थर्मोडायनेमिक्स में डीजल चक्र दक्षता के रहस्यों को खोलना

थर्मोडायनामिक्स-में-डीजल-चक्र-दक्षता-को-समझना

थर्मोडायनामिक्स-की-रोचक-दुनिया-में-आपका-स्वागत-है!-आज,-हम-डीजल-चक्र-की-दक्षता-में-गहराई-से-उतरेंगे।-अगर-आप-कभी-भी-यह-जानने-के-इच्छुक-रहे-हैं-कि-डीजल-इंजन-कैसे-काम-करता-है-और-कितना-दक्ष-है,-तो-आप-सही-जगह-पर-हैं।-हम-जटिलताओं-को-तोड़कर-इसे-जितना-संभव-हो-सके-उतना-रोचक-और-समझने-में-आसान-बनाएंगे।

डीजल-चक्र-क्या-है?

डीजल-चक्र-एक-थर्मोडायनामिक-चक्र-है,-जो-19वीं-सदी-के-अंत-में-रुडॉल्फ-डीजल-द्वारा-आविष्कृत-डीजल-इंजन-के-लिए-सैद्धांतिक-आधार-है।-यह-चक्र-ट्रकों,-बसों-और-कुछ-कारों-जैसे-भारी-भरकम-वाहनों-के-लिए-आवश्यक-है-क्योंकि-यह-गैसोलीन-इंजन-की-तुलना-में-अधिक-ईंधन-कुशल-है।

दक्षता-सूत्र

डीजल-चक्र-में-दक्षता-एक-सूत्र-द्वारा-निर्धारित-की-जाती-है-जो-इंजन-द्वारा-किए-गए-कार्य-को-जोड़े-गए-ऊष्मा-से-संबंधित-करता-है।-इसे-व्यक्त-करने-का-औपचारिक-तरीका-यहां-है:

दक्षता-(η)-=-1---(1-/-(r^γ---1))-*-((ρ^γ---1)-/-(γ-*-(ρ---1)))

अब,-आइए-इसे-तोड़कर-समझें!

मापदंड-समझाए-गए

• संपीड़न-अनुपात-(r):-यह-संपीड़न-से-पहले-के-आयतन-(V1)-और-संपीड़न-के-बाद-के-आयतन-(V2)-का-अनुपात-है।-यह-एक-महत्वपूर्ण-कारक-है-क्योंकि-उच्च-संपीड़न-अनुपात-दक्षता-को-काफी-बढ़ा-सकता-है।
• कट-ऑफ-अनुपात-(ρ-या-rc):-यह-दहन-के-बाद-के-आयतन-(V3)-और-संपीड़न-के-बाद-के-आयतन-(V2)-का-अनुपात-है।-यह-सिलेंडर-में-इंजेक्ट-किए-जाने-वाले-ईंधन-की-मात्रा-को-प्रभावित-करता-है।
• विशिष्ट-ऊष्मा-अनुपात-(γ):-जिसे-एडियाबेटिक-सूचकांक-भी-कहा-जाता-है,-यह-स्थिर-दाब-पर-विशिष्ट-ऊष्मा-(Cp)-और-स्थिर-आयतन-पर-विशिष्ट-ऊष्मा-(Cv)-का-अनुपात-है।-हवा-के-लिए,-यह-आमतौर-पर-1.4-होता-है।

सरल-शब्दों-में,-डीजल-चक्र-की-दक्षता-इंजन-सिलेंडर-के-अंदर-दबाव-और-आयतन-में-होने-वाले-परिवर्तनों-पर-निर्भर-करती-है।

उदाहरण-गणना

आइए-इसे-एक-वास्तविक-उदाहरण-पर-लागू-करें,-ताकि-आप-इसे-क्रियान्वित-होते-हुए-देख-सकें!

एक-डीजल-इंजन-की-कल्पना-करें-जिसके-निम्नलिखित-मापदंड-हैं:

• संपीड़न-अनुपात-(r):-18
• कट-ऑफ-अनुपात-(ρ-या-rc):-2.6
• विशिष्ट-ऊष्मा-अनुपात-(γ):-1.4

इन-मूल्यों-को-सूत्र-में-डालते-हुए:

η-=-1---(1-/-(18^1.4---1))-*-((2.6^1.4---1)-/-(1.4-*-(2.6---1)))

संख्याओं-को-मिलाने-के-बाद,-हमें-लगभग-60.52%-की-दक्षता-मिलती-है।

वास्तविक-जीवन-प्रभाव

यह-दक्षता-महत्वपूर्ण-क्यों-है?-एक-के-लिए,-उच्च-दक्षता-बेहतर-ईंधन-अर्थव्यवस्था-का-मतलब-है।-एक-अधिक-कुशल-इंजन-समान-मात्रा-में-कार्य-करने-के-लिए-कम-ईंधन-का-उपयोग-करता-है,-जो-न-केवल-आपके-वॉलेट-के-लिए-बेहतर-है-बल्कि-पर्यावरण-के-लिए-भी।-डीजल-इंजन,-उनकी-उच्च-दक्षता-के-कारण,-अक्सर-वाणिज्यिक-और-भारी-भरकम-अनुप्रयोगों-के-लिए-पसंद-किए-जाते-हैं।

सामान्य-प्रश्न

• प्रश्न:-डीजल-इंजनों-में-गैसोलीन-इंजनों-की-तुलना-में-उच्च-संपीड़न-अनुपात-क्यों-होता-है?
  उत्तर:-डीजल-इंजन-ईंधन-को-इग्नाइट-करते-हैं,-संपीड़न-के-माध्यम-से-स्पार्क-प्लग-के-बजाय,-बेहतर-दक्षता-के-लिए-उच्च-संपीड़न-अनुपात-की-आवश्यकता-होती-है।
• प्रश्न:-क्या-डीजल-इंजन-की-दक्षता-60%-से-अधिक-हो-सकती-है?
  उत्तर:-सिद्धांत-रूप-में,-आदर्श-स्थितियों-और-सामग्री-के-साथ-संभव-है,-लेकिन-व्यावहारिक-इंजीनियरिंग-और-सामग्री-सीमा-आमतौर-पर-इसे-60%-से-कम-रखती-है।
• प्रश्न:-ऊंचाई-डीजल-चक्र-दक्षता-को-कैसे-प्रभावित-करती-है?
  उत्तर:-उच्च-ऊंचाई-पर-कम-वायु-दाब-दक्षता-को-कम-कर-सकती-है,-क्योंकि-इंजन-उतनी-हवा-को-जलाने-के-लिए-नहीं-ले-सकता।

सारांश

डीजल-चक्र-दक्षता-को-समझना-यांत्रिक-इंजीनियरों-और-वाहन-उत्साही-दोनों-के-लिए-महत्वपूर्ण-है।-संपीड़न-अनुपात,-कट-ऑफ-अनुपात-और-विशिष्ट-ऊष्मा-अनुपात-जानने-से,-कोई-डीजल-इंजन-की-दक्षता-की-गणना-कर-सकता-है।-यह-न-केवल-अधिक-कुशल-इंजन-डिज़ाइन-करने-में-मदद-करता-है-बल्कि-मौजूदा-इंजनों-के-संचालन-और-सीमाओं-को-समझने-में-भी-सहायक-होता-है।

अगली-बार-जब आप कोई ट्रक तेज गति से जाते हुए देखें, तो आप उसके हुड के अंदर की अद्भुत इंजीनियरिंग के बारे में थोड़ा और जान पाएंगे, जो इसे सटीकता, शक्ति और दक्षता के साथ आगे बढ़ा रहा है।

Tags: ऊष्मागतिकी, डीज़ल इंजन, प्रभावशीलता