ऊष्मीय दक्षता: Difference between revisions
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=== इंजन चक्र दक्षता === | === इंजन चक्र दक्षता === | ||
कार्नाट चक्र प्रतिवर्ती प्रक्रिया है और इस प्रकार इंजन चक्र की दक्षता पर ऊपरी सीमा का प्रतिनिधित्व करता है। व्यावहारिक इंजन चक्र अपरिवर्तनीय हैं और इस प्रकार तापमान के मध्य | कार्नाट चक्र प्रतिवर्ती प्रक्रिया है और इस प्रकार इंजन चक्र की दक्षता पर ऊपरी सीमा का प्रतिनिधित्व करता है। व्यावहारिक इंजन चक्र अपरिवर्तनीय हैं और इस प्रकार तापमान के मध्य संचालित होने पर कार्नाट दक्षता की तुलना में स्वाभाविक रूप से अल्प दक्षता होती है। <math>T_{\rm H}</math> और <math>T_{\rm C}</math> दक्षता निर्धारित करने वाले कारकों में से यह है कि चक्र में कार्य कर रहे तरल पदार्थ में ऊष्मा कैसे जोड़ी जाती है और इसे कैसे विस्थापित किया जाता है। कार्नाट चक्र अधिकतम दक्षता प्राप्त करता है क्योंकि सभी ऊष्मा को अधिकतम तापमान <math>T_{\rm H}</math> पर कार्यशील द्रव में जोड़ा जाता है, और न्यूनतम तापमान <math>T_{\rm C}</math> पर विस्थापित कर दिया गया। इसके विपरीत, आंतरिक दहन इंजन में, सिलेंडर में ईंधन-हवा के मिश्रण का तापमान अपने शीर्ष तापमान के निकट कहीं नहीं होता है क्योंकि ईंधन जलना प्रारम्भ हो जाता है, और केवल शीर्ष तापमान तक पहुंचता है क्योंकि सभी ईंधन की व्यय होती है, इसलिए औसत तापमान जिस पर ऊष्मा डाली जाती है वह अल्प होती है, जिससे दक्षता अल्प हो जाती है। | ||
दहन इंजन की दक्षता में महत्वपूर्ण पैरामीटर वायु-ईंधन मिश्रण, γ का विशिष्ट ताप अनुपात है। यह ईंधन के साथ कुछ भिन्न होता है, किन्तु सामान्यतः | दहन इंजन की दक्षता में महत्वपूर्ण पैरामीटर वायु-ईंधन मिश्रण, γ का विशिष्ट ताप अनुपात है। यह ईंधन के साथ कुछ भिन्न होता है, किन्तु सामान्यतः 1.4 के वायु मान के निकट होता है। यह मानक मान सामान्यतः नीचे दिए गए इंजन चक्र समीकरणों में उपयोग किया जाता है, और जब यह सन्निकटन किया जाता है तो चक्र को वायु-मानक चक्र कहा जाता है। | ||
* | *'''ओटो चक्र:''' ऑटोमोबाइल' ओटो चक्र उस चक्र का नाम है जिसका उपयोग स्पार्क-इग्निशन आंतरिक दहन इंजन जैसे गैसोलीन और हाइड्रोजन ईंधन वाले ऑटोमोबाइल इंजन में किया जाता है। इसकी सैद्धांतिक दक्षता इंजन के संपीड़न अनुपात आर और दहन कक्ष में गैस के विशिष्ट ताप अनुपात γ पर निर्भर करती है।<ref name="Holman"/>{{rp|558}} <math display="block">\eta_{\rm th} = 1 - \frac{1}{r^{\gamma-1}}</math> इस प्रकार, संपीड़न अनुपात के साथ दक्षता बढ़ जाती है। चूँकि ओटो चक्र इंजनों का संपीड़न अनुपात अनियंत्रित दहन को रोकने की आवश्यकता से सीमित है जिसे इंजन दस्तक के रूप में जाना जाता है। आधुनिक इंजनों में संपीड़न अनुपात 8 से 11 की सीमा में होता है, जिसके परिणामस्वरूप 56% से 61% की आदर्श चक्र क्षमता होती है। | ||
*'''डीजल चक्र:''' ट्रक और ट्रेन डीजल इंजन में प्रयुक्त डीजल चक्र में, सिलेंडर में संपीड़न द्वारा ईंधन को प्रज्वलित किया जाता है। डीजल चक्र की दक्षता ओटो चक्र के जैसे ''r'' और ''γ'' पर निर्भर है, और ''कटऑफ अनुपात'', ''r<sub>c</sub> द्वारा भी, जो दहन प्रक्रिया के आरंभ और अंत में सिलेंडर की मात्रा का अनुपात है:<ref name="Holman" /> <math display="block">\eta_{\rm th} = 1-\frac{r^{1-\gamma}(r_{\rm c}^\gamma - 1)}{\gamma(r_{\rm c} - 1)} </math> समान संपीड़न अनुपात का उपयोग करते समय डीजल चक्र ओटो चक्र की तुलना में अल्प कुशल होता है। चूँकि , व्यावहारिक डीजल इंजन गैसोलीन इंजनों की तुलना में 30% - 35% अधिक कुशल हैं।<ref name="FEG">{{cite web | *'''डीजल चक्र:''' ट्रक और ट्रेन डीजल इंजन में प्रयुक्त डीजल चक्र में, सिलेंडर में संपीड़न द्वारा ईंधन को प्रज्वलित किया जाता है। डीजल चक्र की दक्षता ओटो चक्र के जैसे ''r'' और ''γ'' पर निर्भर है, और ''कटऑफ अनुपात'', ''r<sub>c</sub> द्वारा भी, जो दहन प्रक्रिया के आरंभ और अंत में सिलेंडर की मात्रा का अनुपात है:<ref name="Holman" /> <math display="block">\eta_{\rm th} = 1-\frac{r^{1-\gamma}(r_{\rm c}^\gamma - 1)}{\gamma(r_{\rm c} - 1)} </math> समान संपीड़न अनुपात का उपयोग करते समय डीजल चक्र ओटो चक्र की तुलना में अल्प कुशल होता है। चूँकि , व्यावहारिक डीजल इंजन गैसोलीन इंजनों की तुलना में 30% - 35% अधिक कुशल हैं।<ref name="FEG">{{cite web | ||
| title = Where does the energy go? | | title = Where does the energy go? | ||
