जल अंतःक्षेपण
आंतरिक दहन इंजनों में, पानी के इंजेक्शन, जिसे एंटी-डिटोनेंट इंजेक्शन (एडीआई) के रूप में भी जाना जाता है, आने वाली हवा या ईंधन-हवा के मिश्रण में पानी का छिड़काव कर सकता है, या सीधे दहन कक्ष में इंडक्शन सिस्टम के कुछ हिस्सों को ठंडा करने के लिए जहां गर्म बिंदु हो सकता हैसमय से पहले प्रज्वलन का उत्पादन करें।जेट इंजन में यह कम गति और टेकऑफ़ में इंजन जोर को बढ़ाता है।
कम अवधि के लिए सैन्य विमानन इंजन के बिजली उत्पादन को बढ़ाने के लिए पानी के इंजेक्शन का उपयोग ऐतिहासिक रूप से किया गया था, जैसे कि हवाई लड़ाई्स या टेकऑफ़।हालांकि इसका उपयोग मोटर स्पोर्ट्स में भी किया गया है और विशेष रूप से ड्रैग रेसिंग में।ओटो चक्र इंजन में, पानी के इंजेक्शन के शीतलन प्रभाव भी इंजन दस्तक (विस्फोट) को कम करके अधिक संपीड़न अनुपात को सक्षम करते हैं।वैकल्पिक रूप से, ओटो साइकिल इंजन में इंजन दस्तक देने में इस कमी का मतलब है कि कुछ अनुप्रयोगों को महत्वपूर्ण प्रदर्शन मिलता है जब पानी के इंजेक्शन का उपयोग सुपरचार्जर, टर्बोचार्जर या आक्रामक प्रज्वलन समय जैसे संशोधनों के साथ संयोजन में किया जाता है।
इंजन के आधार पर, बिजली और ईंधन दक्षता में सुधार भी केवल पानी को इंजेक्ट करके प्राप्त किया जा सकता है।[1] NOX या कार्बन मोनोआक्साइड उत्सर्जन को कम करने के लिए पानी के इंजेक्शन का उपयोग भी किया जा सकता है।[1]
द्रव की संरचना
कई जल इंजेक्शन सिस्टम पानी और इथेनॉल (अक्सर 50/50 के करीब) के मिश्रण का उपयोग करते हैं, जिसमें पानी में घुलनशील तेल का पता चलता है।पानी इसके महान घनत्व और उच्च गर्मी अवशोषण गुणों के कारण प्राथमिक शीतलन प्रभाव प्रदान करता है।शराब दहनशील है, और पानी के लिए एक एंटीफ्ऱीज़र es ीज़र के रूप में भी कार्य करती है।तेल का मुख्य उद्देश्य पानी के इंजेक्शन और ईंधन प्रणाली के घटकों के जंग को रोकना है।[2]
विमान में उपयोग करें
पानी के इंजेक्शन का उपयोग पारस्परिक और गैस टरबाइन इंजन विमान इंजन दोनों में किया गया है।जब एक टरबाइन इंजन में उपयोग किया जाता है, तो प्रभाव समान होते हैं, सिवाय इसके कि सामान्य रूप से विस्फोट को रोकना प्राथमिक लक्ष्य नहीं है।पानी को आम तौर पर या तो कंप्रेसर इनलेट पर या दहन कक्षों से ठीक पहले डिफ्यूज़र में इंजेक्ट किया जाता है।पानी को जोड़ने से द्रव्यमान बढ़ता है जो इंजन से बाहर निकलता है, जोर बढ़ाता है और यह टर्बाइनों को ठंडा करने का भी कार्य करता है।चूंकि तापमान आम तौर पर कम ऊंचाई पर टरबाइन इंजन के प्रदर्शन में सीमित कारक है, इसलिए शीतलन प्रभाव इंजन को उच्च आरपीएम पर अधिक ईंधन इंजेक्ट के साथ चलाने और अधिक जोर के बिना बनाया गया अधिक जोर देता है।[3]
Afterburner के व्यापक रूप से गोद लेने से पहले, कुछ पहली पीढ़ी के जेट फाइटर | पहली पीढ़ी के जेट सेनानियों ने प्रदर्शन में एक मध्यम बढ़ावा देने के लिए पानी के इंजेक्शन का उपयोग किया।उदाहरण के लिए, लॉकहीड P-80 का लेट-मॉडल संस्करण | लॉकहीड F-80 शूटिंग स्टार, F-80C, ने अपने एलीसन J33 पर पानी के इंजेक्शन का इस्तेमाल किया। एलीसन J33-A-35 इंजन।पानी के इंजेक्शन से जोर से बढ़ गया 20.5 to 24.0 kN (4,600 to 5,400 lbf), 17% जोर में वृद्धि (समुद्र के स्तर पर)।[4] बोइंग 707 के शुरुआती संस्करण प्रैट और व्हिटनी J57 के साथ फिट किए गए |[5] इस प्रणाली को अधिक शक्तिशाली इंजनों के साथ फिट किए गए बाद के संस्करणों में शामिल नहीं किया गया था।बीएसी वन-इलेवन एयरलाइनर ने भी अपने रोल्स-रॉयस स्पी टर्बोफैन इंजन के लिए पानी के इंजेक्शन का इस्तेमाल किया।पानी के बजाय जेट ईंधन के साथ टैंकों को भरने के कारण पैनिनटर्नेशनल फ्लाइट 112 क्रैश हो गया।[6] 1978 में, ओलंपिक एयरवेज फ्लाइट 411 को पानी के इंजेक्शन प्रणाली या इसकी प्रक्रियाओं की विफलता के कारण अपने टेक-ऑफ हवाई अड्डे पर वापसी और वापस आना पड़ा।[7]
ऑटोमोबाइल में उपयोग करें
क्रिसलर जैसे निर्माताओं से मजबूर इंडक्शन इंजन के साथ सीमित संख्या में सड़क वाहनों में पानी का इंजेक्शन शामिल है।Oldsmobile Cutlass#1962 को Oldsmobile V8 इंजन#टर्बो जेटफायर इंजन के साथ दिया गया था।[8] 2015 में बीएमडब्ल्यू ने अपने उच्च प्रदर्शन बीएमडब्ल्यू एम 4 कूप, एम 4 जीटीएस का एक संस्करण पेश किया है, जो इंटरकोलिंग के साथ पानी के इंजेक्शन को जोड़ती है।कार को 2015 के MOTOGP सीज़न में श्रृंखला के लिए आधिकारिक सुरक्षा कार के रूप में चित्रित किया गया था और 2016 में वाणिज्यिक बाजार के लिए जारी किया गया था।[9] बीएमडब्ल्यू उदाहरण के अनुसार, पानी के इंजेक्शन की विशेषता वाले वर्तमान इंजन विकास "प्रदर्शन सुधार" के प्रभाव पर ध्यान केंद्रित करते हैं।लेकिन 2020 के दशक के मध्य तक, इंजन विकास CO2 उत्सर्जन पर दबाव के कारण बेहतर ईंधन की खपत पर भी ध्यान केंद्रित करेगा।CO2 उत्सर्जन में कमी और संबंधित नियम।[10][11] रॉबर्ट बॉश जीएमबीएच, जिसने बीएमडब्ल्यू के साथ प्रौद्योगिकी का सह-विकसित किया है, अन्य निर्माताओं के लिए वाटरबोस्ट नामक एक जल इंजेक्शन प्रणाली प्रदान करता है।कंपनी इंजन के प्रदर्शन में 5% तक की वृद्धि का दावा करती है, 4% तक की कमी CO2 उत्सर्जन और ईंधन अर्थव्यवस्था में 13% तक सुधार।[12] इसी तरह के परिणाम जल इंजेक्शन में बताए गए थे - उच्च शक्ति और उच्च दक्षता संयुक्त[13] वाटर इंजेक्शन और कूल्ड निष्कासित वायु पुनर्संचरण | एग्जॉस्ट गैस रीसर्कुलेशन (ईजीआर) को प्रतिस्पर्धी प्रौद्योगिकियों के रूप में देखा जा सकता है: यह प्रदर्शित किया गया है कि मध्यम लोड पर पोर्ट वाटर इंजेक्शन (पीडब्ल्यूआई) के साथ 40-50 % पानी से ईंधन अनुपात (डब्ल्यूएफआर) लोड10%की ईजीआर-दर के समान प्रभाव पड़ता है, जिसे पेट्रोल इंजन के लिए अपेक्षाकृत सीमित के रूप में देखा जाता है।[14]
ऑन-बोर्ड वाटर जनरेशन
सर्वेक्षण ग्राहकों से नियमित रूप से एक अतिरिक्त ऑपरेटिंग तरल पदार्थ को भरने की इच्छा के बारे में पूछते हैं, यह प्रदर्शित किया है कि स्वीकृति स्तर सीमित है।[11]इसलिए, रिफिलिंग की आवश्यकता को पानी के इंजेक्शन के बड़े पैमाने पर अपनाने के लिए मुख्य बाधा में से एक माना जाता है।एक प्रमुख एनबलर बंद लूप सिस्टम में चलने के लिए ऑन-बोर्ड वाटर जनरेशन सिस्टम का विकास है, विशेष रूप से उत्सर्जन के लगातार निम्न स्तर की गारंटी देने के लिए (इंजन (इंजन) CO2 पानी की आपूर्ति समाप्त होने पर उत्सर्जन बढ़ाया जाएगा)।तीन प्रमुख स्रोतों की जांच की जा सकती है:
- परिवेश से हवा की आर्द्रता की कटाई (जैसे कि ए/सी कंडेनसेट)
- सतह का पानी (जैसे वाहन निकाय से एकत्र वर्षा पानी)
- निकास गैस कंडेनसेट
पहले दो वेरिएंट पर्याप्त रूप से उच्च आर्द्रता के स्तर या ड्राइवर की आदतों (कोई ए/सी ऑपरेशन वांटेड) के साथ मौसम परिवेश की स्थिति पर अत्यधिक निर्भर हैं।नतीजतन, पानी की पर्याप्त आपूर्ति सुनिश्चित नहीं की जा सकती है।इसके विपरीत, गैसोलीन के दहन के दौरान गठित जल वाष्प का संघनन पानी का एक विश्वसनीय स्रोत है: गैसोलीन ईंधन के प्रत्येक लीटर के प्रति निकास में पानी के वाष्प में 1 एल की मात्रा होती है। अक्टूबर 2019 में, Hanon Systems ने FEV के साथ मिलकर एक ऑडी टीटी स्पोर्ट प्रदर्शनकारी प्रस्तुत किया, जो पानी के इंजेक्शन से सुसज्जित है, जो एक हनॉन सिस्टम वाटर हार्वेस्टिंग सिस्टम के लिए एक बंद सिस्टम के रूप में काम कर रहा है।[15]
डीजल में उपयोग करें
2016 के एक अध्ययन ने निकास गैस पुनर्संरचना के साथ संयुक्त जल इंजेक्शन।पानी को डीजल इंजन के निकास कई गुना में इंजेक्ट किया गया था और, इंडक्शन स्ट्रोक के दौरान निकास वाल्व खोलकर, इंजेक्टेड पानी और कुछ निकास गैस को वापस सिलेंडर में खींचा गया था।प्रभाव NOX उत्सर्जन में 85% की कमी थी, लेकिन बढ़ी हुई कालिख उत्सर्जन की कीमत पर।[16]
यह भी देखें
- छह-स्ट्रोक इंजन#क्रॉवर सिक्स-स्ट्रोक इंजन
संदर्भ
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- ↑ Kroes & Wild 1995, p. 143.
- ↑ Kroes & Wild 1995, pp. 285–286.
- ↑ Roux, Élodie (2007). Turbofan and Turbojet Engines: Database Handbook. p. 213. ISBN 9782952938013.
- ↑ Daggett, D. L.; Ortanderl, S.; Eames, D.; Berton, J. J.; Snyder, C. A. (November 2, 2004). "Revisiting Water Injection for Commercial Aircraft". SAE Mobilus. US. doi:10.4271/2004-01-3108.
- ↑ Accident description for Paninternational crash near Hamburg-Fuhlsbüttel at the Aviation Safety Network
- ↑ "Ολυμπιακή Αεροπορία πτήση 411: Οταν κατα την απογείωση το ΑΕΡΟΠΛΑΝΟ εξυσε τις πολυκατοικίες στον Αλιμο" [Olympic Aviation flight 411: When during the take-off the PLANE scraped the apartment buildings in Alimos] (in Ελληνικά). December 27, 2020. Retrieved February 17, 2022.
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- ↑ Durst, B.; Unterweger, G.; Reulein, C.; Ruppert, C.; Linse, D; Kerkn, W. (2015). "Leistungssteigerung von Ottomotoren durch verschiedene Wassereinspritzungskonzepte". MTZ-Fachtagung Ladungswechsel im Verbrennungsmotor (in German). Germany.
{{cite journal}}: CS1 maint: unrecognized language (link) - ↑ 11.0 11.1 PAUER, T.; FROHNMAIER, M.; WALTHER, J.; SCHENK, P.; HETTINGER, A.; KAMPMANN, S., 2016. "Optimierung von Ottomotoren durch Wassereinspritzung." In: 37. Internationales Wiener Motorensymposium.
- ↑ Bosch WaterBoost - Bosch Mobility Solutions
- ↑ THEWES, M.; BAUMGARTEN, H.; SCHARF, J.; BIRMES, G.; BALAZS, A. et. alt., 2016 "Water Injection - High Power and High Efficiency combined" In: 25. Aachener Kolloquium Fahrzeug- und Motorentechnik
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आगे की पढाई
- Daggett, David L.; Fucke, Lars; Hendricks, Robert C.; Eames, David J.H. (2010). "Water Injection on Commercial Aircraft to Reduce Airport Nitrogen Oxides" (PDF). NASA.
- Daggett, David L.; Ortanderl, Silvio; Eames, David; Snyder, Chris; Berton, Jeff (2004). "Water Injection: Disruptive Technology to Reduce Airplane Emissions and Maintenance Costs". SAE Transactions. 113: 1547–1556. ISSN 0096-736X.
- Gunston, Bill (1952). "Boosting Gas Turbines". Flight. Archived from the original on September 27, 2018.
- Heinicke, Orville H.; Vandeman, Jack E. (August 1945). "Effect of Water-Alcohol Injection and Maximum Economy Spark Advance on Knock-Limited Performance and Fuel Economy of a Large Air-Cooled Cylinder". NACA Wartime Memorandum Report E5H12. NASA.
- Kroes, M; Wild, T (1995). Aircraft Powerplants (7th ed.). Glencoe. p. 143.
- Rowe, M. R.; Ladd, G. T. (1946). "Water Injection for Aircraft Engines". SAE Transactions. 54: 26–37, 44. Retrieved October 12, 2021.
बाहरी कड़ियाँ
- Aircraft Technicians (March 12, 2021). Water Injection at Aircraft Engines (Video) – via YouTube.
