रेसर शामिल हैं।
गतिशील कम्प्रेसरगतिमान माध्यम पर बल क्रिया के सिद्धांत पर कार्य करते हैं। इनमें ब्लेड (रेडियल, सेंट्रीफ्यूगल, एक्सियल) सुपरचार्जर और घर्षण सुपरचार्जर (भंवर, डिस्क, जेट, आदि) शामिल हैं।
फलककम्प्रेसर कहा जाता है, जिसमें प्ररित करनेवाला ब्लेड के चारों ओर बहने पर उसमें स्थानांतरित ऊर्जा के कारण माध्यम चलता है।
ऊष्मा इंजनों का वर्गीकरण:
हीट इंजनऐसी मशीनें हैं जिनमें तापीय ऊर्जा काम का माहौलयांत्रिक कार्य में परिवर्तित।
हीट इंजन:
भाप टर्बाइन. स्टीम बॉयलर में उत्पन्न भाप, विस्तार, के तहत अधिक दबावटर्बाइन ब्लेड से होकर गुजरता है। टरबाइन घूमता है और यांत्रिक ऊर्जा उत्पन्न करता है जिसका उपयोग जनरेटर द्वारा बिजली उत्पन्न करने के लिए किया जाता है।
गैस टरबाइन एक सतत ताप इंजन है जिसमें संपीड़ित और गर्म गैस की ऊर्जा ब्लेड तंत्र में शाफ्ट पर यांत्रिक कार्य में परिवर्तित हो जाती है। स्टर्लिंग इंजन एक बाहरी इंजन है। एक आंतरिक दहन इंजन में, सिलेंडर के अंदर ईंधन जलता है और इस प्रक्रिया के दौरान निकलने वाली तापीय ऊर्जा यांत्रिक कार्य में परिवर्तित हो जाती है।
कंप्रेसर दक्षता।
ऊर्जा क्षेत्र में, दक्षता को आमतौर पर सभी खर्च किए गए उपयोगी ऊर्जा के अनुपात के रूप में समझा जाता है। और खर्च की गई कुल राशि में से उपयोग की जाने वाली उपयोगी ऊर्जा का प्रतिशत जितना अधिक होगा, दक्षता उतनी ही अधिक होगी। कंप्रेसर मशीनों के मामले में, दक्षता की ऐसी परिभाषा अस्वीकार्य हो जाती है।
इसलिए, वास्तविक कंप्रेसर मशीनों की पूर्णता की डिग्री का आकलन करने के लिए, उनकी तुलना आदर्श मशीनों से की जाती है। उसी समय, कूलिंग कंप्रेशर्स के लिए इज़ोटेर्मल दक्षता पेश की जाती है:
बाहर = लिज़ / एलडी = निज़ू / रा
लिज़ - इज़ोटेर्मल संपीड़न के तहत एक आदर्श कंप्रेसर को चलाने के लिए काम करता है,
एलडी - वास्तविक कूल्ड कंप्रेसर के ड्राइव पर वास्तविक कार्य,
निज़, एनडी - ड्राइव मोटर्स की संबंधित शक्ति;
सीसीजीटी के लाभ
· संयुक्त चक्र संयंत्र 50% से अधिक की विद्युत दक्षता हासिल करना संभव बनाते हैं। स्थापित क्षमता की प्रति यूनिट कम लागत
संयुक्त चक्र के पौधे महत्वपूर्ण रूप से खपत करते हैं थोड़ा पानीभाप बिजली संयंत्रों की तुलना में उत्पन्न बिजली की प्रति यूनिट
· कम समयइरेक्शन (9-12 महीने)
रेल या समुद्र द्वारा निरंतर ईंधन आपूर्ति की कोई आवश्यकता नहीं है
· कॉम्पैक्ट आयाम सीधे उपभोक्ता (कारखाने या शहर के अंदर) पर निर्माण करने की अनुमति देते हैं, जिससे बिजली लाइनों और बिजली के परिवहन की लागत कम हो जाती है। ऊर्जा
भाप टरबाइन संयंत्रों की तुलना में अधिक पर्यावरण के अनुकूल
सीसीजीटी के नुकसान
· उपकरणों की कम इकाई क्षमता (160-972.1 मेगावाट प्रति 1 इकाई), जबकि आधुनिक ताप विद्युत संयंत्रों की एक इकाई क्षमता 1200 मेगावाट तक है, और परमाणु ऊर्जा संयंत्र 1200-1600 मेगावाट हैं।
ईंधन के दहन के लिए उपयोग की जाने वाली हवा को फिल्टर करने की आवश्यकता
औद्योगिक उद्यमों की गर्मी और बिजली आपूर्ति प्रणालियों में ताप इंजनों का स्थान और भूमिका
में सबसे आम राष्ट्रीय अर्थव्यवस्थावैन पंप प्राप्त किया। उनके द्वारा बनाया गया दबाव 3500 मीटर से अधिक हो सकता है, और प्रवाह - एक इकाई में 100,000 एम 3 / घंटा।
ताप विद्युत संयंत्रों में, केन्द्रापसारक पंपों का उपयोग बॉयलरों को खिलाने के लिए किया जाता है, फ़ीड पानी के पुनर्योजी ताप की प्रणाली को घनीभूत आपूर्ति, टरबाइन कंडेनसर को पानी परिचालित करना, और हीटिंग सिस्टम में नेटवर्क पानी।
पर हाल के समय मेंभाप टर्बाइनों की शक्ति में वृद्धि के कारण संघनक इकाइयाँकभी-कभी अक्षीय पंपों का उपयोग किया जाता है।
हाइड्रोलिक ऐश रिमूवल सिस्टम में थर्मल पावर प्लांट में सेंट्रीफ्यूगल और जेट पंप का उपयोग किया जाता है।
जेट पंपों का उपयोग स्टीम टर्बाइन कंडेनसर से हवा निकालने के लिए किया जाता है।
थर्मल पावर उद्योग में वॉल्यूमेट्रिक पंपों में से, पिस्टन पंपों का उपयोग कम स्टीम आउटपुट वाले स्टीम बॉयलरों को बिजली देने के लिए किया जाता है। रोटरी पंपों का उपयोग बिजली संयंत्रों में टर्बाइनों के स्नेहन और नियंत्रण प्रणाली में किया जाता है।
थर्मल पावर प्लांटों में, बायलर की हीटिंग सतहों को फ्लाई ऐश और कालिख से साफ करने और आपूर्ति करने के लिए रिसीप्रोकेटिंग कम्प्रेसर का उपयोग किया जाता है। संपीड़ित हवावायवीय मरम्मत उपकरण।
5-2. सकारात्मक विस्थापन ब्लोअर और पिस्टन विस्तारकों का वर्गीकरण और दायरा
सुपरचार्जर एक हाइड्रोलिक मशीन है जिसमें परिवर्तन होता है यांत्रिक कार्यकाम के माहौल की यांत्रिक ऊर्जा में। सुपरचार्जर का मुख्य उद्देश्य परिवहन माध्यम के कुल दबाव को बढ़ाना है।
सकारात्मक विस्थापन ब्लोअर मेंकार्यशील निकाय की ऊर्जा में वृद्धि ठोस कार्यशील निकायों की बल क्रिया द्वारा प्राप्त की जाती है।
वॉल्यूम ब्लोअर:
पिस्टन- फॉरवर्ड मूवमेंट के साथ काम करना काम करने वाला शरीर,
रोटरी- सुपरचार्जर पर काम कर रहे हैं चक्रीय गतिकाम करने वाला शरीर।
विस्तारकों का उद्देश्य गैस विस्तार के दौरान अधिकतम तापमान में गिरावट है बाहरी काम. दो मुख्य प्रकार: पिस्टन और टर्बोएक्सपैंडर। पूर्व का उपयोग उच्च और मध्यम वायु दाब की कम क्षमता वाले प्रतिष्ठानों में किया जाता है। उत्तरार्द्ध मुख्य रूप से . में उपयोग किया जाता है बड़े प्रतिष्ठानजहाँ उनमें गैसों का प्रसार अधिकतर निम्न दाब से होता है।
पिस्टन विस्तारक तापमान तक उच्च प्रारंभिक गैस तापमान पर काम करते हैं वातावरण(हीलैंड्ट प्रक्रिया)। स्टार्ट-अप अवधि को छोड़कर टर्बो विस्तारक, कम तापमान पर काम करते हैं।
एक्सपैंडर द्वारा किया गया कार्य बिजली उत्पन्न करने के लिए उपयोग किया जाता है। यह गैसीय ऑक्सीजन प्रतिष्ठानों में स्थापना में प्रवेश करने वाली हवा को 3-4% तक संपीड़ित करने के लिए ऊर्जा खपत को कम करने की अनुमति देता है।
पिस्टन विस्तारक
गैसीय ऑक्सीजन संयंत्रों के पिस्टन विस्तारकों को अपेक्षाकृत ठंडा करने के लिए डिज़ाइन किया गया है थोड़ी मात्रा मेंहवा (कई सौ घन मीटरप्रति घंटा)" विस्तार की उच्च डिग्री (6 से 30 तक)। पिस्टन विस्तारकों के संचालन का सिद्धांत एक क्रैंक तंत्र के माध्यम से सिलेंडर में गैस के विस्तार के कार्य को मशीन के क्रैंकशाफ्ट में स्थानांतरित करना है। पिस्टन विस्तारक का उत्पादन किया जाता है। ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज संस्करणों में, और प्रारंभिक वायु मापदंडों के आधार पर, वे उच्च या मध्यम दबाव वाली मशीनों को संदर्भित करते हैं।
विस्तारक में कार्यप्रवाह में छह प्रक्रियाएं होती हैं।
प्रक्रिया 1-2 (भरना) इनलेट वाल्व के खुले होने के साथ चलती है
प्रक्रिया 2-3 (विस्तार) बंद वाल्वों के साथ आगे बढ़ती है; सिलेंडर में गैस की मात्रा स्थिर है।
प्रक्रिया 3-4 (निकास) तब होती है जब पिस्टन नीचे मृत केंद्र पर होता है। विस्तारित गैस खुले निकास वाल्व के माध्यम से बाहर निकलती है।
प्रक्रिया 4-5 (पुशिंग आउट) तब होती है जब पिस्टन बीडीसी से दूर जा रहा होता है। निरंतर दबाव पर विस्तारित और ठंडी गैस को सिलेंडर से विस्तारक के पीछे पाइपलाइन में धकेल दिया जाता है, जहां यह गैस के उस हिस्से के साथ मिल जाता है जो सिलेंडर से 3-4 प्रक्रिया में छोड़ा गया था। निकास वाल्व बंद होने पर इजेक्शन बिंदु 5 पर समाप्त होता है।
प्रक्रिया 5-6 (रिवर्स कम्प्रेशन)। इस प्रक्रिया के दौरान, सिलेंडर में बची हुई गैस को संकुचित कर दिया जाता है क्योंकि पिस्टन वापस TDC में चला जाता है। नतीजतन, गैस का दबाव और तापमान बढ़ जाता है। प्रक्रिया 6-1 (सेवन) बिंदु 6 से शुरू होती है जब सेवन वाल्व खुलता है।
अंजीर पर। 85 एक वास्तविक मध्यम दबाव विस्तारक के संकेतक आरेख दिखाता है।
ए - दबाव आरेख; बी - तापमान आरेख
में आंतरिक ऊर्जा के स्टॉक भूपर्पटीऔर महासागरों को वस्तुतः असीमित माना जा सकता है। लेकिन ऊर्जा भंडार होना पर्याप्त नहीं है। जनरेटर के रोटार को घुमाने के लिए कारखानों और कारखानों, परिवहन के साधनों, ट्रैक्टरों और अन्य मशीनों में मशीन टूल्स को गति देने के लिए ऊर्जा का उपयोग करने में सक्षम होना आवश्यक है। विद्युत प्रवाहआदि। मानव जाति को इंजनों की आवश्यकता है - काम करने में सक्षम उपकरण।
प्रकृति में प्रक्रियाओं की अपरिवर्तनीयता गर्मी इंजनों में काम करने के लिए आंतरिक ऊर्जा के उपयोग की संभावना पर कुछ प्रतिबंध लगाती है।
थर्मल पावर इंजीनियरिंग और परिवहन के विकास में हीट इंजन की भूमिका।पृथ्वी पर अधिकांश इंजन ऊष्मा इंजन हैं, यानी ऐसे उपकरण जो ईंधन की आंतरिक ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं।
थर्मल पावर प्लांट में हीट इंजन (मुख्य रूप से शक्तिशाली स्टीम टर्बाइन) का उपयोग सबसे महत्वपूर्ण है, जहां वे विद्युत प्रवाह जनरेटर के रोटार को चलाते हैं। हमारे देश में कुल बिजली का 80% से अधिक ताप विद्युत संयंत्रों में उत्पन्न होता है।
हीट इंजन स्टीम टर्बाइन - सभी पर भी स्थापित परमाणु ऊर्जा संयंत्र. इन स्टेशनों पर मिलेगी भाप उच्च तापमानपरमाणु नाभिक की ऊर्जा का उपयोग किया जाता है।
इसके अलावा, सभी मुख्य प्रकार के आधुनिक परिवहन मुख्य रूप से हीट इंजन का उपयोग करते हैं। सड़क परिवहन में प्रयुक्त पिस्टन इंजनएक दहनशील मिश्रण (कार्बोरेटर इंजन) के बाहरी गठन के साथ आंतरिक दहन इंजन और सीधे सिलेंडर (डीजल इंजन) के अंदर एक दहनशील मिश्रण के गठन के साथ इंजन। ट्रैक्टरों पर वही इंजन लगाए जाते हैं जो कृषि में अपरिहार्य हैं।
20 वीं सदी के मध्य तक रेल परिवहन पर। मुख्य इंजन एक भाप इंजन था। अब, डीजल इंजनों का मुख्य रूप से उपयोग किया जाता है डीजल संयंत्रऔर इलेक्ट्रिक इंजन। लेकिन इलेक्ट्रिक इंजन भी अंततः मुख्य रूप से बिजली संयंत्रों के ताप इंजनों से ऊर्जा प्राप्त करते हैं।
पर जल परिवहनबड़े जहाजों के लिए आंतरिक दहन इंजन और शक्तिशाली भाप टर्बाइन दोनों का उपयोग किया जाता है।
उड्डयन में, हल्के विमानों पर पिस्टन इंजन लगाए जाते हैं, और टर्बोजेट और जेट इंजन, जो हीट इंजन से भी संबंधित होते हैं, विशाल लाइनरों पर स्थापित किए जाते हैं। जेट इंजन का उपयोग अंतरिक्ष रॉकेट में भी किया जाता है।
गर्मी इंजन के बिना आधुनिक सभ्यताअकल्पनीय हमारे पास सस्ती बिजली की प्रचुरता नहीं होगी और हम सभी प्रकार के तीव्र परिवहन से वंचित रहेंगे।
ताप इंजन के संचालन के लिए मुख्य स्थिति।सभी ताप इंजनों में, दहन के दौरान, ईंधन पर्यावरण की तुलना में काम कर रहे तरल पदार्थ के तापमान को सैकड़ों या हजारों डिग्री बढ़ा देता है। इस स्थिति में, कार्यशील द्रव का दबाव वातावरण के दबाव की तुलना में बढ़ जाता है, अर्थात वातावरण, और शरीर अपनी आंतरिक ऊर्जा के कारण कार्य करता है। सभी ऊष्मा इंजनों का कार्यशील द्रव गैस है।
कोई भी ऊष्मा इंजन अपने कार्यशील द्रव और पर्यावरण के समान तापमान पर कार्य नहीं कर सकता है। इस शर्त थर्मल संतुलनकोई मैक्रोस्कोपिक प्रक्रिया नहीं होती है; विशेष रूप से कोई कार्य नहीं किया जा सकता है।
एक ऊष्मा इंजन गर्म पिंडों से ठंडे पिंडों में गर्मी स्थानांतरित करने की प्रक्रिया में आंतरिक ऊर्जा के कारण काम करता है। इस मामले में, किया गया कार्य हमेशा एक गर्म शरीर (हीटर) से इंजन द्वारा प्राप्त गर्मी की मात्रा से कम होता है। गर्मी का एक हिस्सा एक ठंडे शरीर (रेफ्रिजरेटर) में स्थानांतरित कर दिया जाता है।
रेफ्रिजरेटर की भूमिकापता करें कि काम पर क्यों इंजन गर्म करेंगर्मी का हिस्सा रेफ्रिजरेटर में स्थानांतरित कर दिया जाता है।
सिलेंडर में गैस के रुद्धोष्म प्रसार (चित्र 45) के साथ, रेफ्रिजरेटर में गर्मी स्थानांतरित किए बिना आंतरिक ऊर्जा के नुकसान के कारण काम किया जाता है। सूत्र (4.14) के अनुसार। एक समतापीय प्रक्रिया में, गैस को हस्तांतरित सभी ऊष्मा कार्य के बराबर होती है; .
हालांकि, पहली और दूसरी दोनों प्रक्रियाओं में, गैस के एकल विस्तार के साथ बाहरी एक के बराबर दबाव (उदाहरण के लिए, वायुमंडलीय दबाव) के साथ काम किया जाता है। इंजन को लंबे समय तक चलना चाहिए। यह तभी संभव है जब इंजन के सभी हिस्से (पिस्टन, वाल्व आदि) नियमित अंतराल पर दोहराए जाने वाले आंदोलनों को करते हैं। एक ऑपरेटिंग चक्र के बाद इंजन को समय-समय पर अपनी मूल स्थिति में वापस आना चाहिए; या इंजन में, एक समय-अपरिवर्तनीय (स्थिर) प्रक्रिया की जानी चाहिए (उदाहरण के लिए, टर्बाइन का निरंतर घुमाव)।
सिलेंडर में गैस को उसकी मूल स्थिति में वापस लाने के लिए, इसे संपीड़ित करना होगा। किसी गैस को संपीडित करने के लिए उस पर कार्य करना चाहिए। संपीड़न का कार्य होगा कम काम, विस्तार के दौरान गैस द्वारा ही किया जाता है, अगर गैस को कम तापमान पर संपीड़ित किया जाता है, और इसलिए गैस के विस्तार के दौरान कम दबाव में होता है। ऐसा करने के लिए, रेफ्रिजरेटर में गर्मी की एक निश्चित मात्रा को स्थानांतरित करके संपीड़न से पहले या संपीड़न की प्रक्रिया में गैस को ठंडा करना आवश्यक है।
व्यवहार में उपयोग किए जाने वाले इंजनों में, (निकास) गैस (या भाप) जिसने काम पूरा कर लिया है, बाद के संपीड़न से पहले ठंडा नहीं होता है, लेकिन इंजन से निकल जाता है और अगला ऑपरेटिंग चक्र गैस के एक नए हिस्से से शुरू होता है। निकास गैस का तापमान आसपास के पिंडों की तुलना में अधिक होता है और कुछ ऊष्मा उन्हें स्थानांतरित करता है।
स्टीम टर्बाइन को घुमाने के लिए, इसके ब्लेड्स को लगातार गर्म भाप की आपूर्ति की जाती है बहुत दबाव, जिसे काम के बाद ठंडा किया जाता है और टर्बाइन से हटा दिया जाता है। ठंडा और संघनक, भाप आसपास के निकायों में गर्मी स्थानांतरित करती है।
स्टीम टर्बाइन या मशीन में, हीटर एक स्टीम बॉयलर होता है, और रेफ्रिजरेटर एक वातावरण या विशेष उपकरण होता है जो एग्जॉस्ट स्टीम - कंडेनसर को ठंडा और संघनित करता है। आंतरिक दहन इंजन में, इंजन के अंदर ईंधन के दहन के दौरान तापमान में वृद्धि होती है और "हीटर" स्वयं गर्म दहन उत्पाद है। रेफ्रिजरेटर वातावरण के रूप में भी कार्य करता है जहां निकास गैसें उत्सर्जित होती हैं।
एक रंगीन इंसर्ट पर हीट इंजन का एक योजनाबद्ध आरेख दिखाया गया है। इंजन का कार्यशील द्रव हीटर से ऊष्मा की मात्रा प्राप्त करता है, कार्य A करता है और ऊष्मा की मात्रा को रेफ्रिजरेटर में स्थानांतरित करता है
ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे नियम का एक और सूत्रीकरण।समय-समय पर अपनी मूल स्थिति में लौटने वाले ताप इंजनों में आंतरिक ऊर्जा को काम में बदलने की असंभवता प्रकृति में प्रक्रियाओं की अपरिवर्तनीयता के कारण होती है और ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे नियम के एक और सूत्रीकरण को रेखांकित करती है।
यह सूत्रीकरण अंग्रेजी वैज्ञानिक डब्ल्यू केल्विन का है: ऐसी आवधिक प्रक्रिया को अंजाम देना असंभव है, जिसका एकमात्र परिणाम एक स्रोत से ली गई गर्मी के कारण काम प्राप्त करना होगा।
ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे नियम के दोनों सूत्र परस्पर एक दूसरे को निर्धारित करते हैं। यदि गर्मी स्वचालित रूप से रेफ्रिजरेटर से हीटर में स्थानांतरित हो सकती है, तो आंतरिक ऊर्जा को किसी भी गर्मी इंजन का उपयोग करके पूरी तरह से काम में परिवर्तित किया जा सकता है।
तकनीकी थर्मोडायनामिक्स। बुनियादी अवधारणाएं और परिभाषाएं
कार्तशेविच, ए.एन., कोस्टेनिच, वी.जी., पोंटालेव, ओ.वी.
के 27 हीट इंजीनियरिंग: व्याख्यान का एक कोर्स। भाग 1. - गोर्की: बेलारूसी राज्य कृषि अकादमी, 2011। 48 पी।
आईएसबीएन 978-985-467-319-6
आदर्श गैसों की स्थिति के मुख्य मापदंडों और समीकरणों, ताप क्षमता की अवधारणा और प्रकार, आदर्श गैस मिश्रण और उनके मापदंडों को निर्धारित करने के तरीकों पर विचार किया जाता है। थर्मोडायनामिक्स के पहले और दूसरे नियमों के सूत्र और मुख्य प्रावधान दिए गए हैं, साथ ही आदर्श गैसों की मुख्य थर्मोडायनामिक प्रक्रियाओं का विश्लेषण भी किया गया है।
विशिष्टताओं के छात्रों के लिए 1-74 06 01 - कृषि उत्पादन प्रक्रियाओं का तकनीकी समर्थन, 1-74 06 04 - भूमि सुधार और जल प्रबंधन कार्यों का तकनीकी समर्थन, 1-74 06 06 - कृषि-औद्योगिक परिसर का रसद समर्थन।
टेबल्स 4. आंकड़े 27. ग्रंथ सूची। 12.
समीक्षक: ए.एस. डोबीशेव, डॉक्टर ऑफ इंजीनियरिंग विज्ञान, प्रोफेसर, प्रमुख। पशुपालन और कृषि उत्पादन के विद्युतीकरण के मशीनीकरण विभाग (यूओ "बीएसएए"); वी.जी. समोस्युक, पीएच.डी. अर्थव्यवस्था विज्ञान, सीईओरिपब्लिकन एकात्मक उद्यम "कृषि के मशीनीकरण के लिए बेलारूस के नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज के एनपीसी।"
यूडीसी 621.1 (075.8)
बीबीसी 31.3ya73
मानव गतिविधि के सभी क्षेत्रों में गर्मी का उपयोग किया जाता है - बिजली उत्पन्न करने, वाहन चलाने और विभिन्न तंत्र, अंतरिक्ष हीटिंग, साथ ही तकनीकी जरूरतों के लिए।
आज गर्मी प्राप्त करने का मुख्य तरीका जीवाश्म ईंधन - कोयला, तेल और गैस का दहन है, जो मानव जाति की लगभग 90% ऊर्जा जरूरतों को पूरा करता है। दुनिया में ऊर्जा खपत पर डेटा पिछले सालऔर प्रजातियों द्वारा इसका वितरण तालिका में प्रस्तुत किया गया है। एक ।
तालिका नंबर एक। 1998-2008 में विश्व ऊर्जा खपत की संरचना
जैसा कि तालिका से देखा जा सकता है। 1 डेटा, वैश्विक ऊर्जा खपत साल दर साल बढ़ रही है। जनसंख्या और मानव की जरूरतें लगातार बढ़ रही हैं, और इससे ऊर्जा उत्पादन की मात्रा और इसके उपभोग की वृद्धि दर में वृद्धि होती है।
हालांकि, तेल, गैस और कोयले के भंडार अंतहीन नहीं हैं और, पूर्वानुमान के अनुसार, सिद्ध संसाधन पर्याप्त हो सकते हैं: 40 साल के लिए तेल, 60 साल के लिए गैस, 120 साल के लिए कोयला। प्राकृतिक यूरेनियम के भंडार लगभग 85 वर्षों से विश्व की ऊर्जा जरूरतों को पूरा करने के लिए पर्याप्त हैं।
ईंधन के दहन के माध्यम से ऊर्जा उत्पादन में और वृद्धि को सीमित करने वाला एक अन्य कारक इसके दहन उत्पादों द्वारा पर्यावरण का लगातार बढ़ता प्रदूषण है। पर्यावरण का ऊष्मीय प्रदूषण भी कम खतरनाक नहीं है, जिसके कारण ग्लोबल वार्मिंगऔर जलवायु परिवर्तन, ग्लेशियरों का पिघलना और समुद्र का बढ़ता स्तर।
परमाणु ऊर्जा में, एक अलग तरह की पर्यावरणीय समस्याएं उत्पन्न होती हैं, जो परमाणु कचरे के निपटान की आवश्यकता से जुड़ी होती हैं, जो बड़ी कठिनाइयों से भी भरी होती है।
का ज्ञान सैद्धांतिक संस्थापनागर्मी इंजीनियरिंग।
थर्मोडायनामिक्स की नींव*
पाठ #6
विषय। राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था में ताप इंजन की भूमिका। पारिस्थितिक समस्याएंउनके उपयोग से जुड़े
उद्देश्य: गर्मी इंजनों के संचालन के भौतिक सिद्धांतों, उनके आर्थिक अनुप्रयोग के छात्रों के ज्ञान को गहरा करने के लिए, छात्रों को गर्मी इंजन में सुधार में विज्ञान और प्रौद्योगिकी की उपलब्धियों से परिचित कराने के लिए; संचार क्षमता विकसित करना, विश्लेषण करने की क्षमता, निष्कर्ष निकालना; पर्यावरण संरक्षण के प्रति जागरूक रवैया बनाना, छात्रों की भौतिकी में रुचि को शिक्षित करना, छात्रों की रचनात्मक गतिविधि को प्रोत्साहित करना।
पाठ का प्रकार: ज्ञान के सामान्यीकरण और व्यवस्थितकरण का पाठ।
संचालन का रूप: पाठ संगोष्ठी।
उपकरण: शिलालेख वाले कार्ड: इतिहासकार, पारिस्थितिकीविद, भौतिकविदों के चित्र।
द्वितीय. समूह प्रदर्शन
इतिहासकार। 1696 में अंग्रेज इंजीनियर थॉमस सेवरी (1650-1715) ने पानी उठाने के लिए स्टीम पंप का आविष्कार किया। इसका उपयोग टिन की खदानों में पानी पंप करने के लिए किया जाता था। उनका काम गर्म भाप को ठंडा करने पर आधारित था, जो संपीड़ित होने पर, एक वैक्यूम बनाता है जो खदान से पानी को पाइप में खींचता है।
1707, सेवरी पंप स्थापित किया गया था ग्रीष्म उद्यानपीटर्सबर्ग में। अंग्रेजी मैकेनिक थॉमस न्यूकोमेन (1663-1729) ने 1705 में खदानों से पानी पंप करने के लिए एक भाप इंजन बनाया। 1712 में, पापिन और सेवरी के विचारों का उपयोग करते हुए, न्यूकॉमन ने एक ऐसी मशीन का निर्माण किया जो 18वीं शताब्दी के मध्य तक इंग्लैंड की खदानों में इस्तेमाल की जाती थी।
पहला व्यावहारिक यूनिवर्सल मशीनरूसी आविष्कारक I. Polzunov (1766) और अंग्रेज डी. वाट (1774) द्वारा बनाए गए थे
पोलज़ुनोव के स्टीम इंजन की ऊंचाई 11 मीटर, बॉयलर की मात्रा 7 एम 3, सिलेंडर की ऊंचाई 2.8 मीटर और 29 किलोवाट की शक्ति थी। यह मशीन रूस में खनन संयंत्रों में से एक में लंबे समय तक काम करती थी।
इतिहासकार। 1765 में, जे. वाट ने एक मौलिक रूप से नए प्रकार के भाप इंजन को डिजाइन किया और उसमें सुधार किया। उनकी मशीन न केवल पानी को पंप कर सकती थी, बल्कि मशीन टूल्स, जहाजों और कर्मचारियों को भी आवाजाही प्रदान कर सकती थी। 1784 तक, एक सार्वभौमिक भाप इंजन का निर्माण वास्तव में पूरा हो गया था, और यह औद्योगिक उत्पादन में ऊर्जा प्राप्त करने का मुख्य साधन बन गया। 1769-1770 के वर्षों के दौरान, फ्रांसीसी आविष्कारक निकोलस जोसेफ कुगनॉट (1725-1804) ने ऑटोमोबाइल के अग्रदूत स्टीम वैगन को डिजाइन किया था। इसे अभी भी पेरिस के कला और शिल्प संग्रहालय में रखा गया है।
1807 में, अमेरिकी रॉबर्ट फुल्टन (1765-1815) ने हडसन नदी के किनारे बनाए गए क्लेरमोंट पैडल स्टीमर को रवाना किया। 25 जुलाई, 1814 को, अंग्रेजी आविष्कारक जॉर्ज स्टीफेंसन (1781-1848) के लोकोमोटिव ने 6.4 किमी / घंटा की गति से नैरो गेज रेलवे के साथ 8 वैगनों में 30 टन कार्गो को खींचा। 1823 में, स्टीफेंसन ने पहली लोकोमोटिव फैक्ट्री की स्थापना की। 1825 में, स्टॉकटन से डार्लिंगटन तक की पहली रेलवे का संचालन शुरू हुआ, और 1830 में, लिवरपूल और मैनचेस्टर के औद्योगिक केंद्रों के बीच एक सार्वजनिक रेलवे लाइन। जेम्स नेस्मिथ (1808-1890) ने 1839 में एक अत्यंत शक्तिशाली भाप हथौड़ा बनाया जिसने इस्पात उद्योग में क्रांति ला दी। उन्होंने कई नई धातु मशीनों का भी विकास किया।
इस प्रकार उद्योग का उत्कर्ष शुरू हुआ और रेलवे- पहले यूके में और फिर दुनिया के अन्य देशों में।
शिक्षक। आइए याद करें कि हीट इंजन कैसे काम करता है।
मैकेनिक। हीट इंजन वे मशीनें हैं जिनमें आंतरिक ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है।
कई प्रकार के ताप इंजन हैं: भाप इंजन, आंतरिक दहन इंजन, भाप और गैस टर्बाइन, जेट इंजन। इन सभी इंजनों में, ईंधन ऊर्जा को सबसे पहले गैस (भाप) ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। विस्तार करते हुए, गैस (भाप) कार्य करती है और साथ ही ठंडी होती है, इसकी आंतरिक ऊर्जा का कुछ हिस्सा यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है। इसलिए, ऊष्मा इंजन में एक हीटर, एक कार्यशील द्रव और एक रेफ्रिजरेटर होता है। इसकी स्थापना 1824 में फ्रांसीसी वैज्ञानिक सादी कार्नोट ने की थी। ऐसी मशीन के संचालन के सिद्धांत को एक आरेख (चित्र 1) द्वारा दर्शाया जा सकता है।
इसके अलावा, कार्नोट ने पाया कि इंजन को एक बंद चक्र में काम करना चाहिए और सबसे फायदेमंद एक चक्र है जिसमें दो इज़ोटेर्मल और दो एडियाबेटिक प्रक्रियाएं होती हैं। इसे कार्नोट चक्र कहा जाता है और इसे आलेखीय रूप से दर्शाया जा सकता है (चित्र 2)।
ग्राफ से यह देखा जा सकता है कि कार्यशील द्रव उपयोगी कार्य करता है, जो संख्यात्मक रूप से चक्र द्वारा वर्णित क्षेत्र के बराबर है, अर्थात क्षेत्र 1 - 2 - 3 - 4 - 1।
कार्नोट चक्र के लिए ऊर्जा के संरक्षण और परिवर्तन का नियम यह है कि पर्यावरण से कार्यशील निकाय द्वारा प्राप्त ऊर्जा पर्यावरण को हस्तांतरित ऊर्जा के बराबर होती है। पिस्टन या टरबाइन ब्लेड की सतहों पर गैस के दबाव में अंतर के कारण हीट इंजन काम करते हैं। यह दबाव अंतर तापमान अंतर से उत्पन्न होता है। यह ऊष्मा इंजनों के संचालन का सिद्धांत है।
मैकेनिक। सबसे आम प्रकार के ऊष्मा इंजनों में से एक आंतरिक दहन इंजन (ICE) है, जो अब विभिन्न वाहनों में उपयोग किया जाता है। ऐसे इंजन की संरचना को याद करें: मुख्य तत्व पिस्टन के साथ एक सिलेंडर है, जिसके अंदर ईंधन जलता है।
सिलेंडर में दो वाल्व होते हैं - इनलेट और आउटलेट। इसके अलावा, इंजन का संचालन एक मोमबत्ती, एक कनेक्टिंग रॉड तंत्र और कार के पहियों से जुड़े क्रैंकशाफ्ट की उपस्थिति से सुनिश्चित होता है। इंजन चार चक्रों में काम करता है (चित्र 3): और चक्र दहनशील मिश्रण का प्रवेश है; द्वितीय स्ट्रोक - संपीड़न, इसके ईंधन के अंत में एक मोमबत्ती से एक चिंगारी से प्रज्वलित होता है; III स्ट्रोक - वर्किंग स्ट्रोक, इस स्ट्रोक के दौरान, ईंधन के दहन से उत्पन्न गैसें, काम करना, पिस्टन को नीचे धकेलना; IV स्ट्रोक - रिलीज, जब निकास और ठंडी गैसें बाहर जाती हैं। बंद चक्र का ग्राफ, जो इस इंजन के संचालन के दौरान गैस की स्थिति में परिवर्तन को दर्शाता है, अंजीर में दिखाया गया है। 4.
प्रति चक्र उपयोगी कार्य क्षेत्रफल के बराबरआंकड़े 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 2. ऐसे इंजनों का प्रसार इस तथ्य के कारण है कि उनके पास एक छोटा द्रव्यमान है, कॉम्पैक्ट हैं, और अपेक्षाकृत उच्च दक्षता है (सैद्धांतिक रूप से 80% तक, लेकिन व्यवहार में - केवल 30%)। नुकसान यह है कि वे महंगे ईंधन पर चलते हैं, डिजाइन में जटिल हैं, इंजन शाफ्ट के रोटेशन की बहुत तेज गति है, और उनकी निकास गैसें वातावरण को प्रदूषित करती हैं।
पारिस्थितिकी विज्ञानी। गैसोलीन इंजन (इसकी ऑक्टेन संख्या में वृद्धि) में दहन की दक्षता में सुधार करने के लिए, वे इसमें जोड़ते हैं विभिन्न पदार्थ, मुख्य रूप से एथिल तरल, जिसमें लेड टेट्राएथिल शामिल है, जो एक एंटीनॉक की भूमिका निभाता है (इंजन के चलने पर लगभग 70% लेड यौगिक हवा में छोड़े जाते हैं)। रक्त में सीसे की थोड़ी सी भी उपस्थिति गंभीर बीमारियों की ओर ले जाती है, बुद्धि में कमी, अति उत्तेजना, आक्रामकता का विकास, असावधानी, बहरापन, बांझपन, विकास मंदता, वेस्टिबुलर तंत्र के विकार, और इसी तरह।
एक अन्य समस्या कार्बन (II) ऑक्साइड का उत्सर्जन है। सीओ से होने वाले नुकसान की कल्पना की जा सकती है यदि केवल एक कार प्रति दिन लगभग 3.65 किलोग्राम कार्बन (II) ऑक्साइड हवा में उत्सर्जित करती है (कारों का बेड़ा 500 मिलियन से अधिक है, और कारों का यातायात घनत्व, उदाहरण के लिए, राजमार्गों पर) कीव हवा में प्रति घंटे 1800-9000 किलोग्राम CO के उत्सर्जन के साथ प्रति दिन 50-100 हजार कारों तक पहुंचता है!)
मनुष्यों के लिए सीओ की विषाक्तता इस तथ्य में निहित है कि, जब यह रक्त में प्रवेश करती है, तो यह एरिथ्रोसाइट्स (लाल रक्त कोशिकाओं) को ऑक्सीजन के परिवहन की क्षमता से वंचित कर देती है, जिसके परिणामस्वरूप ऑक्सीजन भुखमरी, घुटन, चक्कर आना और यहां तक कि मृत्यु भी हो जाती है। इसके अलावा, आंतरिक दहन इंजन वातावरण के तापीय प्रदूषण में योगदान करते हैं, शहर में हवा का तापमान, जहां है एक बड़ी संख्या कीकारों, शहर के बाहर के तापमान से हमेशा 3-5 डिग्री सेल्सियस अधिक।
इतिहासकार। 1896-1897 में पी.पी. जर्मन इंजीनियर जी. डीजल ने एक ऐसे इंजन का प्रस्ताव रखा जिसमें अधिक था उच्च दक्षतापिछले वाले की तुलना में। 1899 में, डीजल इंजन को भारी तरल ईंधन पर संचालित करने के लिए अनुकूलित किया गया था, जिसके कारण इसका और व्यापक उपयोग हुआ।
शिक्षक। डीजल और कार्बोरेटेड आंतरिक दहन इंजन में क्या अंतर है?
मैकेनिक। डीजल इंजन कार्बोरेटर इंजन के वितरण में नीच नहीं हैं। उनकी संरचना लगभग समान है: सिलेंडर, पिस्टन, सेवन और निकास वाल्व, कनेक्टिंग रॉड, क्रैंकशाफ्ट, फ्लाईव्हील और कोई मोमबत्ती नहीं है।
यह इस तथ्य के कारण है कि ईंधन एक चिंगारी से प्रज्वलित नहीं होता है, बल्कि उच्च तापमान से होता है जो हवा के तेज संपीड़न के कारण पिस्टन के ऊपर बनता है। इस गर्म हवा में ईंधन डाला जाता है, और यह जलता है, जिससे एक काम करने वाला मिश्रण बनता है। यह इंजन chotiritactovim है, इसके संचालन का आरेख अंजीर में दिखाया गया है। 5.
इंजन का उपयोगी कार्य 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 2 के क्षेत्रफल के बराबर है। ऐसे इंजन सस्ते ईंधन पर काम करते हैं, उनकी दक्षता लगभग 40% है। मुख्य नुकसान यह है कि उनका काम परिवेश के तापमान पर बहुत निर्भर है (कम तापमान पर वे काम नहीं कर सकते)।
पारिस्थितिकी विज्ञानी। डीजल उत्पादन में महत्वपूर्ण प्रगति ने इन इंजनों को गैसोलीन इंजनों की तुलना में "क्लीनर" बना दिया है; वे पहले से ही यात्री कारों पर सफलतापूर्वक उपयोग किए जा चुके हैं।
डीजल इंजनों की निकास गैसों में लगभग कोई जहरीला कार्बन ऑक्साइड नहीं होता है, क्योंकि डीजल ईंधन में लेड टेट्राएथिल नहीं होता है। यानी डीजल इंजन कार्बोरेटर इंजन की तुलना में पर्यावरण को काफी कम प्रदूषित करते हैं।
इतिहासकार। अगले ऊष्मा इंजन जिन पर हम विचार करेंगे वे भाप और गैस टर्बाइन होंगे। चूंकि ऐसी मशीनों का उपयोग मुख्य रूप से बिजली संयंत्रों (थर्मल और परमाणु) में किया जाता है, इसलिए प्रौद्योगिकी में उनके परिचय के समय को XX सदी के 30 के दशक के उत्तरार्ध में माना जाना चाहिए, हालांकि पहली छोटी परियोजनाएंऐसी इकाइयाँ XIX सदी के 80 के दशक में वापस बनाई गईं। पहले औद्योगिक गैस टरबाइन के डिजाइनर पर विचार किया जाना चाहिए। एम। मखोवस्की।
1883 में, स्वीडिश इंजीनियर जी. डैच ने सिंगल-स्टेज स्टीम टर्बाइन के पहले डिजाइन का प्रस्ताव रखा, और 1884-1885 में पीपी। अंग्रेज सी. पार्सन ने पहली मल्टी-स्टेज टर्बाइन डिजाइन की। सी. पार्सन ने 1899 में एल्बरफेल्ड (जर्मनी) में हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन में इसका इस्तेमाल किया।
मैकेनिक। टर्बाइनों का संचालन जल वाष्प या गैस के दबाव में ब्लेड के साथ एक पहिया के रोटेशन पर आधारित होता है। इसलिए, टरबाइन का मुख्य काम करने वाला हिस्सा रोटर है - शाफ्ट पर इसके रिम के साथ ब्लेड के साथ तय की गई डिस्क। स्टीम बॉयलर से भाप को विशेष चैनलों (नोजल) द्वारा रोटर ब्लेड तक निर्देशित किया जाता है। नलिका में, भाप फैलती है, उसका दबाव गिरता है, लेकिन बहिर्वाह वेग बढ़ जाता है, अर्थात भाप की आंतरिक ऊर्जा जेट की गतिज ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है।
स्टीम टर्बाइन दो प्रकार के होते हैं: सक्रिय टर्बाइन, जिसके रोटार का रोटेशन ब्लेड पर स्ट्रुमिनी के प्रभाव के परिणामस्वरूप होता है, और जेट टर्बाइन, जिसमें ब्लेड स्थित होते हैं ताकि भाप, बीच की खाई से बच सके उन्हें, जेट जोर बनाता है। स्टीम टर्बाइन के फायदों में उच्च गति, महत्वपूर्ण शक्ति और बड़े शामिल हैं शक्ति घनत्व. भाप टर्बाइनों की दक्षता 25% तक पहुँच जाती है। इसे बढ़ाया जा सकता है यदि टरबाइन में कई दबाव चरण होते हैं, जिसमें नोजल और रोटर ब्लेड होते हैं, जो वैकल्पिक होते हैं। इस तरह के टरबाइन में काम करने वाले ब्लेड पर भाप की गति कम हो जाती है, और फिर दबाव में कमी के कारण (नोजल से गुजरने के बाद) फिर से बढ़ जाती है। इस प्रकार, चरण-दर-चरण, भाप का दबाव क्रमिक रूप से घटता है, और यह बार-बार कार्य करता है। आधुनिक टर्बाइनों में 30 चरण तक होते हैं।
टर्बाइनों का नुकसान जड़ता है, रोटेशन की गति को नियंत्रित करने में असमर्थता, रिवर्स की कमी।
पारिस्थितिकी विज्ञानी। बिजली संयंत्रों में भाप टर्बाइनों के उपयोग के लिए डायवर्जन की आवश्यकता होती है बड़े क्षेत्रतालाबों के नीचे जिसमें निकास भाप को ठंडा किया जाता है। बिजली संयंत्रों की शक्ति में वृद्धि के साथ, पानी की आवश्यकता तेजी से बढ़ जाती है, इसके अलावा, भाप शीतलन के परिणामस्वरूप, बड़ी मात्रा में गर्मी पर्यावरण में जारी होती है, जो फिर से थर्मल उत्तेजना और तापमान में वृद्धि की ओर ले जाती है। पृथ्वी का।
इतिहासकार। हीट इंजन जेट इंजन हैं। ऐसे इंजनों के सिद्धांत को ई। के। त्सोल्कोवस्की के कार्यों में फिर से बनाया गया था, जो 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में लिखे गए थे, और उनका परिचय एक अन्य यूक्रेनी आविष्कारक - एस। पी। कोरोलेव के नाम से जुड़ा है। विशेष रूप से, उनके नेतृत्व में, पहले जेट इंजन बनाए गए थे, जिनका उपयोग विमान (1942) में किया गया था, और बाद में (1957) पहला अंतरिक्ष उपग्रह और पहला मानवयुक्त उपग्रह लॉन्च किया गया था। अंतरिक्ष यान(1961)। जेट इंजन के संचालन का सिद्धांत क्या है?
मैकेनिक। जेट प्रणोदन का उपयोग करने वाले हीट इंजन को जेट इंजन कहा जाता है। उनके संचालन का सिद्धांत यह है कि ईंधन, जब जलाया जाता है, तो गैस में बदल जाता है, जो इंजन के नोजल से तेज गति से बहता है, जिससे विमान अंदर जाने के लिए मजबूर हो जाता है। उल्टी दिशा. ऐसे कई प्रकार के इंजनों पर विचार करें।
डिजाइन में सबसे सरल में से एक रैमजेट इंजन है। यह एक पाइप है जिसमें आने वाला प्रवाह हवा को बल देता है, और तरल ईंधन को इसमें इंजेक्ट किया जाता है और प्रज्वलित किया जाता है। गर्म गैसें तेज गति से पाइप से बाहर निकलती हैं, जिससे यह जेट थ्रस्ट देता है। इस इंजन का नुकसान यह है कि थ्रस्ट बनाने के लिए इसे हवा के सापेक्ष चलना चाहिए, यानी यह अपने आप उड़ान नहीं भर सकता। उच्चतम गति 6000 - 7000 किमी / घंटा है।
यदि किसी जेट इंजन में टर्बाइन और कंप्रेसर होता है, तो ऐसे इंजन को टर्बोचार्जर कहा जाता है। ऐसे इंजन के संचालन के दौरान, हवा इनटेक के माध्यम से कंप्रेसर में प्रवेश करती है, जहां इसे संपीड़ित किया जाता है और दहन कक्ष में खिलाया जाता है, जहां ईंधन इंजेक्ट किया जाता है। यहां इसे प्रज्वलित किया जाता है, दहन उत्पाद टरबाइन से गुजरते हैं, जो कंप्रेसर को घुमाता है, और नोजल के माध्यम से बाहर निकलता है, जिससे जेट थ्रस्ट बनता है।
शक्ति के वितरण के आधार पर, इन इंजनों को टर्बोजेट और टर्बोप्रॉप में विभाजित किया गया है। पूर्व अपनी अधिकांश शक्ति जेट प्रणोदन पर खर्च करता है, और बाद वाला गैस टरबाइन के रोटेशन पर।
इन इंजनों का लाभ यह है कि इनमें अधिक शक्ति होती है, जो अंतरिक्ष में उठाने के लिए आवश्यक उच्च गति प्रदान करती है। नुकसान - बड़े आयाम, कम दक्षता, साथ ही साथ पर्यावरण को होने वाले नुकसान।
पारिस्थितिकी विज्ञानी। चूंकि जेट इंजन भी ईंधन जलाते हैं, वे सभी ताप इंजनों की तरह पर्यावरण को प्रदूषित करते हैं। हानिकारक पदार्थजो दहन के दौरान निकलते हैं। कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) कार्बन मोनोआक्साइड(सीओ), सल्फर यौगिक, नाइट्रोजन ऑक्साइड और अन्य। यदि ऑटोमोबाइल इंजन के संचालन के दौरान इन पदार्थों का द्रव्यमान किलोग्राम था, तो अब वे टन और केंद्र हैं। इसके अलावा, विमानों की उच्च ऊंचाई वाली उड़ानें, अंतरिक्ष रॉकेटों की शुरूआत, सैन्य बैलिस्टिक मिसाइलों की उड़ानें वायुमंडल की ओजोन परत को नकारात्मक रूप से प्रभावित करती हैं, इसे नष्ट करती हैं। यह गणना की गई है कि अंतरिक्ष यान के लगातार सौ प्रक्षेपण पृथ्वी के वायुमंडल की सुरक्षात्मक ओजोन परत को लगभग पूरी तरह से नष्ट कर सकते हैं, मास्टर। भविष्य के इंजन क्या होने चाहिए? मैकेनिक। अधिकांश विशेषज्ञों का मानना है कि ये हाइड्रोजन इंजन होने चाहिए, यानी वे जिनमें हाइड्रोजन ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करेगा, जिसके परिणामस्वरूप पानी का निर्माण होगा। इस दिशा में किए जा रहे विकास बहुत कुछ देते हैं विभिन्न डिजाइनसमान इंजन: उन जगहों से जहां टैंक उपयुक्त गैसों से भरे हुए हैं, मशीनों के लिए जहां ईंधन चीनी सिरप है। ऐसी संरचनाएं भी हैं जहां ईंधन तेल, शराब और यहां तक कि जैविक अपशिष्ट भी है। लेकिन अभी तक, ये सभी इंजन केवल प्रायोगिक नमूनों के रूप में मौजूद हैं, जो अभी भी पेश किए जाने से दूर हैं औद्योगिक उत्पादन. हालाँकि, ये विकास भी आशा देते हैं कि भविष्य में हमारे पास आधुनिक मशीनों की तुलना में पर्यावरण की दृष्टि से अधिक स्वच्छ मशीनें होंगी। और यद्यपि हम अभी तक एक ऐसा ऊष्मा इंजन बनाने में सफल नहीं हुए हैं जो पर्यावरण को बिल्कुल भी प्रदूषित न करे, हम इसके लिए प्रयास करेंगे।
III. गृहकार्य
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विकल्प 1
1. पिस्टन के नीचे गैस का दबाव 490 kPa है। गैस द्वारा क्या कार्य किया जाता है यदि यह है निरंतर दबावमूल तापमान से दोगुना गर्म किया जाता है? गैस की प्रारंभिक मात्रा 10 लीटर है।
2. भाप 500 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर टरबाइन में प्रवेश करती है और 30 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर बाहर निकलती है। टर्बाइन को एक आदर्श ऊष्मा इंजन मानकर इसकी दक्षता की गणना कीजिए।
3. या फ्रिज का दरवाजा खुला रखने से कमरे की हवा ठंडी हो जाएगी?
विकल्प 2
1. तापमान में 20 K की वृद्धि के साथ 200 ग्राम हीलियम की आंतरिक ऊर्जा में कितना परिवर्तन होता है?
2. एक आदर्श मशीन के हीटर का तापमान 117 डिग्री सेल्सियस और रेफ्रिजरेटर का 27 डिग्री सेल्सियस होता है। मशीन को हीटर से 1 s में प्राप्त होने वाली ऊष्मा की मात्रा 60 kJ है। मशीन की दक्षता, रेफ्रिजरेटर द्वारा 1 s में लगने वाली ऊष्मा की मात्रा और मशीन की शक्ति की गणना करें।
3. गर्मी इंजन की दक्षता कब अधिक होती है: ठंड या गर्म मौसम में?
परिशिष्ट 1
स्टीम इंजन I. Polzunov
जेम्स वाट ने न्यूकॉमन स्टीम पंप में सुधार किया, इसकी दक्षता में वृद्धि की। 1775 में बने उनके भाप इंजन ने ग्रेट ब्रिटेन की कई फैक्ट्रियों में काम किया।
इंजन के बारे में कुछ जानकारी |
कार्बोरेटेड इंजन |
डीजल इंजन |
काम करने वाला शरीर |
गैसोलीन दहन उत्पाद |
दहन उत्पाद डीजल ईंधन |
डीजल ईंधन |
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सिलेंडर दबाव |
1.5 106-3.5 106 पा |
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संपीड़ित हवा का तापमान |
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दहन उत्पादों का तापमान |
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20-25% (35% तक) |
30-38% (45% तक) |
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प्रयोग |
अपेक्षाकृत कम शक्ति की हल्की मोबाइल मशीनों में ( कारों, मोटरसाइकिल, आदि) |
पर ट्रकोंउच्च शक्ति, ट्रैक्टर, ट्रैक्टर, डीजल इंजन, ताप विद्युत संयंत्रों के स्थिर प्रतिष्ठानों पर |
निर्माण का इतिहास |
पहली बार 1860 में फ्रेंचमैन लेनोर द्वारा पेटेंट कराया गया; 1878 में दक्षता वाला एक इंजन = 2% बनाया गया था (जर्मन आविष्कारक ओटो और इंजीनियर लैंगन) |
1893 में जर्मन इंजीनियर जी डीज़ल द्वारा बनाया गया |
अनुलग्नक 3
जेट इंजन संरचना आरेख
अधिकांश वाहनों को चलाने के लिए बिजली उत्पन्न करने के लिए हीट इंजन की आवश्यकता होती है।
जनरेटर के रोटार को घुमाने के लिए बिजली संयंत्रों में शक्तिशाली भाप टर्बाइनों का उपयोग सबसे महत्वपूर्ण है। परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में स्टीम टर्बाइन भी स्थापित किए जाते हैं, जहां परमाणु नाभिक की ऊर्जा का उपयोग उच्च तापमान वाली भाप के उत्पादन के लिए किया जाता है।
आधुनिक परिवहन में सभी प्रकार के ताप इंजनों का उपयोग किया जाता है। पारस्परिक आंतरिक दहन इंजन का उपयोग ऑटोमोबाइल, ट्रैक्टर, स्व-चालित कंबाइन, डीजल लोकोमोटिव, विमानन में गैस टर्बाइन और अंतरिक्ष रॉकेट में जेट इंजन में किया जाता है।
हीट इंजन कुछ प्रदान करते हैं हानिकारक प्रभावपर्यावरण पर:
इस संबंध में प्रकृति संरक्षण की समस्या बहुत महत्वपूर्ण हो गई है। पर्यावरण की रक्षा के लिए यह सुनिश्चित करना आवश्यक है:
ऊष्मा इंजनों के लिए ईंधन के रूप में हाइड्रोजन का उपयोग आशाजनक है: जब हाइड्रोजन को जलाया जाता है, तो पानी बनता है। गैसोलीन से चलने वाली कारों की जगह लेने वाले इलेक्ट्रिक वाहन बनाने के लिए गहन शोध चल रहा है।
अक्सेनोविच एल. ए. भौतिकी में उच्च विद्यालय: लिखित। कार्य। टेस्ट: प्रो. सामान्य प्रदान करने वाले संस्थानों के लिए भत्ता। वातावरण, शिक्षा / एल.ए. अक्सनोविच, एन.एन. रकीना, के.एस. फ़ारिनो; ईडी। के एस फरिनो। - एमएन .: अदुकात्सी और व्यखवन्ने, 2004. - सी। 165।
