अश्व शक्ति

For other uses, see अश्व शक्ति (disambiguation).

Horsepower
File:Imperial Horsepower.svg One mechanical horsepower lifts 550 pounds (250 kg) by 1 foot in 1 second.
General information
की इकाई	power
चिन्ह, प्रतीक	hp

अश्वशक्ति (hp) शक्ति (भौतिकी) की माप की एक इकाई है,या सामान्य रूप से इंजन या मोटर्स के आउटपुट के संदर्भ में जिस दर पर कार्य (भौतिकी) किया जाता है, आमतौर पर इंजन या मोटर्स के आउटपुट के संदर्भ में। अश्वशक्ति के कई अलग-अलग मानक और प्रकार हैं। आज उपयोग की जाने वाली दो सामान्य परिभाषाएं यांत्रिक अश्वशक्ति (या शाही अश्वशक्ति) हैं, जो लगभग 745.7 वाट और मीट्रिक अश्वशक्ति है, जो लगभग 735.5 वाट है।

18 वीं शताब्दी के अंत में स्कॉटलैंड के इंजीनियर जेम्स वॉट ने भाप इंजनों के उत्पादन की तुलना घोड़ों की शक्ति के साथ की थी। इसे बाद में अन्य प्रकार के पिस्टन इंजन ों, के साथ-साथ टर्बाइन , बिजली की मोटर ्स और अन्य मशीनरी की उत्पादन शक्ति को शामिल करने के लिए विस्तारित किया गया था। भौगोलिक क्षेत्रों के बीच इकाई की परिभाषा अलग-अलग है। अधिकांश देश अब बिजली की माप के लिए एसआई इकाई वाट का उपयोग करते हैं। 1 जनवरी 2010 को यूरोपीय संघ के निर्देश 80/181/EEC के कार्यान्वयन के साथ, यूरोपीय संघ में अश्वशक्ति के उपयोग को केवल एक पूरक इकाई के रूप में अनुमति दी गई है।

इतिहास

File:6 horse team East Lampeter TWP LanCo PA 1.jpg

लैंकेस्टर काउंटी, पेन्सिलवेनिया में छह घोड़ों की एक टीम घास काट रही है

भाप इंजन के विकास ने घोड़ों के उत्पादन की तुलना उन इंजनों के साथ करने का एक कारण प्रदान किया जो उन्हें बदल सकते थे। 1702 में, थॉमस सेवरी ने द माइनर फ्रेंड में लिखा:

ताकि एक इंजन जो एक समय में एक साथ काम करने वाले दो घोड़ों के बराबर पानी उठा सके, ऐसा काम कर सके और जिसके लिए लगातार दस या बारह घोड़ों को एक ही काम करने के लिए रखा जाना चाहिए। फिर मैं कहता हूं, इस तरह के इंजन को इतना बड़ा बनाया जा सकता है कि वह आठ, दस, पंद्रह, या बीस घोड़ों को रोजगार देने के लिए आवश्यक काम कर सके और ऐसा काम करने के लिए उसे लगातार बनाए रखा जा सके:

बाद में इस विचार का उपयोग जेम्स वाट ने अपने बेहतर भाप इंजन को बाजार में लाने में मदद के लिए किया। वह पहले पुराने Newcom भाप इंजन से कोयले में होने वाली बचत का एक तिहाई रॉयल्टी लेने के लिए सहमत हुए थे। यह रॉयल्टी योजना उन ग्राहकों के साथ काम नहीं करती थी जिनके पास मौजूदा स्टीम इंजन नहीं थे, लेकिन इसके बजाय घोड़ों का इस्तेमाल करते थे।

वॉट ने निर्धारित किया कि एक घोड़ा एक घंटे में 144 बार (या एक मिनट में 2.4 बार)घोड़ा चक्की के पहिये को घुमा सकता है। पहिया 12 फीट (3.7 मीटर) त्रिज्या में था; इसलिए, घोड़े ने एक मिनट में 2.4 × 2π × 12 फीट की दूरी तय की। वाट ने अनुमान लगाया कि घोड़ा 180 पाउंड-बल (800 N) के बल से खींच सकता है। इसलिए:

$P={\frac {W}{t}}={\frac {Fd}{t}}={\frac {180~{\text{lbf}}\times 2.4\times 2\,\pi \times 12~{\text{ft}}}{1~{\text{min}}}}=32{,}572~{\frac {{\text{ft}}\cdot {\text{lbf}}}{\text{min}}}.$

वॉट ने 32,572 फीट⋅एलबीएफ/मिनट के रूप में अश्वशक्ति को परिभाषित और गणना की, जिसे 33,000 फीट⋅एलबीएफ/मिनट तक गोल किया गया था। इंजीनियरिंग इन हिस्ट्री बताता है कि जॉन स्मेटन ने शुरू में अनुमान लगाया था कि एक घोड़ा प्रति मिनट 22,916 फुट-पाउंड (31,070 J) उत्पादन कर सकता है। जॉन थियोफिलस डेसगुलियर्स ने पहले 44,000 फुट-पाउंड (59,656 जे) प्रति मिनट का सुझाव दिया था, और ट्रेडगोल्ड ने 27,500 फुट-पाउंड (37,285 जे) प्रति मिनट का सुझाव दिया था। "वाट ने 1782 में प्रयोग द्वारा पाया कि एक 'शराब बनाने वाला घोड़ा' 32,400 फुट-पाउंड [43,929 जे] प्रति मिनट का उत्पादन कर सकता है।"जेम्स वाट और मैथ्यू बौल्टन ने उस आंकड़े को 33,000 फुट-पाउंड (44,742 जे) प्रति मिनट पर मानकीकृत किया। अगले वर्ष एक आम किंवदंती में कहा गया है कि इकाई तब बनाई गई थी जब वाट के पहले ग्राहकों में से एक, एक शराब बनानेवाला, ने विशेष रूप से एक ऐसे इंजन की मांग की थी जो एक घोड़े से मेल खाता हो, और उसने सबसे मजबूत घोड़े को चुना और उसे सीमा तक चला दिया। वॉट ने चुनौती स्वीकार की और एक ऐसी मशीन का निर्माण किया जो वास्तव में शराब बनाने वाले द्वारा प्राप्त आंकड़े से भी अधिक मजबूत थी, और उस मशीन का उत्पादन अश्वशक्ति बन गया। 1993 में, आर.डी. स्टीवेन्सन और आर.जे. वासरसुग ने नेचर में एकप्रकृति (पत्रिका) प्रकाशित किया जिसमें एक घोड़े की चोटी और निरंतर काम की दरों के माप और गणना का सारांश दिया गया था। 1926 के आयोवा स्टेट फेयर में किए गए मापों का हवाला देते हुए, उन्होंने बताया कि कुछ सेकंड में चरम शक्ति को 14.9 hp (11.1 kW) के रूप में उच्च मापा गया है और यह भी देखा कि निरंतर गतिविधि के लिए, कार्य दर लगभग 1 hp (0.75 kW) प्रति घोड़ा 19वीं और 20वीं दोनों शताब्दियों की कृषि सलाह के अनुरूप है और निरंतर गतिविधि के लिए अन्य कशेरुकियों द्वारा खर्च की गई बेसल दर से लगभग चार गुना की कार्य दर के अनुरूप भी है।

मानव शक्ति | मानव-संचालित उपकरणों पर विचार करते समय, एक स्वस्थ मानव लगभग 1.2 hp (0.89 kW) संक्षिप्त रूप से उत्पादन कर सकता है (परिमाण के आदेश देखें) और लगभग 0.1 hp (0.075 kW) अनिश्चित काल तक बनाए रख सकता है; प्रशिक्षित एथलीट कई घंटों की अवधि के लिए लगभग 2.5 hp (1.9 kW) संक्षेप में और 0.35 hp (0.26 kW) तक का प्रबंधन कर सकते हैं। जमैका के धावक उसैन बोल्ट ने 2009 में अपने 9.58 सेकंड 100-मीटर (109.4 yd) डैश विश्व रिकॉर्ड में अधिकतम 3.5 hp (2.6 kW) 0.89 सेकंड का उत्पादन किया।

शक्ति की गणना

जब टोक़ T पाउंड-फुट इकाइयों में होता है, घूर्णन गति N आरपीएम में होती है, तो अश्वशक्ति में परिणामी शक्ति होती है:

$P[{\text{hp}}]={\frac {T[{\text{ft}}{\cdot }{\text{lbf}}]\times N[{\text{rpm}}]}{5252}}.$

स्थिरांक 5252 (33,000 ft⋅lbf/min)/(2π rad/rev) का पूर्णांकन मान है।

जब टोक़ T इंच-पाउंड में है,

$P[{\text{hp}}]={\frac {T[{\text{in}}{\cdot }{\text{lbf}}]\times N[{\text{rpm}}]}{63{,}025}}.$

स्थिरांक 63,025 का सन्निकटन है

$33{,}000~{\frac {{\text{ft}}{\cdot }{\text{lbf}}}{\text{min}}}\times {\frac {12~{\frac {\text{in}}{\text{ft}}}}{2\pi ~{\text{rad}}}}\approx 63{,}025{\frac {{\text{in}}{\cdot }{\text{lbf}}}{\text{min}}}.$

परिभाषाएँ

निम्नलिखित परिभाषाओं का व्यापक रूप से उपयोग किया गया है या किया जाता है:

Mechanical horsepower hp(I)	≡ 33,000 ft·lbf/min = 550 ft⋅lbf/s ≈ 17,696 lbm⋅ft2/s3 = 745.69987 W ≈ 76.04 kgf⋅m/s ≈ 76.04 kg ⋅ 9.80665 m/s2 ⋅ 1 m/s
Metric horsepower hp(M) – also PS, KM, cv, hk, pk, ks or ch	≡ 75 kgf⋅m/s ≡ 75 kg ⋅ 9.80665 m/s2 ⋅ 1 m/s ≡ 735.49875 W ≈ 542.476038840742 ft⋅lbf/s
Electrical horsepower hp(E)	≡ 746 W
Boiler horsepower hp(S)	≡ 33,475 BTU/h = 9,812.5 W
Hydraulic horsepower	= flow rate (US gal/min) × pressure (lbf/in2) × 7/12,000 or = flow rate (US gal/min) × pressure (lbf/in2) / 1714 = 550 ft⋅lbf/s = 745.69987 W
Air horsepower	=flow rate (cubic feet / minute) × pressure (inches water column) / 6,356 or = 550 ft⋅lbf/s = 745.69987 W

कुछ स्थितियों में अश्वशक्ति की विभिन्न परिभाषाओं के बीच अंतर करना आवश्यक है और इस प्रकार एक प्रत्यय जोड़ा जाता है: यांत्रिक (या शाही) अश्वशक्ति के लिए hp(I), मीट्रिक अश्वशक्ति के लिए hp(M), बॉयलर (या भाप) के लिए hp(S) ) अश्वशक्ति और hp (E) विद्युत अश्वशक्ति के लिए।

यांत्रिक अश्वशक्ति

मानक गुरुत्व की तीसरी सीजीपीएम (1901, सीआर 70) परिभाषा को मानते हुए, gn = 9.80665 m/s2, पाउंड-बल के साथ-साथ किलोग्राम बल को परिभाषित करने के लिए उपयोग किया जाता है, और अंतर्राष्ट्रीय एवियोर्डुपोइस पाउंड (1959), एक यांत्रिक अश्वशक्ति है ::

1 hp	≡ 33,000 ft·lbf/min	by definition
	= 550 ft⋅lbf/s	since	1 min = 60 s
	= 550 × 0.3048 × 0.45359237 m⋅kgf/s	since	1 ft ≡ 0.3048 m and 1 lb ≡ 0.45359237 kg
	= 76.0402249 kgf⋅m/s
	= 76.0402249 × 9.80665 kg⋅m2/s3	since	g = 9.80665 m/s2
	≈ 745.700 W	since	1 W ≡ 1 J/s = 1 N⋅m/s = 1 (kg⋅m/s2)⋅(m/s)

या यह दिया गया है कि 1 hp = 550 ft⋅lbf/s, 1 ft = 0.3048 m, 1 lbf ≈ 4.448 N, 1 J = 1 N⋅m, 1 W = 1 J/s: 1 hp ≈ 746 W

मीट्रिक अश्वशक्ति (पीएस, सीवी, एचके, पीके, केएस, सीएच)

File:Horsepower plain.svg

1 दूसरा में 75 किलोग्राम को 1 मीटर तक उठाने के लिए एक मीट्रिक अश्वशक्ति की आवश्यकता होती है।

इस परिभाषा को इंगित करने के लिए उपयोग की जाने वाली विभिन्न इकाइयाँ (PS, KM, cv, hk, pk, ks और ch) सभी अंग्रेजी में हॉर्स पावर में अनुवादित होती हैं। प्रश्न में इंजन की उत्पत्ति के आधार पर ब्रिटिश निर्माता अक्सर मीट्रिक अश्वशक्ति और यांत्रिक अश्वशक्ति को मिलाते हैं।

Deutsches Institut für Normung 66036एक मीट्रिक अश्वशक्ति को एक सेकंड में एक मीटर की दूरी पर पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण बल के खिलाफ 75 किलोग्राम के द्रव्यमान को बढ़ाने की शक्ति के रूप में परिभाषित करता है: 75 किग्रा × 9.80665 मी/से2 × 1 मी / 1 एस = 75 किग्रा ⋅एम/एस = 1 पीएस। यह 735.49875 W या 98.6% शाही यांत्रिक अश्वशक्ति के बराबर है। 1972 में, PS को EEC के निर्देशों में आधिकारिक शक्ति-मापने वाली इकाई के रूप में किलोवाट्ट से बदल दिया गया था। मीट्रिक हॉर्सपावर के अन्य नाम हैं इटालियन कैवलो वेपोर (सीवी), डच पेर्डेनक्राचट (पीके), फ्रेंच शेवाल-वेपुर (सीएच), स्पैनिश कैबेलो डी वेपर और पुर्तगाली कैवेलो-वापर (सीवी), रूसी лошадиная сила (л с.), स्वीडिश हास्टक्राफ्ट (hk), फिनिश हेवोस्वोइमा (hv), एस्टोनियाई हॉबुजुड (hj), नॉर्वेजियन और डेनिश हेस्टेक्राफ्ट (hk), हंगेरियन लोएरो (LE), चेक कोंस्का सिला और स्लोवाक कोंस्का सिला (के या केएस), बोस्नियाई/क्रोएशियाई/सर्बियाई कोंजस्का स्नगा (केएस), बल्गेरियाई कोंस्का सिला, मैसेडोनियाई कोंस्का सिला (केसी), पोलिश कोन मैकेनिक्ज़नी (केएम), स्लोवेनियाई कोन्जस्का मोक (केएम), यूक्रेनियाई किंस्का सिला (к. с.), रोमानियाई कैल-पुटेरे (CP), और जर्मन Pferdestärke (PS)।

19वीं शताब्दी में, फ्रांसीसियों की अपनी इकाई थी, जिसका उपयोग वे सीवी या अश्वशक्ति के स्थान पर करते थे। 100 किलोग्राम बल⋅m/s मानक के आधार पर, इसे poncelet कहा जाता था और इसे संक्षिप्त रूप से p कहा जाता था।

टैक्स अश्वशक्ति

Main article: Tax horsepower

कर या राजकोषीय अश्वशक्ति कर उद्देश्यों के लिए एक मोटर वाहन की एक गैर-रेखीय रेटिंग है। टैक्स अश्वशक्ति रेटिंग्स मूल रूप से इंजन के आकार से कमोबेश सीधे संबंधित थीं; लेकिन 2000 तक, कई देशों ने CO2 उत्सर्जन के आधार पर सिस्टम को बदल दिया, इसलिए वे सीधे पुराने रेटिंग के साथ तुलना नहीं कर सकते हैं। Citroën 2CV का नाम इसके फ्रेंच राजकोषीय हॉर्सपावर रेटिंग, "ड्यूक्स शेवॉक्स" (2CV) के लिए रखा गया है।

विद्युत अश्वशक्ति

इलेक्ट्रिकल मोटर्स पर नेमप्लेट उनके पावर आउटपुट को दिखाते हैं, न कि पावर इनपुट (शाफ्ट पर दी गई बिजली, मोटर को चलाने के लिए खपत की गई बिजली नहीं)। यह पावर आउटपुट सामान्य रूप से वॉट या किलोवॉट में बताया जाता है। संयुक्त राज्य अमेरिका में, बिजली उत्पादन अश्वशक्ति में बताया गया है, जो इस प्रयोजन के लिए ठीक 746 डब्ल्यू के रूप में परिभाषित किया गया है।

हाइड्रोलिक हॉर्स पावर

हाइड्रोलिक अश्वशक्ति हाइड्रोलिक मशीनरी के भीतर उपलब्ध शक्ति का प्रतिनिधित्व कर सकती है, ड्रिलिंग रिग के डाउन-होल नोजल के माध्यम से शक्ति, या ज्ञात हाइड्रोलिक प्रवाह दर उत्पन्न करने के लिए आवश्यक यांत्रिक शक्ति का अनुमान लगाने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।

इसकी गणना की जा सकती है: ${\text{hydraulic power}}={\frac {{\text{pressure}}\times {\text{volumetric flow rate}}}{1714}},$ जहां दबाव जहां दबाव साई में है, और प्रवाह दर प्रति मिनट यूएस गैलन में है।

ड्रिलिंग रिग ऊपर से ड्रिल पाइप को घुमाकर यांत्रिक रूप से संचालित होते हैं। हाइड्रोलिक पावर की अभी भी जरूरत है, क्योंकि बेकार चट्टान को साफ करने के लिए ड्रिल बिट के माध्यम से कीचड़ को धकेलने के लिए 1,500 से 5,000 डब्ल्यू की आवश्यकता होती है। अतिरिक्त हाइड्रोलिक पावर का उपयोग डाउन-होल मड मोटर को पावर दिशात्मक ड्रिलिंग के लिए चलाने के लिए भी किया जा सकता है।

SI इकाइयों का उपयोग करते समय, समीकरण सुसंगत हो जाता है और कोई विभाजक स्थिरांक नहीं होता है।

${\text{hydraulic power}}={\text{pressure}}\times {\text{volumetric flow rate}}$

जहां दबाव पास्कल (Pa) में है, और प्रवाह दर घन मीटर प्रति सेकंड (m³) में है।

बॉयलर अश्वशक्ति

बॉयलर अश्व शक्ति एक बॉयलर की भाप इंजन को भाप देने की क्षमता �