अश्व शक्ति

For other uses, see अश्व शक्ति (disambiguation).

Horsepower
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) के मापन की एक इकाई है, या वह दर जिस 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 परिभाषाएँ यांत्रिक अश्वशक्ति (या शाही अश्वशक्ति) हैं, जो लगभग 745.7 वाट है, और मीट्रिक अश्वशक्ति, जो लगभग 735.5 वाट है।

18 वीं शताब्दी के अंत में स्कॉटलैंड के लोगों के इंजीनियर जेम्स वॉट ने ड्राफ्ट घोड़ों की शक्ति के साथ भाप इंजन के उत्पादन की तुलना करने के लिए अपनाया था। इसे बाद में अन्य प्रकार के पिस्टन इंजन ों, साथ ही टर्बाइन , बिजली की मोटर ्स और अन्य मशीनरी की आउटपुट पावर को शामिल करने के लिए विस्तारित किया गया था। इकाई की परिभाषा भौगोलिक क्षेत्रों के बीच भिन्न है। अधिकांश देश अब शक्ति के मापन के लिए इकाइयों की इकाई वाट की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली का उपयोग करते हैं। 1 जनवरी 2010 को ईयू डायरेक्टिव यूनिट्स ऑफ मेजर डायरेक्टिव#डायरेक्टिव 80/181/ईईसी|80/181/ईईसी के कार्यान्वयन के साथ, ईयू में हॉर्सपावर के उपयोग की अनुमति केवल एक पूरक इकाई के रूप में है।

इतिहास

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 से करने का एक कारण प्रदान किया जो उन्हें प्रतिस्थापित कर सकते थे। 1702 में, थॉमस सेवरी ने द माइनर फ्रेंड में लिखा:

<ब्लॉककोट>ताकि एक इंजन जो दो घोड़ों के बराबर पानी उठा सके, एक समय में एक साथ 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 लगातार बनाए रखा जा सके...</blockquot>

इस विचार का उपयोग बाद में जेम्स वाट ने अपने बेहतर भाप इंजन को बाजार में लाने के लिए किया। वह पहले पुराने Newcom भाप इंजन से कोयले में 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 बल्कि 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 को घुमा सकता है। पहिया था 12 feet (3.7 m) त्रिज्या में; इसलिए, घोड़े ने यात्रा की 2.4 × 2π × 12 एक मिनट में पैर। वॉट ने अनुमान लगाया कि घोड़ा इतने बल से खींच सकता है 180 pounds-force (800 N). 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 अश्वशक्ति को 32,572 ft⋅lbf/min के रूप में परिभाषित और परिकलित किया, जिसे 33,000 ft⋅lbf/min तक गोल किया गया था। इतिहास में इंजीनियरिंग बताती है कि जॉन स्मेटन ने शुरू में अनुमान लगाया था कि एक घोड़ा पैदा कर सकता है 22,916 foot-pounds (31,070 J) प्रति मिनट। जॉन थियोफिलस डेसगुलियर्स ने पहले सुझाव दिया था 44,000 foot-pounds (59,656 J) प्रति मिनट, और ट्रेडगोल्ड ने सुझाव दिया 27,500 foot-pounds (37,285 J) प्रति मिनट। वाट ने 1782 में प्रयोग करके पाया कि एक 'ड्राफ्ट हॉर्स' पैदा कर सकता है 32,400 foot-pounds [43,929 J] प्रति मिनट।जेम्स वाट और मैथ्यू बौल्टन ने उस आंकड़े का मानकीकरण किया 33,000 foot-pounds (44,742 J) अगले वर्ष प्रति मिनट। एक आम किंवदंती में कहा गया है कि इकाई तब बनाई गई थी जब वाट के पहले ग्राहकों में से एक शराब बनाने वाले ने विशेष रूप से एक ऐसे इंजन की मांग की थी जो घोड़े से मेल खाता हो, और उसने सबसे मजबूत घोड़े को चुना और उसे सीमा तक चलाया। वाट 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 प्रकृति (पत्रिका) में पत्राचार प्रकाशित किया जिसमें एक घोड़े की चोटी और निरंतर कार्य दरों की माप और गणना का सारांश दिया गया। 1926 के आयोवा स्टेट फेयर में किए गए मापों का हवाला देते हुए, उन्होंने बताया कि कुछ सेकंड में चरम शक्ति को जितना अधिक मापा गया है 14.9 hp (11.1 kW) और यह भी देखा कि निरंतर गतिविधि के लिए, लगभग की कार्य दर 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 के लगभग चार गुना की कार्य दर के अनुरूप है।

मानव शक्ति | मानव-संचालित उपकरणों पर विचार करते समय, एक स्वस्थ मानव के बारे में उत्पादन कर सकता है 1.2 hp (0.89 kW) संक्षेप में (परिमाण (शक्ति) के आदेश देखें) और के बारे में बनाए रखें 0.1 hp (0.075 kW) अनिश्चितकाल के लिए; प्रशिक्षित एथलीट लगभग प्रबंधन कर सकते हैं 2.5 hp (1.9 kW) संक्षिप्त और 0.35 hp (0.26 kW) कई घंटों की अवधि के लिए। जमैका के धावक उसैन बोल्ट ने अधिकतम 3.5 hp (2.6 kW) 0.89 सेकेंड को 9.58 सेकेंड में 100-metre (109.4 yd) 2009 में डैश वर्ल्ड रिकॉर्ड।

शक्ति की गणना

जब टोक़ T पाउंड-फ़ुट (टॉर्क) में है | पाउंड-फ़ुट इकाई, घूर्णी गति N परिक्रमण प्रति मिनट में है, परिणामी शक्ति अश्वशक्ति में 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: hp(I) यांत्रिक (या शाही) अश्वशक्ति के लिए, hp(M) मीट्रिक अश्वशक्ति के लिए, hp(S) बॉयलर (या भाप) के लिए ) अश्वशक्ति और hp (E) विद्युत अश्वशक्ति के लिए।

यांत्रिक अश्वशक्ति

वजन और माप पर तीसरे आम सम्मेलन (1901, सीआर 70) मानक गुरुत्व की परिभाषा मानकर, g_n = 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 66036 एक मीट्रिक अश्वशक्ति को एक सेकंड में एक मीटर की दूरी पर पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण बल के विरुद्ध 75 किलोग्राम के द्रव्यमान को उठाने की शक्ति के रूप में परिभाषित करता है: 75 kg × 9.80665 m/s² × 1 m / 1 s = 75 किलोग्राम-बल|kgf⋅m/s = 1 पीएस। यह 735.49875 W, या एक शाही यांत्रिक अश्वशक्ति के 98.6% के बराबर है। 1972 में, पीएस को ईईसी निर्देशों में आधिकारिक बिजली-मापने वाली इकाई के रूप में किलोवाट्ट से बदल दिया गया था। मीट्रिक अश्वशक्ति के अन्य नाम इतालवी हैं cavallo vapore (cv), डच paardenkracht (pk), फ्रेंच cheval-vapeur (ch), स्पेन का caballo de vapor और पुर्तगाली cavalo-vapor (cv), रूसी лошадиная сила (л. с.), स्वीडिश hästkraft (hk), फिनिश hevosvoima (hv), एस्टोनियाई hobujõud (hj)नार्वे और डेनिश hestekraft (hk), हंगेरियन lóerő (LE), चेक koňská síla और स्लोवाक konská sila (k या ks), बोस्नियाई/क्रोएशियाई/सर्बियाई konjska snaga (KS), बल्गेरियाई конска сила, मैसेडोनियन коњска сила (KC), पोलिश koń mechaniczny (KM), स्लोवेनियाई konjska moč (KM), यूक्रेनी кінська сила (к. с.), रोमानियाई cal-putere (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 इसका संक्षिप्त रूप p था।

टैक्स अश्वशक्ति

Main article: Tax horsepower

कर या राजकोषीय अश्वशक्ति कर उद्देश्यों के लिए मोटर वाहन की एक गैर-रैखिक रेटिंग है। टैक्स हॉर्सपावर रेटिंग मूल रूप से कमोबेश सीधे इंजन के आकार से संबंधित थी; लेकिन 2000 तक, कई देश सीओ पर आधारित प्रणालियों में बदल गए₂ उत्सर्जन, इसलिए सीधे तौर पर पुरानी रेटिंग से तुलनीय नहीं हैं। Citroën 2CV का नाम इसके फ्रांसीसी राजकोषीय हॉर्सपावर रेटिंग, ड्यूक्स चेवाक्स (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 पावर, न कि मोटर को चलाने के लिए खपत की गई बिजली)। यह बिजली उत्पादन आमतौर पर वाट या किलोवाट में बताया जाता है। संयुक्त राज्य अमेरिका में, बिजली उत्पादन अश्वशक्ति में बताया गया है, जो इस उद्देश्य के लिए ठीक 746 W 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 बिजली, या एक 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 साई में है, और प्रवाह दर यूएस गैलन प्रति मिनट में है।

ड्रिलिंग रिग ऊपर से ड्रिल पाइप को घुमाकर यांत्रिक रूप से संचालित होते हैं। हालांकि हाइड्रोलिक पावर की अभी भी जरूरत है, क्योंकि बेकार चट्टान को साफ करने के लिए ड्रिल बिट के माध्यम से ड्रिलिंग मिट्टी 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।

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

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

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

बॉयलर अश्वशक्ति

बॉयलर हॉर्सपावर एक [[ पानी से भाप बनाने का पात्र ]] की भाप इंजन को भाप देने की क्षमता है और यह 550 ft lb/s परिभाषा के समान शक्ति की इकाई नहीं है। एक बॉयलर अश्वशक्ति वाष्पित होने के लिए आवश्यक तापीय ऊर्जा दर के बराबर है 34.5 pounds (15.6 kg) ताजे पानी की 212 °F (100 °C) एक घंटे में। भाप के उपयोग के शुरुआती दिनों में, बॉयलर हॉर्सपावर मोटे तौर पर बॉयलर द्वारा खिलाए गए इंजनों की हॉर्सपावर के बराबर था। बॉयलर हॉर्सपावर शब्द मूल रूप से 1876 में फिलाडेल्फिया शताब्दी प्रदर्शनी में विकसित किया गया था, जहां उस अवधि के सर्वश्रेष्ठ भाप इंजनों का परीक्षण किया गया था। उन इंजनों की औसत भाप खपत (प्रति आउटपुट अश्वशक्ति) का वाष्पीकरण होना निर्धारित किया गया था 30 pounds (14 kg) प्रति घंटे पानी की, फ़ीड पानी के आधार पर 100 °F (38 °C), और संतृप्त भाप उत्पन्न होती है 70 psi (480 kPa). यह मूल परिभाषा बॉयलर के ताप उत्पादन के बराबर है 33,485 Btu/h (9.813 kW). कुछ साल बाद 1884 में, यांत्रिक इंजीनियरों का अमरीकी समुदाय ने बॉयलर हॉर्सपावर को फिर से परिभाषित किया, क्योंकि थर्मल आउटपुट 34.5 पाउंड प्रति घंटे पानी के वाष्पीकरण के बराबर होता है। 212 °F (100 °C). इसने बॉयलर परीक्षण को काफी सरल बना दिया, और उस समय बॉयलरों की अधिक सटीक तुलना प्रदान की। यह संशोधित परिभाषा बॉयलर के ताप उत्पादन के बराबर है 33,469 Btu/h (9.809 kW). वर्तमान औद्योगिक अभ्यास बॉयलर हॉर्स पावर को बॉयलर थर्मल आउटपुट के बराबर परिभाषित करना है 33,475 Btu/h (9.811 kW), जो मूल और संशोधित परिभाषाओं के बहुत करीब है।

यूएस में औद्योगिक बॉयलर इंजीनियरिंग में बॉयलर आउटपुट को मापने के लिए अभी भी बॉयलर हॉर्सपावर का उपयोग किया जाता है। बॉयलर हॉर्सपावर संक्षिप्त रूप से बीएचपी है, नीचे ब्रेक हॉर्सपावर के साथ भ्रमित नहीं होने के लिए, जिसे बीएचपी भी संक्षिप्त किया गया है।