दहन: Difference between revisions
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{{short description|रासायनिक प्रतिक्रिया | {{short description|रासायनिक प्रतिक्रिया | ||
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[[File:Et baal.jpg|thumb|upright=1.25|दहन (जलने) के समय [[ ईंधन |ईंधन]] के परिणामस्वरूप अग्नि की ज्वाला]] | |||
[[File:Regenerative thermal oxidizer.jpg|thumb|[[ पुनर्योजी थर्मल ऑक्सीडाइज़र ]]औद्योगिक प्रक्रियाओं के लिए दहन नियंत्रण प्रदान करता है।]]'''दहन''', या जलना,<ref>colloquial meaning of burning is combustion accompanied by flames</ref> ईंधन (रिडक्टेंट) और [[ ऑक्सीडेंट |ऑक्सीडेंट,]] सामान्यतः वायुमंडलीय [[ ऑक्सीजन |ऑक्सीजन]] के मध्य उच्च तापमान [[ एक्ज़ोथिर्मिक |एक्ज़ोथिर्मिक]] [[ रेडोक्स |रेडोक्स]] [[ रासायनिक प्रतिक्रिया |रासायनिक प्रतिक्रिया]] है, जो धुएं के रूप में मिश्रण में ऑक्सीकृत, प्रायः गैसीय उत्पादों का उत्पादन करती है। दहन से सदैव [[ आग |आग]] नहीं लगती है, क्योंकि ज्वाला केवल तभी दिखाई देती है जब दहन से गुजरने वाले पदार्थ वाष्पीकृत हो जाते हैं, लेकिन जब ऐसा होता है, तो लौ प्रतिक्रिया का विशिष्ट संकेतक है। जबकि [[ सक्रियण ऊर्जा ]][[ कोयला |कोयला]] दहन प्रारम्भ करने के लिए दूर किया जाना चाहिए (उदाहरण के लिए, आग को जलाने के लिए जलती हुई माचिस का उपयोग करना), लौ से निकलने वाली गर्मी पर्याप्त ऊर्जा प्रदान कर सकती है। | |||
[[File:Et baal.jpg|thumb|upright=1.25|दहन (जलने) के | |||
[[File:Regenerative thermal oxidizer.jpg|thumb|[[ पुनर्योजी थर्मल ऑक्सीडाइज़र ]]औद्योगिक प्रक्रियाओं के लिए दहन नियंत्रण प्रदान करता है।]]दहन, या जलना,<ref>colloquial meaning of burning is combustion accompanied by flames</ref> ईंधन (रिडक्टेंट) और [[ ऑक्सीडेंट |ऑक्सीडेंट,]] सामान्यतः वायुमंडलीय [[ ऑक्सीजन |ऑक्सीजन]] के मध्य उच्च तापमान [[ एक्ज़ोथिर्मिक |एक्ज़ोथिर्मिक]] [[ रेडोक्स |रेडोक्स]] [[ रासायनिक प्रतिक्रिया |रासायनिक प्रतिक्रिया]] है, जो धुएं के रूप में मिश्रण में ऑक्सीकृत, प्रायः गैसीय उत्पादों का उत्पादन करती है। दहन से सदैव [[ आग |आग]] नहीं लगती है, क्योंकि ज्वाला केवल तभी दिखाई देती है जब दहन से गुजरने वाले पदार्थ वाष्पीकृत हो जाते हैं, लेकिन जब ऐसा होता है, तो लौ प्रतिक्रिया का विशिष्ट संकेतक है। जबकि [[ सक्रियण ऊर्जा ]][[ कोयला |कोयला]] दहन प्रारम्भ करने के लिए दूर किया जाना चाहिए (उदाहरण के लिए, आग को जलाने के लिए जलती हुई माचिस का उपयोग करना), लौ से निकलने वाली गर्मी पर्याप्त ऊर्जा प्रदान कर सकती है। | |||
दहन प्रायः [[ प्राथमिक प्रतिक्रिया |प्राथमिक प्रतिक्रिया]] [[ रेडिकल (रसायन विज्ञान) |रेडिकल]] का जटिल अनुक्रम होता है। [[ ठोस ईंधन |ठोस ईंधन,]] जैसे [[ लकड़ी |लकड़ी]] और कोयले, पहले गैसीय ईंधन का उत्पादन करने के लिए [[ एन्दोठेर्मिक |एंडोथर्मिक]] [[ पायरोलिसिस |पायरोलिसिस]] से गुजरते हैं, जिसके दहन के पश्चात उनमें से अधिक उत्पादन के लिए आवश्यक गर्मी की आपूर्ति होती है। दहन प्रायः इतना गर्म होता है कि सुलगने या लौ के रूप में [[ गरमागरम |उद्दीप्त]] प्रकाश उत्पन्न होता है। जल वाष्प में [[ हाइड्रोजन |हाइड्रोजन]] और ऑक्सीजन के दहन में सरल उदाहरण देखा जा सकता है, प्रतिक्रिया जो सामान्यतः [[ रॉकेट इंजन |रॉकेट इंजन]] को ईंधन देने के लिए उपयोग की जाती है। यह प्रतिक्रिया 242 kJ/mol ([[ किलोजूल |किलोजूल]] /[[ मोल (इकाई) | इकाई (इकाई]]) ऊष्मा मुक्त करती है और तदनुसार (स्थिर तापमान और दबाव पर) [[ तापीय धारिता |तापीय धारिता]] को कम करती है: | दहन प्रायः [[ प्राथमिक प्रतिक्रिया |प्राथमिक प्रतिक्रिया]] [[ रेडिकल (रसायन विज्ञान) |रेडिकल]] का जटिल अनुक्रम होता है। [[ ठोस ईंधन |ठोस ईंधन,]] जैसे [[ लकड़ी |लकड़ी]] और कोयले, पहले गैसीय ईंधन का उत्पादन करने के लिए [[ एन्दोठेर्मिक |एंडोथर्मिक]] [[ पायरोलिसिस |पायरोलिसिस]] से गुजरते हैं, जिसके दहन के पश्चात उनमें से अधिक उत्पादन के लिए आवश्यक गर्मी की आपूर्ति होती है। दहन प्रायः इतना गर्म होता है कि सुलगने या लौ के रूप में [[ गरमागरम |उद्दीप्त]] प्रकाश उत्पन्न होता है। जल वाष्प में [[ हाइड्रोजन |हाइड्रोजन]] और ऑक्सीजन के दहन में सरल उदाहरण देखा जा सकता है, प्रतिक्रिया जो सामान्यतः [[ रॉकेट इंजन |रॉकेट इंजन]] को ईंधन देने के लिए उपयोग की जाती है। यह प्रतिक्रिया 242 kJ/mol ([[ किलोजूल |किलोजूल]] /[[ मोल (इकाई) | इकाई (इकाई]]) ऊष्मा मुक्त करती है और तदनुसार (स्थिर तापमान और दबाव पर) [[ तापीय धारिता |तापीय धारिता]] को कम करती है: | ||
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=== पूर्ण और अपूर्ण === | === पूर्ण और अपूर्ण === | ||
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=== पूर्ण === | === पूर्ण === | ||
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===तीव्र === | ===तीव्र === | ||
[[File:15. Ослободување на големо количество енергија при согоровуање етанол.webm|thumb|right|280px| | [[File:15. Ослободување на големо количество енергија при согоровуање етанол.webm|thumb|right|280px|वह प्रयोग जो इथेनॉल के दहन पर प्रस्तावित ऊर्जा की बड़ी मात्रा को प्रदर्शित करता है। छोटी गर्दन के साथ बड़ी प्लास्टिक की बोतल में अल्कोहल (इस विषय में, इथेनॉल) वाष्प और हवा का मिश्रण प्रज्वलित होता है, जिसके परिणामस्वरूप बड़ी नीली लौ और 'हूश' ध्वनि होती है।]]तीव्र दहन, का रूप है, अन्यथा अग्नि के रूप में जाना जाता है, जिसमें दीर्घ मात्रा में गर्मी और प्रकाश ऊर्जा निकलती है, जिसके परिणामस्वरूप प्रायः लौ होती है। इसका उपयोग मशीनरी के रूप में किया जाता है जैसे कि [[ आंतरिक दहन इंजन |आंतरिक दहन इंजन]] और[[ थर्मोबैरिक हथियार | थर्मोबैरिक उपकरणों]] इत्यादि। इस दहन को प्रायः तीव्र दहन कहा जाता है, चूँकि आंतरिक दहन इंजन के लिए यह गलत है।{{Disputed inline|1=Explosion = detonation? Internal combustion engine: no explosion?|date=July 2016}} आंतरिक दहन इंजन नाममात्र रूप से नियंत्रित तीव्र ज्वलन पर संचालित होता है। जब आंतरिक दहन इंजन में ईंधन-हवा का मिश्रण फट जाता है, तो इसे [[ इंजन दस्तक |इंजन विस्फोट]] के रूप में जाना जाता है I{{Disputed inline|1=Explosion = detonation? Internal combustion engine: no explosion?|date=July 2016}} | ||
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=== सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षण === | === सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षण === | ||
[[Image:Microgravity Burning.jpg|thumb| | [[Image:Microgravity Burning.jpg|thumb|सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षण में ईंधन की छोटी बूंद को वापस जला कर वीडियो में भिन्न-भिन्न फ़्रेमों की रंगीन ग्रे-स्केल समग्र छवि।]]'सूक्ष्म' गुरुत्वाकर्षण शब्द गुरुत्वाकर्षण स्थिति को संदर्भित करता है जो 'निम्न' है (अर्थात, 'लघु' के अर्थ में 'सूक्ष्म' और अनिवार्य नहीं कि पृथ्वी के सामान्य गुरुत्वाकर्षण का दस लाखवां भाग) जैसे कि भौतिक प्रक्रियाओं पर [[ उछाल |आधिक्य]] का प्रभाव हो सकता है अन्य प्रवाह प्रक्रियाओं के सापेक्ष लघु माना जाता है जो सामान्य गुरुत्वाकर्षण पर सम्मलित होंगे। ऐसे वातावरण में, थर्मल और [[ प्रवाह परिवहन गतिशीलता |प्रवाह परिवहन गतिशीलता]] सामान्य गुरुत्वाकर्षण स्थितियों की तुलना में अधिक भिन्न व्यवहार कर सकते हैं (उदाहरण के लिए, [[ मोमबत्ती |मोमबत्ती]] की लौ गोले का आकार लेती है।<ref>[https://web.archive.org/web/20011118103426/http://spaceflight.nasa.gov/history/shuttle-mir/science/mg/nm21460011.htm Shuttle-Mir History/Science/Microgravity/Candle Flame in Microgravity (CFM) – MGBX]. Spaceflight.nasa.gov (1999-07-16). Retrieved on 2010-09-28.</ref>) सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षण दहन अनुसंधान के विभिन्न प्रकार की दिशा के ज्ञान में योगदान देता है जो अंतरिक्ष यान के पर्यावरण (जैसे, अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर चालक दल की सुरक्षा के लिए प्रासंगिक अग्नि गतिशीलता) और स्थलीय (पृथ्वी-आधारित) स्थितियों (जैसे, छोटी बूंद) दोनों के लिए प्रासंगिक दिशा की विस्तृत विविधता में योगदान देता है। उत्तम दहन, [[ सामग्री निर्माण प्रक्रिया |सामग्री निर्माण प्रक्रियाओं]] [[ थर्मल प्रबंधन (इलेक्ट्रॉनिक्स) |थर्मल प्रबंधन (इलेक्ट्रॉनिक्स)]] ,बहु चरण प्रवाह की गतिशीलता, और कई अन्य के लिए नए ईंधन मिश्रणों को विकसित करने में सहायता के लिए दहन गतिशीलता में योगदान देता है। | ||
=== [[ सूक्ष्म दहन ]] === | === [[ सूक्ष्म दहन ]] === | ||
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===ठोस ईंधन === | ===ठोस ईंधन === | ||
[[File:disfig1.svg|thumb|upright=1.5|बहुलक दहन की | [[File:disfig1.svg|thumb|upright=1.5|बहुलक दहन की सामान्य योजना]]बहुलक दहन की सामान्य योजना दहन के कार्य में तीन अपेक्षाकृत भिन्न लेकिन अतिव्यापी चरण होते हैं: | ||
* '''पूर्वतापन चरण,''' जब बिना जले ईंधन को उसके फ्लैश बिंदु और [[ आग बिंदु |अग्नि बिंदु]] तक गर्म किया जाता है। [[ शुष्क आसवन |शुष्क आसवन]] के समान प्रक्रिया में ज्वलनशील गैसें विकसित होने लगती हैं। | * '''पूर्वतापन चरण,''' जब बिना जले ईंधन को उसके फ्लैश बिंदु और [[ आग बिंदु |अग्नि बिंदु]] तक गर्म किया जाता है। [[ शुष्क आसवन |शुष्क आसवन]] के समान प्रक्रिया में ज्वलनशील गैसें विकसित होने लगती हैं। | ||
* '''आसवन चरण या गैसीय चरण,''' जब ऑक्सीजन के साथ विकसित ज्वलनशील गैसों का मिश्रण प्रज्वलित होता है। ऊर्जा ऊष्मा और प्रकाश के रूप में ऊर्जा उत्पन्न होती है। अग्नि की हवा प्रायः प्रदर्शित होती है। दहन से ठोस में ऊष्मा का स्थानांतरण ज्वलनशील वाष्पों के विकास को बनाए रखता है। | * '''आसवन चरण या गैसीय चरण,''' जब ऑक्सीजन के साथ विकसित ज्वलनशील गैसों का मिश्रण प्रज्वलित होता है। ऊर्जा ऊष्मा और प्रकाश के रूप में ऊर्जा उत्पन्न होती है। अग्नि की हवा प्रायः प्रदर्शित होती है। दहन से ठोस में ऊष्मा का स्थानांतरण ज्वलनशील वाष्पों के विकास को बनाए रखता है। | ||
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==प्रतिक्रिया तंत्र== | ==प्रतिक्रिया तंत्र== | ||
ऑक्सीजन में दहन श्रृंखला प्रतिक्रिया है जिसमें कई भिन्न-भिन्न कण (रसायन विज्ञान) मध्यवर्ती में भाग लेते हैं। प्रारंभ के लिए आवश्यक उच्च ऊर्जा को डाइऑक्सीजन अणु की असामान्य संरचना द्वारा अध्यन किया गया है। [[ डाइअॉॉक्सिन |डाइऑक्सीजन]] अणु का निम्नतम-ऊर्जा विन्यास त्रिगुणित ऑक्सीजन में स्थिर, अपेक्षाकृत अप्रतिक्रियाशील उप- कण है। संबंध को तीन सम्बंधित इलेक्ट्रॉन जोड़े और दो बंधन विरोधी इलेक्ट्रॉनों द्वारा [[स्पिन (भौतिकी)|घुमाव]] के साथ वर्णित किया जा सकता है, जैसे कि अणु में अशून्य कुल कोणीय गति होती है। दूसरी ओर, अधिकांश ईंधन एकल अवस्था में होते हैं, युग्मित घुमाव और शून्य कुल कोणीय गति के साथ होते हैं। दोनों के मध्य परस्पर क्रिया क्वांटम यांत्रिक रूप से [[ निषिद्ध संक्रमण |निषिद्ध संक्रमण]] है, अर्थात अधिक अल्प संभावना के साथ संभव है। दहन प्रारंभ करने के लिए, डाइऑक्सीजन को घुमावदार-जोड़ी अवस्था, या [[ सिंगलेट ऑक्सीजन |सिंगलेट ऑक्सीजन]] में बाध्य करने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है। यह मध्यवर्ती अत्यंत प्रतिक्रियाशील होती है। ऊर्जा [[ गर्मी |ऊष्मा]] के रूप में आपूर्ति की जाती है, और प्रतिक्रिया तब अतिरिक्त ऊष्मा उत्पन्न करती है, जो इसे प्रस्तावित रखने की अनुमति देती है। | ऑक्सीजन में दहन श्रृंखला प्रतिक्रिया है जिसमें कई भिन्न-भिन्न कण (रसायन विज्ञान) मध्यवर्ती में भाग लेते हैं। प्रारंभ के लिए आवश्यक उच्च ऊर्जा को डाइऑक्सीजन अणु की असामान्य संरचना द्वारा अध्यन किया गया है। [[ डाइअॉॉक्सिन |डाइऑक्सीजन]] अणु का निम्नतम-ऊर्जा विन्यास त्रिगुणित ऑक्सीजन में स्थिर, अपेक्षाकृत अप्रतिक्रियाशील उप- कण है। संबंध को तीन सम्बंधित इलेक्ट्रॉन जोड़े और दो बंधन विरोधी इलेक्ट्रॉनों द्वारा [[स्पिन (भौतिकी)|घुमाव]] के साथ वर्णित किया जा सकता है, जैसे कि अणु में अशून्य कुल कोणीय गति होती है। दूसरी ओर, अधिकांश ईंधन एकल अवस्था में होते हैं, युग्मित घुमाव और शून्य कुल कोणीय गति के साथ होते हैं। दोनों के मध्य परस्पर क्रिया क्वांटम यांत्रिक रूप से [[ निषिद्ध संक्रमण |निषिद्ध संक्रमण]] है, अर्थात अधिक अल्प संभावना के साथ संभव है। दहन प्रारंभ करने के लिए, डाइऑक्सीजन को घुमावदार-जोड़ी अवस्था, या [[ सिंगलेट ऑक्सीजन |सिंगलेट ऑक्सीजन]] में बाध्य करने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है। यह मध्यवर्ती अत्यंत प्रतिक्रियाशील होती है। ऊर्जा [[ गर्मी |ऊष्मा]] के रूप में आपूर्ति की जाती है, और प्रतिक्रिया तब अतिरिक्त ऊष्मा उत्पन्न करती है, जो इसे प्रस्तावित रखने की अनुमति देती है। | ||
अध्यन किया जाता है कि हाइड्रोकार्बन का दहन हाइड्रोजन परमाणु के द्वारा ईंधन से ऑक्सीजन में होता है, जिससे हाइड्रोपरॉक्साइड कण (HOO) मिलता है। यह हाइड्रोपरॉक्साइड देने के लिए आगे प्रतिक्रिया करता है, जो [[ हाइड्रॉक्सिल रेडिकल |हाइड्रॉक्सिल कण]] प्रदान करने के लिए विभक्त हो जाता है। इन प्रक्रियाओं की बड़ी विविधता होती है जो ईंधन कण और ऑक्सीकरण कण उत्पन्न करती है। ऑक्सीकरण करने वाली प्रजातियों में सिंगलेट ऑक्सीजन, हाइड्रॉक्सिल, मोनोएटोमिक ऑक्सीजन और [[ हाइड्रोपरोक्सिल |हाइड्रोपरोक्सिल]] सम्मलित हैं। ऐसे मध्यवर्ती अल्पकालिक होते हैं और उन्हें विभक्त नहीं किया जा सकता है। चूँकि, गैर-कण मध्यवर्ती स्थिर होते हैं और अपूर्ण दहन में उत्पन्न होते हैं। उदाहरण [[ इथेनॉल |इथेनॉल]] के दहन में उत्पादित एसीटैल्डिहाइड होता है। कार्बन और हाइड्रोकार्बन के दहन में मध्यवर्ती, कार्बन-मोनो-ऑक्साइड का विशेष महत्व है क्योंकि यह [[ज़हर|विष]] है, लेकिन [[ सिनगैस |सिनगैस]] के उत्पादन के लिए आर्थिक रूप से भी उपयोगी है। | अध्यन किया जाता है कि हाइड्रोकार्बन का दहन हाइड्रोजन परमाणु के द्वारा ईंधन से ऑक्सीजन में होता है, जिससे हाइड्रोपरॉक्साइड कण (HOO) मिलता है। यह हाइड्रोपरॉक्साइड देने के लिए आगे प्रतिक्रिया करता है, जो [[ हाइड्रॉक्सिल रेडिकल |हाइड्रॉक्सिल कण]] प्रदान करने के लिए विभक्त हो जाता है। इन प्रक्रियाओं की बड़ी विविधता होती है जो ईंधन कण और ऑक्सीकरण कण उत्पन्न करती है। ऑक्सीकरण करने वाली प्रजातियों में सिंगलेट ऑक्सीजन, हाइड्रॉक्सिल, मोनोएटोमिक ऑक्सीजन और [[ हाइड्रोपरोक्सिल |हाइड्रोपरोक्सिल]] सम्मलित हैं। ऐसे मध्यवर्ती अल्पकालिक होते हैं और उन्हें विभक्त नहीं किया जा सकता है। चूँकि, गैर-कण मध्यवर्ती स्थिर होते हैं और अपूर्ण दहन में उत्पन्न होते हैं। उदाहरण [[ इथेनॉल |इथेनॉल]] के दहन में उत्पादित एसीटैल्डिहाइड होता है। कार्बन और हाइड्रोकार्बन के दहन में मध्यवर्ती, कार्बन-मोनो-ऑक्साइड का विशेष महत्व है क्योंकि यह [[ज़हर|विष]] है, लेकिन [[ सिनगैस |सिनगैस]] के उत्पादन के लिए आर्थिक रूप से भी उपयोगी है। | ||
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रासायनिक गतिकी के दृष्टिकोण से दहन प्रक्रियाओं का विस्तृत विवरण, प्राथमिक प्रतिक्रियाओं के बड़े और जटिल विस्तार के निर्माण की आवश्यकता होती है।<ref>{{cite book|last1=Law|first1=C.K.|title=दहन भौतिकी|date=2006|publisher=Cambridge University Press|location=Cambridge, UK|isbn=9780521154215}}</ref> उदाहरण के लिए, हाइड्रोकार्बन ईंधन के दहन में सामान्यतः सैकड़ों रासायनिक प्रजातियां सम्मलित होती हैं जो हजारों प्रतिक्रियाओं के अनुसार प्रतिक्रिया करती हैं। | रासायनिक गतिकी के दृष्टिकोण से दहन प्रक्रियाओं का विस्तृत विवरण, प्राथमिक प्रतिक्रियाओं के बड़े और जटिल विस्तार के निर्माण की आवश्यकता होती है।<ref>{{cite book|last1=Law|first1=C.K.|title=दहन भौतिकी|date=2006|publisher=Cambridge University Press|location=Cambridge, UK|isbn=9780521154215}}</ref> उदाहरण के लिए, हाइड्रोकार्बन ईंधन के दहन में सामान्यतः सैकड़ों रासायनिक प्रजातियां सम्मलित होती हैं जो हजारों प्रतिक्रियाओं के अनुसार प्रतिक्रिया करती हैं। | ||
कम्प्यूटेशनल प्रवाह समाधानकर्ताओं के भीतर इस प्रकार के तंत्र को सम्मलित करना अभी भी मुख्य रूप से दो दिशा में अधिक विकट पूर्ण कार्य का प्रतिनिधित्व करता है। सबसे पहले, स्वतंत्रता की डिग्री की संख्या (रासायनिक प्रजातियों की संख्या के अनुपात में) नाटकीय रूप से बड़ी हो सकती है; द्वितीय, प्रतिक्रियाओं के कारण स्रोत शब्द समय के पैमाने की भिन्न संख्या का परिचय देता है जो पूर्ण [[ गतिशील प्रणाली |गतिशील प्रणाली]] को कठोर बनाता है। परिणाम स्वरुप, भारी ईंधन के साथ अशांत प्रतिक्रियाशील प्रवाह का प्रत्यक्ष संख्यात्मक अनुकरण शीघ्र ही आधुनिक उत्तम कंप्यूटरों के लिए भी कठिन हो जाता है।<ref>{{cite book|last1=Goussis|first1=D.|last2=Maas|first2=U.|title=अशांत दहन मॉडलिंग|date=2011|publisher=Springer Science|pages=193–220}}</ref> | कम्प्यूटेशनल प्रवाह समाधानकर्ताओं के भीतर इस प्रकार के तंत्र को सम्मलित करना अभी भी मुख्य रूप से दो दिशा में अधिक विकट पूर्ण कार्य का प्रतिनिधित्व करता है। सबसे पहले, स्वतंत्रता की डिग्री की संख्या (रासायनिक प्रजातियों की संख्या के अनुपात में) नाटकीय रूप से बड़ी हो सकती है; द्वितीय, प्रतिक्रियाओं के कारण स्रोत शब्द समय के पैमाने की भिन्न संख्या का परिचय देता है जो पूर्ण [[ गतिशील प्रणाली |गतिशील प्रणाली]] को कठोर बनाता है। परिणाम स्वरुप, भारी ईंधन के साथ अशांत प्रतिक्रियाशील प्रवाह का प्रत्यक्ष संख्यात्मक अनुकरण शीघ्र ही आधुनिक उत्तम कंप्यूटरों के लिए भी कठिन हो जाता है।<ref>{{cite book|last1=Goussis|first1=D.|last2=Maas|first2=U.|title=अशांत दहन मॉडलिंग|date=2011|publisher=Springer Science|pages=193–220}}</ref> | ||
इसलिए, उच्च विस्तार स्तर का सहारा लिए बिना दहन तंत्र की जटिलता को | इसलिए, उच्च विस्तार स्तर का सहारा लिए बिना दहन तंत्र की जटिलता को अल्प करने के लिए कई उपाय तैयार किए गए हैं। उदाहरण द्वारा प्रदान किया जाता है: | ||
* विश्राम पुनर्वितरण विधि (आरआरएम)<ref>{{cite journal|last1=Chiavazzo|first1=Eliodoro|last2=Karlin|first2=Ilya|title=जटिल मल्टीस्केल सिस्टम का अनुकूली सरलीकरण|journal=Phys. Rev. E|date=2011|volume=83|issue=3|pages=036706|doi=10.1103/PhysRevE.83.036706|pmid=21517624|arxiv = 1011.1618 |bibcode = 2011PhRvE..83c6706C |s2cid=7458232}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Chiavazzo|first1=Eliodoro|last2=Asinari|first2=Pietro|last3=Visconti|first3=Filippo|title=बहु-स्तरीय दहन प्रणालियों की तेज़ गणना|journal=Phil. Trans. Roy. Soc. A|date=2011|volume=369|issue=1945|pages=2396–2404|doi=10.1098/rsta.2011.0026|pmid=21576153|arxiv = 1011.3828 |bibcode = 2011RSPTA.369.2396C |s2cid=14998597}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Chiavazzo|first1=Eliodoro|title=रेखीयकृत विश्राम पुनर्वितरण विधि द्वारा मल्टीस्केल डायनेमिक सिस्टम में धीमी और तेज गतिकी का अनुमान|journal=Journal of Computational Physics|date=2012|volume=231|issue=4|doi=10.1016/j.jcp.2011.11.007|arxiv = 1102.0730 |bibcode = 2012JCoPh.231.1751C|pages=1751–1765|s2cid=16979409}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Kooshkbaghi|first1=Mahdi|last2=Frouzakis|first2=E. Christos|last3=Chiavazzo|first3=Eliodoro|last4=Boulouchos|first4=Konstantinos|last5=Karlin|first5=Ilya|title=दहन कैनेटीक्स में कमी के लिए वैश्विक विश्राम पुनर्वितरण विधि|journal=The Journal of Chemical Physics|date=2014|volume=141|issue=4|doi=10.1063/1.4890368|pmid=25084876|page=044102|bibcode = 2014JChPh.141d4102K |s2cid=1784716 |url=https://iris.polito.it/bitstream/11583/2553537/1/JChemPhys_2014a.pdf |archive-url=https://ghostarchive.org/archive/20221009/https://iris.polito.it/bitstream/11583/2553537/1/JChemPhys_2014a.pdf |archive-date=2022-10-09 |url-status=live}}</ref> | * विश्राम पुनर्वितरण विधि (आरआरएम)<ref>{{cite journal|last1=Chiavazzo|first1=Eliodoro|last2=Karlin|first2=Ilya|title=जटिल मल्टीस्केल सिस्टम का अनुकूली सरलीकरण|journal=Phys. Rev. E|date=2011|volume=83|issue=3|pages=036706|doi=10.1103/PhysRevE.83.036706|pmid=21517624|arxiv = 1011.1618 |bibcode = 2011PhRvE..83c6706C |s2cid=7458232}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Chiavazzo|first1=Eliodoro|last2=Asinari|first2=Pietro|last3=Visconti|first3=Filippo|title=बहु-स्तरीय दहन प्रणालियों की तेज़ गणना|journal=Phil. Trans. Roy. Soc. A|date=2011|volume=369|issue=1945|pages=2396–2404|doi=10.1098/rsta.2011.0026|pmid=21576153|arxiv = 1011.3828 |bibcode = 2011RSPTA.369.2396C |s2cid=14998597}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Chiavazzo|first1=Eliodoro|title=रेखीयकृत विश्राम पुनर्वितरण विधि द्वारा मल्टीस्केल डायनेमिक सिस्टम में धीमी और तेज गतिकी का अनुमान|journal=Journal of Computational Physics|date=2012|volume=231|issue=4|doi=10.1016/j.jcp.2011.11.007|arxiv = 1102.0730 |bibcode = 2012JCoPh.231.1751C|pages=1751–1765|s2cid=16979409}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Kooshkbaghi|first1=Mahdi|last2=Frouzakis|first2=E. Christos|last3=Chiavazzo|first3=Eliodoro|last4=Boulouchos|first4=Konstantinos|last5=Karlin|first5=Ilya|title=दहन कैनेटीक्स में कमी के लिए वैश्विक विश्राम पुनर्वितरण विधि|journal=The Journal of Chemical Physics|date=2014|volume=141|issue=4|doi=10.1063/1.4890368|pmid=25084876|page=044102|bibcode = 2014JChPh.141d4102K |s2cid=1784716 |url=https://iris.polito.it/bitstream/11583/2553537/1/JChemPhys_2014a.pdf |archive-url=https://ghostarchive.org/archive/20221009/https://iris.polito.it/bitstream/11583/2553537/1/JChemPhys_2014a.pdf |archive-date=2022-10-09 |url-status=live}}</ref> | ||
* आंतरिक निम्न-आयामी | * आंतरिक निम्न-आयामी विविध (आईएलडीएम) दृष्टिकोण और आगे का विकास<ref>{{cite journal|last1=Maas|first1=U.|last2=Pope|first2=S.B.|title=रासायनिक कैनेटीक्स को सरल बनाना: रचना स्थान में आंतरिक निम्न-आयामी मैनिफोल्ड्स|journal=Combust. Flame|date=1992|volume=88|issue=3–4|pages=239–264|doi=10.1016/0010-2180(92)90034-m}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Bykov|first1=V.|last2=Maas|first2=U|title=प्रतिक्रिया-प्रसार कई गुना करने के लिए ILDM अवधारणा का विस्तार|journal=Combust. Theory Model.|date=2007|volume=11|issue=6|pages=839–862|doi=10.1080/13647830701242531|bibcode=2007CTM....11..839B|s2cid=120624915}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Nafe|first1=J.|last2=Maas|first2=U.|title=ILDMs में सुधार के लिए एक सामान्य एल्गोरिथम|journal=Combust. Theory Model.|date=2002|volume=6|issue=4|pages=697–709|doi=10.1088/1364-7830/6/4/308|bibcode = 2002CTM.....6..697N |s2cid=120269918}}</ref> | ||
* अपरिवर्तनीय विवश संतुलन | * अपरिवर्तनीय विवश संतुलन बढ़त पूर्व छवि वक्र विधि।<ref>{{cite journal|last1=Ren|first1=Z.|last2=Pope|first2=S.B.|last3=Vladimirsky|first3=A.|last4=Guckenheimer|first4=J.M.|title=रासायनिक कैनेटीक्स के आयाम में कमी के लिए अपरिवर्तनीय विवश संतुलन बढ़त प्रीइमेज वक्र विधि|journal=J. Chem. Phys.|volume=124|issue=11|doi=10.1063/1.2177243|pmid=16555878|bibcode = 2006JChPh.124k4111R|page=114111|year=2006}}</ref> | ||
* कुछ परिवर्तनशील दृष्टिकोण<ref>{{cite journal|last1=Lebiedz|first1=D|title=विघटनकारी गतिशील प्रणालियों के मॉडल में कमी के लिए एंट्रोपी-संबंधित चरम सिद्धांत|journal=Entropy|date=2010|volume=12|issue=4|pages=706–719|bibcode = 2010Entrp..12..706L |doi = 10.3390/e12040706 |doi-access=free}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Reinhardt|first1=V.|last2=Winckler|first2=M.|last3=Lebiedz|first3=D.|title=प्रक्षेपवक्र-आधारित अनुकूलन दृष्टिकोण द्वारा रासायनिक गतिकी में धीमी गति से कई गुना आकर्षित होने का अनुमान|journal=J. Phys. Chem. A|date=112|pages=1712–1718|doi=10.1021/jp0739925|pmid=18247506|volume=112|issue=8|bibcode=2008JPCA..112.1712R|url=http://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/7352/1/modelred_optimization.pdf |archive-url=https://ghostarchive.org/archive/20221009/http://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/7352/1/modelred_optimization.pdf |archive-date=2022-10-09 |url-status=live}}</ref> | * कुछ परिवर्तनशील दृष्टिकोण<ref>{{cite journal|last1=Lebiedz|first1=D|title=विघटनकारी गतिशील प्रणालियों के मॉडल में कमी के लिए एंट्रोपी-संबंधित चरम सिद्धांत|journal=Entropy|date=2010|volume=12|issue=4|pages=706–719|bibcode = 2010Entrp..12..706L |doi = 10.3390/e12040706 |doi-access=free}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Reinhardt|first1=V.|last2=Winckler|first2=M.|last3=Lebiedz|first3=D.|title=प्रक्षेपवक्र-आधारित अनुकूलन दृष्टिकोण द्वारा रासायनिक गतिकी में धीमी गति से कई गुना आकर्षित होने का अनुमान|journal=J. Phys. Chem. A|date=112|pages=1712–1718|doi=10.1021/jp0739925|pmid=18247506|volume=112|issue=8|bibcode=2008JPCA..112.1712R|url=http://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/7352/1/modelred_optimization.pdf |archive-url=https://ghostarchive.org/archive/20221009/http://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/7352/1/modelred_optimization.pdf |archive-date=2022-10-09 |url-status=live}}</ref> | ||
* कम्प्यूटेशनल | * कम्प्यूटेशनल एकवचन अव्यवस्थित (सीएसपी) विधि और आगे का विकास।<ref>{{cite book|last1=Lam|first1=S.H.|last2=Goussis|first2=D.|title=सरलीकृत काइनेटिक्स मॉडलिंग के लिए पारंपरिक स्पर्शोन्मुख और कम्प्यूटेशनल एकवचन गड़बड़ी|date=1991|publisher=Springer|location=Berlin}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Valorani|first1=M.|last2=Goussis|first2=D.|last3=Najm|first3=H.N.|title=निम्न-आयामी मैनिफोल्ड्स के सन्निकटन में उच्च क्रम सुधार और सीएसपी विधि के साथ सरलीकृत समस्याओं का निर्माण|journal=J. Comput. Phys.|date=2005|volume=209|issue=2|pages=754–786|doi=10.1016/j.jcp.2005.03.033|bibcode = 2005JCoPh.209..754V }}</ref> | ||
* दर नियंत्रित प्रतिबंधित संतुलन (आरसीसीई) और अर्ध संतुलन | * दर नियंत्रित प्रतिबंधित संतुलन (आरसीसीई) और अर्ध संतुलन कई गुना (क्यूईएम) दृष्टिकोण।<ref>{{cite journal|last1=Keck|first1=J.C.|last2=Gillespie|first2=D.|title=प्रतिक्रियाशील गैस मिश्रणों के उपचार के लिए दर-नियंत्रित आंशिक-संतुलन विधि|journal=Combust. Flame|date=1971|volume=17|issue=2|pages=237–241|doi=10.1016/S0010-2180(71)80166-9}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Chiavazzo|first1=Eliodoro|last2=Karlin|first2=Ilya|title=अर्ध-संतुलन ग्रिड एल्गोरिथ्म: मॉडल में कमी के लिए ज्यामितीय निर्माण|journal=J. Comput. Phys.|date=2008|volume=227|issue=11|pages=5535–5560|doi=10.1016/j.jcp.2008.02.006|arxiv = 0704.2317 |bibcode = 2008JCoPh.227.5535C |s2cid=973322}}</ref> | ||
* जी- | * जी-योजना।।<ref>{{cite journal|last1=Valorani|first1=M.|last2=Paolucci|first2=S.|title=जी-स्कीम: बहु-स्तरीय अनुकूली मॉडल में कमी के लिए एक ढांचा|journal=J. Comput. Phys.|date=2009|volume=228|issue=13|pages=4665–4701|doi=10.1016/j.jcp.2009.03.011|bibcode = 2009JCoPh.228.4665V }}</ref> | ||
* अपरिवर्तनीय ग्रिड ( | * अपरिवर्तनीय ग्रिड (मिग) की विधि।<ref>{{cite journal|last1=Chiavazzo|first1=Eliodoro|last2=Karlin|first2=Ilya|last3=Gorban|first3=Alexander|title=अपरिवर्तनीय ग्रिड का उपयोग करते समय मॉडल में कमी में ऊष्मप्रवैगिकी की भूमिका|journal=Commun. Comput. Phys.|date=2010|volume=8|issue=4|pages=701–734|doi=10.4208/cicp.030709.210110a|bibcode=2010CCoPh...8..701C|url=http://www.math.le.ac.uk/people/ag153/homepage/ChiaKarGor2010.pdf |archive-url=https://ghostarchive.org/archive/20221009/http://www.math.le.ac.uk/people/ag153/homepage/ChiaKarGor2010.pdf |archive-date=2022-10-09 |url-status=live|citeseerx=10.1.1.302.9316}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Chiavazzo|first1=Eliodoro|last2=Karlin|first2=Ilya|last3=Frouzakis|first3=Christos E.|last4=Boulouchos|first4=Konstantinos|title=हाइड्रोजन दहन के मॉडल में कमी के लिए अपरिवर्तनीय ग्रिड की विधि|journal=Proceedings of the Combustion Institute|date=2009|volume=32|doi=10.1016/j.proci.2008.05.014|pages=519–526|arxiv=0712.2386|s2cid=118484479}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Chiavazzo|first1=Eliodoro|last2=Karlin|first2=Ilya|last3=Gorban|first3=Alexander|last4=Boulouchos|first4=Konstantinos|title=दहन सिमुलेशन के लिए जाली बोल्ट्ज़मान विधि के साथ मॉडल कमी तकनीक का युग्मन|journal=Combust. Flame|date=2010|volume=157|issue=10|pages=1833–1849|doi=10.1016/j.combustflame.2010.06.009}}</ref> | ||
=== काइनेटिक मॉडलिंग === | === काइनेटिक मॉडलिंग === | ||
उदाहरण के लिए थर्मोग्रैविमेट्रिक विश्लेषण का उपयोग करके विभिन्न सामग्रियों के दहन में थर्मल अपघटन के प्रतिक्रिया तंत्र में अंतर्दृष्टि के लिए गतिज मॉडलिंग | उदाहरण के लिए थर्मोग्रैविमेट्रिक विश्लेषण का उपयोग करके विभिन्न सामग्रियों के दहन में थर्मल अपघटन के प्रतिक्रिया तंत्र में अंतर्दृष्टि के लिए गतिज मॉडलिंग को ज्ञात लगाया जा सकता है।<ref>{{cite journal|last1=Reyes|first1=J.A.|last2=Conesa|first2=J.A.|last3=Marcilla|first3=A.|title=पॉलीकोटेड कार्टन रीसाइक्लिंग का पायरोलिसिस और दहन। गतिज मॉडल और एमएस विश्लेषण|journal=Journal of Analytical and Applied Pyrolysis|date=2001|volume=58-59|pages=747–763|doi=10.1016/S0165-2370(00)00123-6}}</ref> | ||
==तापमान == | ==तापमान == | ||
[[File:Zoom lunette ardente.jpg|thumb|[[ एंटोनी लवॉज़िएर ]] प्रवर्धित सूर्य प्रकाश द्वारा उत्पन्न दहन से संबंधित | [[File:Zoom lunette ardente.jpg|thumb|[[ एंटोनी लवॉज़िएर ]] प्रवर्धित सूर्य प्रकाश द्वारा उत्पन्न दहन से संबंधित प्रयोग कर रहे हैं।]]पूर्ण दहन स्थितियों का अध्यन करते हुए, जैसे रुद्धोष्म स्थितियों के अंतर्गत पूर्ण दहन, रुद्धोष्म दहन के तापमान द्वारा निर्धारित किया जा सकता है। यह तापमान उत्पन्न करने वाला सूत्र ऊष्मप्रवैगिकी के प्रथम नियम पर आधारित है और इस तथ्य पर ध्यान देता है कि दहन की ऊष्मा का उपयोग पूर्ण रूप से ईंधन, दहन, हवा या ऑक्सीजन और दहन उत्पाद गैसों द्वारा फ्लू गैस को गर्म करने के लिए किया जाता है। | ||
हवा में | हवा में जलने वाले जीवाश्म ईंधन के विषय में, दहन तापमान निम्नलिखित सभी पर निर्भर करता है: | ||
* दहन की ऊष्मा; | * दहन की ऊष्मा; | ||
*[[ वायु-ईंधन अनुपात ]] <math>{\lambda}</math>; | *[[ वायु-ईंधन अनुपात ]] <math>{\lambda}</math>; | ||
* ईंधन और वायु की विशिष्ट ताप क्षमता; | * ईंधन और वायु की विशिष्ट ताप क्षमता; | ||
* हवा और ईंधन | * हवा और ईंधन प्रवेश तापमान। | ||
रुद्धोष्म दहन तापमान (जिसे रुद्धोष्म ज्वाला तापमान के रूप में भी जाना जाता है) उच्च ताप मूल्यों | रुद्धोष्म दहन तापमान (जिसे रुद्धोष्म ज्वाला तापमान के रूप में भी जाना जाता है) उच्च ताप मूल्यों, प्रवेश वायु और ईंधन तापमान के लिए और स्टोइकोमीट्रिक वायु अनुपात के निकट आने के लिए बढ़ता है। | ||
सामान्यतः, कोयले के लिए रुद्धोष्म दहन तापमान लगभग {{convert|2200|C|0|abbr=on}} | सामान्यतः, कोयले के लिए रुद्धोष्म दहन तापमान लगभग {{convert|2200|C|0|abbr=on}} होता है <math>\lambda = 1.0</math>) और तेल के लिए {{convert|2150|C|0|abbr=on}} और [[ प्राकृतिक गैस |प्राकृतिक गैस]] के लिए {{convert|2000|C|0|abbr=on}} होता है ।<ref>{{cite journal | title = रुद्धोष्म ज्वाला तापमान| journal = Industrial Heating | page = 20 | date = May 2013 | url = http://www.industrialheating.com/articles/91062-adiabatic-flame-temperature | access-date = 5 July 2013}}</ref><ref name="AFTCalc">[http://www.industrialheating.com/AFT-Calc] AFTCalc</ref> | ||
औद्योगिक रूप से चलने वाले हीटर,[[ बिजलीघर |पावर स्टेशन]] [[ स्टीम जनरेटर |स्टीम जनरेटर]] | |||
औद्योगिक रूप से चलने वाले हीटर, [[ बिजलीघर |पावर स्टेशन]] [[ स्टीम जनरेटर |स्टीम जनरेटर]] और बड़े गैस से चलने वाले टर्बाइनों में, स्टोइकोमेट्रिक दहन हवा से अधिक के उपयोग को व्यक्त करने का अधिक सामान्य विधि प्रतिशत अतिरिक्त दहन हवा है। उदाहरण के लिए, 15 प्रतिशत अधिक दहन वायु का अर्थ है कि आवश्यक स्टोइकियोमेट्रिक वायु से 15 प्रतिशत अधिक उपयोग किया जा रहा है। | |||
==अस्थिरता== | ==अस्थिरता== | ||
दहन अस्थिरता सामान्यतः दहन कक्ष में हिंसक दबाव दोलन होते हैं। ये दबाव दोलन 180 | दहन अस्थिरता सामान्यतः दहन कक्ष में हिंसक दबाव दोलन होते हैं। ये दबाव दोलन 180 डीबी तक हो सकते हैं, और इन चक्रीय दबाव और थर्मल भार के लिए लंबे समय तक संपर्क में रहने से इंजन के घटकों का जीवन अल्प हो जाता है। रॉकेट में, सैटर्न वी कार्यक्रम में प्रयुक्त F1, अस्थिरता के कारण दहन कक्ष और निकटम के घटकों को अधिक हानि हुई। ईंधन इंजेक्टर को फिर से डिजाइन करके इस समस्या का समाधान किया गया था। तरल जेट इंजन में, बूंदों के आकार और वितरण का उपयोग अस्थिरता को अल्प करने के लिए किया जा सकता है। भू-आधारित गैस टर्बाइन इंजनों में दहन अस्थिरता प्रमुख विचार का विषय है क्योंकि दहन तापमान को अल्प करने और इस प्रकार {{NOx}} उत्सर्जन को अल्प करने के लिए झुकाव, तुल्यता अनुपात 1 से अल्प चलाने की प्रवृत्ति है; चूँकि,दहन लीन चलाने से यह दहन अस्थिरता के लिए अतिसंवेदनशील हो जाता है। | ||