ब्रेक-विशिष्ट ईंधन की खपत

ब्रेक-विशिष्ट ईंधन की खपत (बीएसएफसी) किसी भी प्राइम मूवर की ईंधन दक्षता का उपाय है जो ईंधन को जलाता है और घूर्णी या शाफ्ट शक्ति का उत्पादन करता है। यह सामान्यतः शाफ्ट आउटपुट के साथ आंतरिक दहन इंजन की दक्षता की समानता करने के लिए प्रयोग किया जाता है।

यह उत्पादित शक्ति (भौतिकी) द्वारा विभाजित ईंधन की खपत की दर है। पारंपरिक इकाइयों में, यह प्रति घंटे पाउंड में ईंधन की खपत को  ब्रेक हॉर्स पावर, lb/(hp⋅h) से विभाजित करके मापता है; एसआई इकाइयों में, यह विशिष्ट ऊर्जा की इकाइयों के व्युत्क्रम के kg/J = s2/m2 अनुरूप है।

इस कारण से इसे शक्ति-विक्षनरी: विशिष्ट ईंधन खपत के रूप में भी जाना सकता है। बीएसएफसी विभिन्न इंजनों की ईंधन दक्षता की सरलता से समानता करने की अनुमति देता है।

शब्द "ब्रेक" यहाँ "ब्रेक हॉर्सपावर" के रूप में टार्क को मापने की विधि को संदर्भित करता है (प्रोनी ब्रेक देखें)।

बीएसएफसी गणना (मीट्रिक इकाइयों में)
बीएसएफसी की गणना करने के लिए सूत्र का उपयोग किया जाता है
 * $$ BSFC = \frac{r}{P} $$

जहां
 * $$ r $$ प्रति सेकंड ग्राम में ईंधन की खपत  दर (g/s) है
 * $$ P $$ वाट में उत्पादित शक्ति है जहां $$P = \tau \omega$$ (में)
 * $$\omega$$ रेडियंस प्रति सेकंड (rad/s) में इंजन की गति है
 * $$\tau$$ न्यूटन मीटर में इंजन टॉर्क (N⋅m) है

r के उपरोक्त मान, $$\omega$$, और $$\tau$$ परीक्षण स्टैंड में लगे इंजन को उपकरण द्वारा सरलता से मापा जा सकता है। बीएसएफसी की परिणामी इकाइयाँ ग्राम प्रति जूल (g/J) हैं

सामान्यतः बीएसएफसी ग्राम प्रति किलोवाट-घंटा (g/(kW⋅h)) की इकाइयों में व्यक्त किया जाता है। रूपांतरण कारक इस प्रकार है:
 * BSFC [g/(kW⋅h)] = BSFC [g/J] × (3.6 × 106)

मीट्रिक और इंपीरियल इकाइयों के मध्य रूपांतरण है:

BSFC [g/(kW⋅h)] = BSFC [lb/(hp⋅h)] × 608.277

BSFC [lb/(hp⋅h)] = BSFC [g/(kW⋅h)] × 0.001644

बीएसएफसी संख्या और दक्षता के मध्य संबंध
किसी इंजन की वास्तविक दक्षता की गणना करने के लिए उपयोग किए जा रहे ईंधन के ऊर्जा घनत्व की आवश्यकता होती है।

विभिन्न ईंधनों में भिन्न-भिन्न ऊर्जा घनत्व होते हैं जो ईंधन के ताप मान द्वारा परिभाषित होते हैं। अल्प ताप मान (एलएचवी) का उपयोग आंतरिक-दहन-इंजन-दक्षता गणनाओं के लिए किया जाता है क्योंकि नीचे के तापमान पर गर्मी 150 °C उपयोग में नहीं लाया जा सकता।

वाहन ईंधन के लिए अल्प ताप मूल्यों के कुछ उदाहरण हैं:
 * प्रमाणन पेट्रोल  = 18,640 ब्रिटिश थर्मल यूनिट/lb (0.01204 kW⋅h/g)
 * नियमित गैसोलीन = 18,917 BTU/lb (0.0122222 kW⋅h/g)
 * डीजल ईंधन = 18,500 BTU/lb (0.0119531 kW⋅h/g)

इस प्रकार डीजल इंजन की दक्षता = 1/(BSFC × 0.0119531) और गैसोलीन इंजन की दक्षता = 1/(BSFC × 0.0122225) होती है।

ऑपरेटिंग महत्व के रूप में बीएसएफसी संख्या का उपयोग और चक्र औसत आंकड़े के रूप में


किसी भी इंजन के भिन्न-भिन्न गति और भार पर भिन्न-भिन्न बीएसएफसी मूल्य होंगे। उदाहरण के लिए, प्रत्यागामी इंजन अधिकतम दक्षता प्राप्त करता है जब सेवन वायु अनियंत्रित होती है और इंजन अपने चरम टोक़ के निकट चल रहा होता है। दक्षता अधिकतर विशेष इंजन के लिए रिपोर्ट की जाती है, यद्यपि इसकी अधिकतम दक्षता नहीं है किन्तु ईंधन अर्थव्यवस्था चक्र सांख्यिकीय औसत है। उदाहरण के लिए, गैसोलीन इंजन के लिए बीएसएफसी का चक्र औसत मूल्य 322 g/(kW⋅h) है, जो 25% (1/(322 × 0.0122225) = 0.2540) की दक्षता में अनुवाद करता है। भिन्न-भिन्न परिचालन स्थितियों के कारण वास्तविक दक्षता इंजन के औसत से अल्प या अधिक हो सकती है। उत्पादन गैसोलीन इंजन के स्थिति में, सबसे कुशल बीएसएफसी लगभग 225 g/(kW⋅h) है, जो 36% की थर्मोडायनामिक दक्षता के सामान है।

डीजल इंजन का आईएसओ-बीएसएफसी मानचित्र (ईंधन द्वीप प्लॉट) दिखाया गया है। 206 बीएसएफसी के स्वीट स्पॉट में 40.6% दक्षता है। एक्स-अक्ष आरपीएम है; बार (इकाई) में y-अक्षबीएमईपी है। (बीएमईपी टॉर्कः के समानुपाती है)

इंजन डिजाइन और क्लास के लिए बीएसएफसी संख्या का महत्व

भिन्न-भिन्न इंजन डिजाइन, और अल्प्प्रेशन रेशियो और पावर रेटिंग के लिए बीएसएफसी संख्याबहुत बदल जाते हैं। डीजल और गैसोलीन इंजन जैसे विभिन्न वर्गों के इंजनों में बहुत भिन्न बीएसएफसी संख्या होंगे, जो 200 g/(kW⋅h) से अल्प (अल्प गति और उच्च टोक़ पर डीजल) से लेकर 1,000 g/(kW⋅h) से अधिक (टर्बोप्रॉप) अल्प शक्ति स्तर पर) है।

शाफ्ट इंजन के लिए बीएसएफसी के मूल्यों के उदाहरण
निम्न तालिका कई प्रकार के इंजनों की विशिष्ट ईंधन खपत के उदाहरण के रूप में मान लेती है। विशिष्ट इंजनों के लिए मान नीचे दिखाए गए तालिका मानों से भिन्न हो सकते हैं। ऊर्जा रूपांतरण दक्षता 42.7 MJ/kg के निम्न ताप मान पर आधारित है ( g/(kW⋅h)) डीजल ईंधन और जेट ईंधन के लिए, 43.9 MJ/kg ( g/(kW⋅h)) गैसोलीन के लिए है।

टर्बोप्रॉप दक्षता उच्च शक्ति पर हीअच्छी होती है; एसएफसी अल्प शक्ति पर दृष्टिकोण के लिए नाटकीय रूप से बढ़ता है (30% पीmax) और विशेष रूप से निष्क्रिय (7% Pmax) :

यह भी देखें

 * ऑटोमोबाइल में ईंधन की बचत
 * ऊर्जा कुशल ड्राइविंग
 * ईंधन प्रबंधन प्रणाली
 * समुद्री ईंधन प्रबंधन
 * जोर विशिष्ट ईंधन की खपत

अग्रिम पठन

 * Reciprocating engine types
 * HowStuffWorks: How Car Engines Work
 * Reciprocating Engines at infoplease
 * Piston Engines US Centennial of Flight Commission
 * Effect of EGR on the exhaust gas temperature and exhaust opacity in compression ignition engines
 * Heywood J B 1988 Pollutant formation and control. Internal combustion engine fundamentals Int. edn (New York: Mc-Graw Hill) pp 572–577
 * Well-to-Wheel Studies, Heating Values, and the Energy Conservation Principle
 * Exemplary maps for commercial car engines collected by ecomodder forum users