অর্থনীতিতে তাপ ইঞ্জিনের ব্যবহার। বৈশ্বিক শক্তির ভারসাম্যে তাপ শক্তির ভূমিকা। তাপ ইঞ্জিনের শ্রেণীবিভাগ
এছাড়াও পড়ুন
তাপ ইঞ্জিন (বাষ্প ইঞ্জিন) আমাদের সভ্যতার বিকাশে অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করেছে এবং চালিয়ে যাচ্ছে। উৎপাদন, পরিবহন এবং মানব ক্রিয়াকলাপের অন্যান্য ক্ষেত্রে এর উদ্ভাবন এবং বাস্তবায়ন 18 শতকের শিল্প বিপ্লব ঘটিয়েছে এবং আমাদের জীবনে নতুন দিগন্ত উন্মোচন করেছে।
তাপ ইঞ্জিনের ক্রিয়াকলাপ জলীয় বাষ্প বা অন্যান্য গ্যাসের কর্মের উপর ভিত্তি করে। বায়ু এবং জলীয় বাষ্পের স্থিতিস্থাপক ক্রিয়া ব্যবহার করে ডিভাইসগুলি প্রাচীন বিশ্বে পরিচিত ছিল। তাদের মধ্যে সবচেয়ে বিখ্যাত আলেকজান্দ্রিয়া শহরের প্রাচীন গ্রীক উদ্ভাবকদের দ্বারা ডিজাইন করা হয়েছিল: স্টিসিবিয়াস, ফিলো এবং হেরন।
18 শতকের 80 এর দশক থেকে, ওয়াটের সার্বজনীন তাপ ইঞ্জিন অনেক দেশের অর্থনীতির সকল ক্ষেত্রে ব্যাপক প্রয়োগ খুঁজে পেয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, যুক্তরাজ্যে তারা টেক্সটাইল, খনির, ধাতুবিদ্যা এবং খাদ্য শিল্পের জন্য 300 টিরও বেশি ইঞ্জিন তৈরি করেছে। বাষ্প ইঞ্জিন নতুন কাজের মেশিন এবং পরিবহনের বিকাশকে উদ্দীপিত করেছিল।
এভাবেই বাষ্প ইঞ্জিনের জন্ম এবং বিভিন্ন ক্ষেত্রে নিজেকে প্রতিষ্ঠিত করে। সঙ্গে
সেই সময়ে, তাপ ইঞ্জিন ক্রমাগত উন্নত হচ্ছিল, যার উল্লেখযোগ্য উদাহরণ হল বাষ্প ইঞ্জিন এবং অভ্যন্তরীণ জ্বলন ইঞ্জিনগুলির বিকাশ। কিন্তু এগুলো সম্পূর্ণ ভিন্ন গল্প। এবং, 19 শতকের শেষের পর থেকে, অনেক ক্ষেত্রে বাষ্প ইঞ্জিন বৈদ্যুতিক ইঞ্জিন দ্বারা প্রতিস্থাপিত হওয়া সত্ত্বেও, এটি মানবজাতির প্রযুক্তিগত অগ্রগতিতে একটি বিশেষ ভূমিকা পালন করেছিল এবং 18 শতকের তাপ ইঞ্জিনের শত শত ওয়ার্কশপ ডিজাইন। -20 শতক বৈজ্ঞানিক, প্রযুক্তিগত এবং প্রকৌশলী মানব প্রতিভার উচ্চ উত্থানের উদাহরণ উপস্থাপন করে।
43. ইঞ্জিনের প্রকারভেদ। ইঞ্জিন ডিজাইনের বিকাশের সম্ভাবনা।
ইঞ্জিন, মোটর(lat থেকে। মোটরড্রাইভিং) - একটি যন্ত্র যা যেকোনো ধরনের শক্তিকে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তর করে। এই শব্দটি 19 শতকের শেষ থেকে "মোটর" শব্দের সাথে ব্যবহার করা হয়েছে, যা 20 শতকের মাঝামাঝি থেকে প্রায়শই বৈদ্যুতিক মোটর এবং অভ্যন্তরীণ জ্বলন ইঞ্জিন (আইসিই) কে উল্লেখ করেছে।
মোটর প্রাথমিক এবং মাধ্যমিক বিভক্ত করা হয়. প্রাথমিকের মধ্যে সেইগুলি অন্তর্ভুক্ত যা প্রাকৃতিক শক্তির সংস্থানগুলিকে সরাসরি যান্ত্রিক কাজে রূপান্তরিত করে এবং মাধ্যমিকগুলি অন্তর্ভুক্ত করে যেগুলি অন্যান্য উত্স দ্বারা উৎপন্ন বা সঞ্চিত শক্তিকে রূপান্তরিত করে।
প্রাইম মুভারস (PM) এর মধ্যে একটি বায়ু চাকা রয়েছে যা বায়ু শক্তি, একটি জলের চাকা এবং একটি ওজন প্রক্রিয়া ব্যবহার করে - তারা মাধ্যাকর্ষণ শক্তি (পতনশীল জল এবং আকর্ষণ বল), তাপ ইঞ্জিন দ্বারা চালিত হয় - যাতে জ্বালানীর রাসায়নিক শক্তি বা পারমাণবিক শক্তি অন্য ধরনের শক্তিতে রূপান্তরিত হয়। সেকেন্ডারি ইঞ্জিন (SE) এর মধ্যে রয়েছে একটি বৈদ্যুতিক মোটর (বৈদ্যুতিক মোটর), একটি বায়ুসংক্রান্ত মোটর এবং একটি জলবাহী মোটর (হাইড্রোলিক মোটর)।
পিস্টন ইঞ্জিন - দহন চেম্বার হল একটি সিলিন্ডার যেখানে জ্বালানীর রাসায়নিক শক্তি যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তরিত হয়, যা পিস্টনের পারস্পরিক গতি থেকে একটি ক্র্যাঙ্ক প্রক্রিয়া ব্যবহার করে একটি ঘূর্ণায়মানে রূপান্তরিত হয়। আইসিইগুলিকে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়েছে: ক) উদ্দেশ্য অনুসারে - পরিবহন, স্থির এবং বিশেষে বিভক্ত। খ) ব্যবহৃত জ্বালানীর ধরন অনুসারে - হালকা তরল (পেট্রোল, গ্যাস), ভারী তরল (ডিজেল জ্বালানী)। গ) দাহ্য মিশ্রণ গঠনের পদ্ধতি অনুসারে - ডিজেল অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিনের জন্য বাহ্যিক (কার্বুরেটর) এবং অভ্যন্তরীণ। ঘ) ইগনিশন পদ্ধতি অনুসারে, হয় স্পার্ক বা কম্প্রেশন। e) সিলিন্ডারের সংখ্যা এবং অবস্থান অনুসারে, এগুলি ইন-লাইন, অনুভূমিক, উল্লম্ব, ভি-আকৃতির এবং বিপরীতে বিভক্ত।
পৃথিবীর ভূত্বক এবং মহাসাগরে অভ্যন্তরীণ শক্তির মজুদ কার্যত সীমাহীন বলে মনে করা যেতে পারে। কিন্তু শক্তির মজুদ থাকা যথেষ্ট নয়। কলকারখানা ও কলকারখানা, যানবাহন, ট্রাক্টর এবং অন্যান্য যন্ত্রে গতিশীল মেশিন টুল সেট করতে, বৈদ্যুতিক কারেন্ট জেনারেটরের রোটর ঘোরানোর জন্য শক্তি ব্যবহার করতে সক্ষম হওয়া প্রয়োজন। মানবতার ইঞ্জিন দরকার - কাজ করতে সক্ষম ডিভাইস।
প্রকৃতিতে প্রক্রিয়াগুলির অপরিবর্তনীয়তা তাপ ইঞ্জিনগুলিতে কাজ করার জন্য অভ্যন্তরীণ শক্তি ব্যবহার করার সম্ভাবনার উপর নির্দিষ্ট বিধিনিষেধ আরোপ করে।
তাপবিদ্যুৎ প্রকৌশল ও পরিবহনের উন্নয়নে তাপ ইঞ্জিনের ভূমিকা।পৃথিবীর বেশিরভাগ ইঞ্জিন হল তাপ ইঞ্জিন, অর্থাৎ এমন ডিভাইস যা জ্বালানির অভ্যন্তরীণ শক্তিকে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তরিত করে।
তাপবিদ্যুৎ কেন্দ্রে তাপ ইঞ্জিনের (প্রধানত শক্তিশালী স্টিম টারবাইন) ব্যবহার সবচেয়ে বেশি গুরুত্বপূর্ণ, যেখানে তারা বৈদ্যুতিক কারেন্ট জেনারেটরের রোটর চালায়। আমাদের দেশের মোট বিদ্যুতের 80% এর বেশি তাপবিদ্যুৎ কেন্দ্রে উৎপন্ন হয়।
তাপীয় ইঞ্জিন, স্টিম টারবাইন, সমস্ত পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রে ইনস্টল করা আছে। এই স্টেশনগুলিতে, পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের শক্তি উচ্চ-তাপমাত্রা বাষ্প উত্পাদন করতে ব্যবহৃত হয়।
আরও, সমস্ত প্রধান ধরনের আধুনিক পরিবহন প্রধানত তাপ ইঞ্জিন ব্যবহার করে। সড়ক পরিবহনে, অভ্যন্তরীণ দহন পিস্টন ইঞ্জিনগুলি একটি দাহ্য মিশ্রণের বাহ্যিক গঠনের সাথে ব্যবহার করা হয় (কারবুরেটর ইঞ্জিনগুলি) এবং ইঞ্জিনগুলি সরাসরি সিলিন্ডারের (ডিজেল) ভিতরে দাহ্য মিশ্রণ তৈরি করে, একই ইঞ্জিনগুলি ট্রাক্টরগুলিতে ইনস্টল করা হয়, যা অপরিহার্য কৃষিতে
20 শতকের মাঝামাঝি পর্যন্ত রেল পরিবহনে। মূল ইঞ্জিনটি ছিল একটি বাষ্পীয় ইঞ্জিন। এখন তারা প্রধানত ডিজেল লোকোমোটিভ এবং বৈদ্যুতিক লোকোমোটিভ ব্যবহার করে। কিন্তু বৈদ্যুতিক লোকোমোটিভগুলিও শেষ পর্যন্ত প্রধানত পাওয়ার প্ল্যান্টের তাপ ইঞ্জিন থেকে শক্তি গ্রহণ করে।
জল পরিবহন বড় জাহাজের জন্য অভ্যন্তরীণ জ্বলন ইঞ্জিন এবং শক্তিশালী বাষ্প টারবাইন উভয়ই ব্যবহার করে।
বিমান চালনায়, পিস্টন ইঞ্জিনগুলি হালকা বিমানে ইনস্টল করা হয় এবং টার্বোজেট এবং জেট ইঞ্জিনগুলি, যা তাপীয় ইঞ্জিনগুলিরও অন্তর্গত, বিশাল বিমানগুলিতে ইনস্টল করা হয়। স্পেস রকেটেও জেট ইঞ্জিন ব্যবহার করা হয়।
তাপ ইঞ্জিন ছাড়া আধুনিক সভ্যতা কল্পনা করা যায় না। আমাদের সস্তা বিদ্যুতের প্রাচুর্য থাকবে না এবং সব ধরনের দ্রুত পরিবহন থেকে বঞ্চিত হব।
তাপ ইঞ্জিন পরিচালনার জন্য প্রধান শর্ত।সমস্ত তাপ ইঞ্জিনে, দহনের সময় জ্বালানী পরিবেশের তুলনায় কর্মক্ষম তরলের তাপমাত্রা শত শত বা হাজার হাজার ডিগ্রী বাড়িয়ে দেয়। এই ক্ষেত্রে, কার্যকারী তরলের চাপ পরিবেশের চাপের তুলনায় বৃদ্ধি পায়, অর্থাৎ বায়ুমণ্ডল এবং শরীর তার অভ্যন্তরীণ শক্তির কারণে কাজ করে। সমস্ত তাপ ইঞ্জিনের কার্যকারী তরল হল গ্যাস।
কোন তাপ ইঞ্জিন তার কার্যকারী তরল এবং পরিবেশের একই তাপমাত্রায় কাজ করতে পারে না। তাপীয় ভারসাম্যের অবস্থায়, কোন ম্যাক্রোস্কোপিক প্রক্রিয়া ঘটে না; বিশেষ করে কোন কাজ করা যাবে না।
একটি তাপ ইঞ্জিন গরম দেহ থেকে শীতল দেহে তাপ স্থানান্তর করার প্রক্রিয়ায় অভ্যন্তরীণ শক্তি ব্যবহার করে কাজ করে। এই ক্ষেত্রে, সঞ্চালিত কাজ সবসময় গরম শরীর (হিটার) থেকে ইঞ্জিন দ্বারা প্রাপ্ত তাপের পরিমাণের চেয়ে কম। কিছু তাপ ঠান্ডা শরীরে (ফ্রিজ) স্থানান্তরিত হয়।
রেফ্রিজারেটরের ভূমিকা।আসুন জেনে নেওয়া যাক কেন, যখন একটি তাপ ইঞ্জিন কাজ করে, কিছু তাপ অনিবার্যভাবে রেফ্রিজারেটরে স্থানান্তরিত হয়।
একটি সিলিন্ডারে গ্যাসের adiabatic সম্প্রসারণের সময় (চিত্র 45), রেফ্রিজারেটরে তাপ স্থানান্তর ছাড়াই অভ্যন্তরীণ শক্তি হ্রাসের কারণে কাজ করা হয়। সূত্র অনুযায়ী (4.14)। একটি আইসোথার্মাল প্রক্রিয়ায়, গ্যাসে স্থানান্তরিত সমস্ত তাপ কাজ করার সমান হয়ে ওঠে; .
যাইহোক, প্রথম এবং দ্বিতীয় উভয় প্রক্রিয়াতেই, গ্যাসের একক প্রসারণের সময় বাহ্যিক চাপের সমান চাপে কাজ করা হয় (উদাহরণস্বরূপ, বায়ুমণ্ডলীয় চাপ)। ইঞ্জিনটি দীর্ঘ সময় ধরে চলতে হবে। এটি তখনই সম্ভব যখন ইঞ্জিনের সমস্ত অংশ (পিস্টন, ভালভ, ইত্যাদি) নির্দিষ্ট বিরতিতে পুনরাবৃত্তি হয় এমন নড়াচড়া করে। ইঞ্জিনকে পর্যায়ক্রমে একটি অপারেটিং চক্রের পরে তার আসল অবস্থায় ফিরে আসতে হবে; অথবা ইঞ্জিনকে অবশ্যই একটি সময়-অপরিবর্তনীয় (স্থির) প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যেতে হবে (উদাহরণস্বরূপ, একটি টারবাইনের ক্রমাগত ঘূর্ণন)।
সিলিন্ডারের গ্যাসকে তার আসল অবস্থায় ফিরিয়ে আনতে, এটি সংকুচিত হতে হবে। একটি গ্যাস সংকুচিত করতে, এটিতে কাজ করা আবশ্যক। কম্প্রেশনের কাজটি সম্প্রসারণের সময় গ্যাসের দ্বারা করা কাজের চেয়ে কম হবে যদি গ্যাসটি কম তাপমাত্রায় সংকুচিত হয় এবং তাই কম চাপে, গ্যাসের প্রসারণের সময় যা ঘটেছিল তার চেয়ে। এটি করার জন্য, কম্প্রেশনের আগে বা কম্প্রেশন প্রক্রিয়া চলাকালীন, রেফ্রিজারেটরে নির্দিষ্ট পরিমাণ তাপ স্থানান্তরিত করার জন্য গ্যাসকে ঠান্ডা করা প্রয়োজন।
অনুশীলনে ব্যবহৃত ইঞ্জিনগুলিতে, সম্পন্ন কাজ (এক্সস্ট) গ্যাস (বা বাষ্প) পরবর্তী কম্প্রেশনের আগে ঠান্ডা করা হয় না, তবে ইঞ্জিন থেকে মুক্তি দেওয়া হয় এবং পরবর্তী অপারেটিং চক্র গ্যাসের একটি নতুন অংশ দিয়ে শুরু হয়। নিষ্কাশন গ্যাসের আশেপাশের দেহের তুলনায় উচ্চ তাপমাত্রা থাকে এবং তাদের কাছে কিছু তাপ স্থানান্তর করে।
একটি বাষ্পীয় টারবাইন ঘোরানোর জন্য, উচ্চ চাপে গরম বাষ্প ক্রমাগত এর ব্লেডে সরবরাহ করা হয়, যা কাজ শেষ করার পরে, টারবাইন থেকে ঠান্ডা এবং সরানো হয়। বাষ্প ঠান্ডা এবং ঘনীভূত হওয়ার সাথে সাথে এটি আশেপাশের দেহে তাপ স্থানান্তর করে।
একটি বাষ্প টারবাইন বা মেশিনে, হিটার একটি বাষ্প বয়লার, এবং রেফ্রিজারেটর হল বায়ুমণ্ডল বা নিষ্কাশন বাষ্পকে ঘনীভূত করার জন্য বিশেষ ডিভাইস - কনডেন্সার। অভ্যন্তরীণ জ্বলন ইঞ্জিনগুলিতে, তাপমাত্রা বৃদ্ধি ঘটে যখন ইঞ্জিনের ভিতরে জ্বালানী পোড়ানো হয় এবং "হিটার" হ'ল গরম দহন পণ্যগুলি। রেফ্রিজারেটরটি একটি বায়ুমণ্ডল হিসাবেও কাজ করে যেখানে নিষ্কাশন গ্যাসগুলি নির্গত হয়।
একটি হিট ইঞ্জিনের পরিকল্পিত চিত্রটি রঙ ইনসেটে দেখানো হয়েছে ইঞ্জিনের কার্যকারী তরল হিটার থেকে একটি পরিমাণ তাপ গ্রহণ করে, A কাজ করে এবং তাপ পরিমাণ রেফ্রিজারেটরে স্থানান্তর করে।
তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্রের আরেকটি সূত্র।তাপ ইঞ্জিনগুলিতে অভ্যন্তরীণ শক্তিকে সম্পূর্ণরূপে রূপান্তরিত করার অসম্ভবতা যা পর্যায়ক্রমে তাদের আসল অবস্থায় ফিরে আসে প্রকৃতির প্রক্রিয়াগুলির অপরিবর্তনীয়তার কারণে এবং তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্রের আরেকটি সূত্রের অন্তর্গত।
এই সূত্রটি ইংরেজ বিজ্ঞানী ডব্লিউ কেলভিনের অন্তর্গত: এই ধরনের একটি পর্যায়ক্রমিক প্রক্রিয়া চালানো অসম্ভব, যার একমাত্র ফলাফল একটি উৎস থেকে নেওয়া তাপের কারণে কাজের উত্পাদন হবে।
তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্রের উভয় সূত্রই একে অপরকে নির্ধারণ করে। যদি তাপ স্বতঃস্ফূর্তভাবে রেফ্রিজারেটর থেকে হিটারে স্থানান্তরিত হতে পারে, তবে অভ্যন্তরীণ শক্তি যে কোনও তাপ ইঞ্জিন ব্যবহার করে সম্পূর্ণরূপে কাজে রূপান্তরিত হতে পারে।
10 তম গ্রেডে পদার্থবিজ্ঞানের পাঠ।
মলিকুলার ফিজিক্স এবং থার্মোডাইনামিক্স
থার্মোডাইনামিক্সের বেসিক*
পাঠ #6
বিষয়. জাতীয় অর্থনীতিতে তাপ ইঞ্জিনের ভূমিকা। তাদের ব্যবহারের সাথে যুক্ত পরিবেশগত সমস্যা
লক্ষ্য: তাপ ইঞ্জিন পরিচালনার শারীরিক নীতি, তাদের অর্থনৈতিক প্রয়োগ সম্পর্কে শিক্ষার্থীদের জ্ঞানকে গভীর করা, তাপ ইঞ্জিনের উন্নতিতে বিজ্ঞান ও প্রযুক্তির অর্জনের সাথে শিক্ষার্থীদের পরিচিত করা; যোগাযোগ দক্ষতা বিকাশ, বিশ্লেষণ করার ক্ষমতা, সিদ্ধান্তে আঁকুন; পরিবেশ সুরক্ষার প্রতি সচেতন মনোভাব তৈরি করা, পদার্থবিদ্যায় শিক্ষার্থীদের আগ্রহ তৈরি করা, শিক্ষার্থীদের সৃজনশীল কার্যকলাপকে উদ্দীপিত করা।
পাঠের ধরন: জ্ঞানের সাধারণীকরণ এবং পদ্ধতিগতকরণের পাঠ।
বিতরণের ফর্ম: পাঠ-সেমিনার।
সরঞ্জাম: শিলালিপি সহ কার্ড: ইতিহাসবিদ, পরিবেশবিদ, পদার্থবিদদের প্রতিকৃতি।
২. ব্যান্ড পারফরম্যান্স
ঐতিহাসিক। 1696 সালে, ইংরেজ প্রকৌশলী টমাস সেভেরি (1650-1715) জল উত্তোলনের জন্য একটি বাষ্প পাম্প আবিষ্কার করেন। এটি টিনের খনিগুলিতে জল পাম্প করার জন্য ব্যবহৃত হত। এর কাজটি উত্তপ্ত বাষ্পকে শীতল করার উপর ভিত্তি করে ছিল, যা সংকুচিত হলে একটি ভ্যাকুয়াম তৈরি করে যা খনি থেকে পাইপের মধ্যে পানি নিয়ে আসে।
1707 সালে, সেভেরি পাম্পটি সেন্ট পিটার্সবার্গের সামার গার্ডেনে ইনস্টল করা হয়েছিল। ইংরেজ মেকানিক টমাস নিউকমেন (1663-1729) খনি থেকে জল পাম্প করার জন্য 1705 সালে একটি বাষ্প ইঞ্জিন তৈরি করেছিলেন। 1712 সালে, পাপিন এবং সেভেরির ধারণা ব্যবহার করে, নিউকমেন একটি মেশিন তৈরি করেছিলেন যা 18 শতকের মাঝামাঝি পর্যন্ত ইংল্যান্ডের খনিতে ব্যবহৃত হয়েছিল।
প্রথম কার্যত অপারেটিং সার্বজনীন মেশিনগুলি রাশিয়ান উদ্ভাবক আই. পোলজুনভ (1766) এবং ইংরেজ ডি. ওয়াট (1774) দ্বারা তৈরি করা হয়েছিল।
পোলজুনভের বাষ্প ইঞ্জিনের উচ্চতা ছিল 11 মিটার, বয়লারের আয়তন 7 মি 3, সিলিন্ডারের উচ্চতা 2.8 মিটার এবং শক্তি 29 কিলোওয়াট। এই মেশিনটি রাশিয়ার একটি খনির কারখানায় দীর্ঘ সময় ধরে কাজ করেছিল।
ঐতিহাসিক। 1765 সালে, জে. ওয়াট একটি মৌলিকভাবে নতুন ধরনের একটি বাষ্প ইঞ্জিন ডিজাইন এবং পরে উন্নত করেন। তার মেশিন শুধুমাত্র জল পাম্প করতে পারে না, কিন্তু মেশিন, জাহাজ এবং ক্রুদের চলাচলের ব্যবস্থাও করতে পারে। 1784 সাল পর্যন্ত, একটি সার্বজনীন বাষ্প ইঞ্জিন তৈরি কার্যত সম্পন্ন হয়েছিল, এবং এটি শিল্প উৎপাদনে শক্তি উৎপাদনের প্রধান মাধ্যম হয়ে ওঠে। 1769-1770 সালে, ফরাসি উদ্ভাবক নিকোলাস জোসেফ কুগনোট (1725-1804) একটি বাষ্প চালিত গাড়ির নকশা করেছিলেন, যা অটোমোবাইলের পূর্বপুরুষ। এটি এখনও প্যারিসের শিল্প ও কারুশিল্প জাদুঘরে রাখা আছে।
আমেরিকান রবার্ট ফুলটন (1765-1815) 1807 সালে হাডসন নদীর ধারে প্যাডেল স্টিমার ক্লারমন্ট যা তিনি তৈরি করেছিলেন। 25 জুলাই, 1814 সালে, ইংরেজ উদ্ভাবক জর্জ স্টিফেনসনের (1781-1848) লোকোমোটিভটি একটি ন্যারোগেজ রেলপথ ধরে 6.4 কিমি/ঘন্টা গতিতে 8টি গাড়িতে 30 টন পণ্যসম্ভার বহন করেছিল। 1823 সালে, স্টিফেনসন প্রথম বাষ্প লোকোমোটিভ কাজ প্রতিষ্ঠা করেন। স্টকটন থেকে ডার্লিংটন পর্যন্ত প্রথম রেলপথটি 1825 সালে কাজ শুরু করে এবং 1830 সালে লিভারপুল এবং ম্যানচেস্টারের শিল্প কেন্দ্রগুলির মধ্যে একটি পাবলিক রেল লাইন কাজ শুরু করে। জেমস নেসমিথ (1808-1890) 1839 সালে একটি অত্যন্ত শক্তিশালী বাষ্প হাতুড়ি তৈরি করেছিলেন, যা ধাতুবিদ্যা উৎপাদনে বিপ্লব ঘটায়। তিনি বেশ কয়েকটি নতুন ধাতু তৈরির মেশিনও তৈরি করেছিলেন।
এভাবে শিল্প ও রেলপথের বিকাশ শুরু হয় - প্রথমে গ্রেট ব্রিটেনে এবং তারপর বিশ্বের অন্যান্য দেশে।
শিক্ষক। আসুন একটি তাপ ইঞ্জিনের অপারেশন নীতিটি মনে রাখা যাক।
মেকানিক। তাপ ইঞ্জিনগুলি এমন মেশিন যেখানে অভ্যন্তরীণ শক্তি যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তরিত হয়।
বিভিন্ন ধরণের তাপ ইঞ্জিন রয়েছে: বাষ্প ইঞ্জিন, অভ্যন্তরীণ জ্বলন ইঞ্জিন, বাষ্প এবং গ্যাস টারবাইন, জেট ইঞ্জিন। এই সমস্ত ইঞ্জিনে, জ্বালানী শক্তি প্রথমে গ্যাস (বাষ্প) শক্তিতে রূপান্তরিত হয়। প্রসারিত হলে, গ্যাস (বাষ্প) কাজ করে এবং একই সাথে ঠান্ডা হয়, এর অভ্যন্তরীণ শক্তির অংশ যান্ত্রিক শক্তিতে পরিণত হয়। ফলস্বরূপ, একটি তাপ ইঞ্জিনে একটি হিটার, একটি কার্যকরী তরল এবং একটি রেফ্রিজারেটর রয়েছে। এটি 1824 সালে ফরাসি বিজ্ঞানী সাদি কার্নোট দ্বারা প্রতিষ্ঠিত হয়েছিল। এই ধরনের একটি মেশিনের অপারেটিং নীতি একটি ডায়াগ্রামে চিত্রিত করা যেতে পারে (চিত্র 1)।
উপরন্তু, কার্নোট প্রতিষ্ঠা করেছিলেন যে ইঞ্জিনকে অবশ্যই একটি বন্ধ চক্রে কাজ করতে হবে এবং সবচেয়ে লাভজনক হল দুটি আইসোথার্মাল এবং দুটি অ্যাডিয়াব্যাটিক প্রক্রিয়া নিয়ে গঠিত একটি চক্র। এটিকে কার্নোট চক্র বলা হয় এবং গ্রাফিকভাবে চিত্রিত করা যেতে পারে (চিত্র 2)।
গ্রাফ থেকে এটি স্পষ্ট যে কার্যকারী তরলটি দরকারী কাজ সম্পাদন করে, যা চক্র দ্বারা বর্ণিত এলাকার সংখ্যাগতভাবে সমান, অর্থাৎ। এলাকা 1 - 2 - 3 - 4 - 1।
কার্নোট চক্রের জন্য শক্তির সংরক্ষণ এবং রূপান্তরের নিয়ম হল পরিবেশ থেকে কর্মক্ষম তরল দ্বারা প্রাপ্ত শক্তি পরিবেশে স্থানান্তরিত শক্তির সমান। পিস্টন বা টারবাইন ব্লেডের পৃষ্ঠে গ্যাসের চাপের পার্থক্যের কারণে তাপ ইঞ্জিনগুলি কাজ করে। এই চাপের পার্থক্য তাপমাত্রার পার্থক্য দ্বারা তৈরি হয়। এটি তাপ ইঞ্জিনের অপারেটিং নীতি।
মেকানিক। তাপ ইঞ্জিনের সবচেয়ে সাধারণ ধরনের একটি হল অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিন (আইসিই), যা এখন বিভিন্ন যানবাহনে ব্যবহৃত হয়। আসুন এই জাতীয় ইঞ্জিনের কাঠামোটি মনে রাখি: মূল উপাদানটি একটি পিস্টন সহ একটি সিলিন্ডার, যার ভিতরে জ্বালানী জ্বলে।
সিলিন্ডারে দুটি ভালভ রয়েছে - খাঁড়ি এবং নিষ্কাশন। এছাড়াও, একটি স্পার্ক প্লাগ, একটি সংযোগকারী রড প্রক্রিয়া এবং গাড়ির চাকার সাথে সংযুক্ত একটি ক্র্যাঙ্কশ্যাফ্টের উপস্থিতি দ্বারা ইঞ্জিনের ক্রিয়াকলাপ নিশ্চিত করা হয়। ইঞ্জিনটি চারটি স্ট্রোকে কাজ করে (চিত্র 3): এবং স্ট্রোক হল দাহ্য মিশ্রণের গ্রহণ; স্ট্রোক II - কম্প্রেশন, যার শেষে একটি স্পার্ক প্লাগ থেকে একটি স্পার্ক দ্বারা জ্বালানী জ্বালানো হয়; স্ট্রোক III - পাওয়ার স্ট্রোক, এই স্ট্রোকের সময় জ্বালানী জ্বলন থেকে উত্পন্ন গ্যাসগুলি কাজ করে, পিস্টনকে নীচে ঠেলে দেয়; স্ট্রোক IV - নিষ্কাশন, যখন নিঃশেষিত এবং ঠান্ডা গ্যাস বেরিয়ে আসে। বন্ধ চক্র গ্রাফ, যা এই ইঞ্জিনের অপারেশন চলাকালীন গ্যাসের অবস্থার পরিবর্তনগুলিকে চিহ্নিত করে, চিত্রে দেখানো হয়েছে। 4.
একটি চক্রের দরকারী কাজটি চিত্র 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 2 এর ক্ষেত্রফলের প্রায় সমান। এই জাতীয় ইঞ্জিনগুলির বিস্তার এই কারণে যে তারা ওজনে হালকা, কমপ্যাক্ট এবং রয়েছে একটি অপেক্ষাকৃত উচ্চ দক্ষতা (তাত্ত্বিকভাবে 80% পর্যন্ত, কিন্তু কার্যত মাত্র 30%)। অসুবিধাগুলি হ'ল এগুলি ব্যয়বহুল জ্বালানীতে চলে, ডিজাইনে জটিল, ইঞ্জিন শ্যাফ্টের খুব বেশি ঘূর্ণন গতি থাকে এবং তাদের নিষ্কাশন গ্যাস বায়ুমণ্ডলকে দূষিত করে।
ইকোলজিস্ট। পেট্রোল ইঞ্জিনগুলির দহন দক্ষতা বাড়াতে (এর অকটেন সংখ্যা বাড়ান), এতে বিভিন্ন পদার্থ যুক্ত করা হয়, প্রধানত ইথাইল তরল, যাতে টেট্রাইথাইল সীসা থাকে, যা একটি অ্যান্টি-নক এজেন্টের ভূমিকা পালন করে (প্রায় 70% সীসা যৌগগুলি নির্গত হয়। ইঞ্জিন চলমান অবস্থায় বাতাসে)। রক্তে অল্প পরিমাণে সীসার উপস্থিতি গুরুতর অসুস্থতা, বুদ্ধিমত্তা হ্রাস, অতিরিক্ত উত্তেজনা, আক্রমণাত্মকতার বিকাশ, অমনোযোগ, বধিরতা, বন্ধ্যাত্ব, বৃদ্ধি প্রতিবন্ধকতা, ভেস্টিবুলার ডিসঅর্ডার ইত্যাদির দিকে পরিচালিত করে।
আরেকটি সমস্যা হল কার্বন (II) অক্সাইড নির্গমন। কেউ যদি CO থেকে ক্ষতির পরিমাণ কল্পনা করতে পারে যদি শুধুমাত্র একটি গাড়ি প্রতিদিন বাতাসে প্রায় 3.65 কেজি কার্বন (II) অক্সাইড নির্গত করে (গাড়ি পার্ক 500 মিলিয়ন ছাড়িয়ে যায়, এবং ট্র্যাফিক ঘনত্ব, উদাহরণস্বরূপ, কিইভ হাইওয়েতে 50-এ পৌঁছে যায়) প্রতিদিন 100 হাজার গাড়ি প্রতি ঘন্টায় 1800-9000 কেজি CO বায়ুতে ছেড়ে দেয়!)
মানুষের জন্য CO-এর বিষাক্ততা হল, যখন এটি রক্তে প্রবেশ করে, এটি এরিথ্রোসাইটগুলিকে (লাল রক্তকণিকা) অক্সিজেন পরিবহনের ক্ষমতা থেকে বঞ্চিত করে, যার ফলে অক্সিজেন অনাহার, শ্বাসরোধ, মাথা ঘোরা এমনকি মৃত্যুও ঘটে। এছাড়াও, অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিনগুলি বায়ুমণ্ডলের তাপ দূষণে অবদান রাখে;
ঐতিহাসিক। 1896-1897 সালে। জার্মান প্রকৌশলী জি. ডিজেল এমন একটি ইঞ্জিনের প্রস্তাব করেছিলেন যার কার্যক্ষমতা পূর্ববর্তীগুলির চেয়ে বেশি ছিল। 1899 সালে, ডিজেল ইঞ্জিনটি ভারী তরল জ্বালানীতে কাজ করার জন্য অভিযোজিত হয়েছিল, যা এটির আরও ব্যাপক ব্যবহারের দিকে পরিচালিত করে।
শিক্ষক। ডিজেল এবং কার্বুরেটর অভ্যন্তরীণ জ্বলন ইঞ্জিনের মধ্যে পার্থক্য কি?
মেকানিক। ডিজেল ইঞ্জিনগুলি কার্বুরেটর ইঞ্জিনগুলির বিতরণে নিকৃষ্ট নয়। তাদের গঠন প্রায় একই: সিলিন্ডার, পিস্টন, ইনটেক এবং নিষ্কাশন ভালভ, সংযোগকারী রড, ক্র্যাঙ্কশ্যাফ্ট, ফ্লাইহুইল এবং কোন স্পার্ক প্লাগ নেই।
এটি এই কারণে যে জ্বালানীটি স্পার্ক থেকে নয়, বাতাসের আকস্মিক সংকোচনের কারণে পিস্টনের উপরে তৈরি হওয়া উচ্চ তাপমাত্রা থেকে জ্বলে। এই গরম বাতাসে জ্বালানি প্রবেশ করানো হয় এবং এটি পুড়ে একটি কার্যকরী মিশ্রণ তৈরি করে। এই ইঞ্জিনটি chotiritactic, এর অপারেশন ডায়াগ্রাম চিত্রে দেখানো হয়েছে। 5.
ইঞ্জিনের দরকারী কাজ চিত্র 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 2 এর ক্ষেত্রফলের সমান। এই জাতীয় ইঞ্জিনগুলি সস্তা ধরণের জ্বালানীতে চলে, তাদের কার্যকারিতা প্রায় 40%। প্রধান অসুবিধা হল যে তাদের অপারেশন পরিবেষ্টিত তাপমাত্রার উপর খুব নির্ভরশীল (কম তাপমাত্রায় তারা কাজ করতে পারে না)।
ইকোলজিস্ট। ডিজেল ইঞ্জিনগুলিতে উল্লেখযোগ্য অগ্রগতি এই ইঞ্জিনগুলিকে পেট্রল ইঞ্জিনের তুলনায় "পরিষ্কার" করে তুলেছে; তারা ইতিমধ্যে সফলভাবে যাত্রী গাড়ি ব্যবহার করা হয়.
ডিজেল নিষ্কাশন গ্যাসগুলিতে প্রায় কোনও বিষাক্ত কার্বন অক্সাইড থাকে না, যেহেতু ডিজেল জ্বালানীতে সীসা টেট্রাথিল থাকে না। অর্থাৎ ডিজেল ইঞ্জিন কার্বুরেটর ইঞ্জিনের তুলনায় অনেক কম পরিবেশ দূষিত করে।
ঐতিহাসিক। পরবর্তী তাপ ইঞ্জিনগুলি আমরা দেখব বাষ্প এবং গ্যাস টারবাইন। যেহেতু এই জাতীয় মেশিনগুলি প্রধানত পাওয়ার প্ল্যান্টে (তাপীয় এবং পারমাণবিক) ব্যবহার করা হয়, তাই প্রযুক্তিতে তাদের প্রবর্তনের সময়টি 20 শতকের 30 এর দশকের দ্বিতীয়ার্ধ হিসাবে বিবেচনা করা উচিত, যদিও এই জাতীয় ইউনিটগুলির প্রথম ছোট প্রকল্পগুলি 80 এর দশকে শুরু হয়েছিল। 19 শতকের। V. M. Makhovsky কে প্রথম শিল্প গ্যাস টারবাইনের ডিজাইনার হিসাবে বিবেচনা করা উচিত।
1883 সালে, সুইডিশ প্রকৌশলী জি ড্যাচ একটি একক-পর্যায়ের বাষ্প টারবাইনের প্রথম নকশার প্রস্তাব করেন এবং 1884-1885 সালে। ইংরেজ সি. পার্সন প্রথম মাল্টি-স্টেজ টারবাইন ডিজাইন করেন। চার্লস পার্সন 1899 সালে এলবারফেল্ডে (জার্মানি) জলবিদ্যুৎ কেন্দ্রে এটি ব্যবহার করেছিলেন।
মেকানিক। টারবাইনগুলির অপারেশন জলীয় বাষ্প বা গ্যাসের চাপে ব্লেড সহ একটি চাকার ঘূর্ণনের উপর ভিত্তি করে। অতএব, প্রধান কার্যকারী অংশ হল টারবাইন রটার - একটি ডিস্ক তার রিম বরাবর ব্লেড সহ একটি খাদে মাউন্ট করা হয়। বাষ্প বয়লার থেকে বাষ্প রটার ব্লেডগুলিতে বিশেষ চ্যানেল (নজল) দ্বারা পরিচালিত হয়। বাষ্প অগ্রভাগে প্রসারিত হয়, এর চাপ কমে যায়, কিন্তু প্রবাহের হার বৃদ্ধি পায়, যেমন বাষ্পের অভ্যন্তরীণ শক্তি জেটের গতিশক্তিতে রূপান্তরিত হয়।
স্টিম টারবাইন দুই ধরনের হয়: সক্রিয় টারবাইন, ব্লেডের উপর স্ট্রুমিনির প্রভাবের ফলে ঘূর্ণন ঘূর্ণন ঘূর্ণন, এবং প্রতিক্রিয়াশীল টারবাইন, যাতে ব্লেডগুলি স্থাপন করা হয় যাতে বাষ্প, ফাঁক থেকে বেরিয়ে যায়। তাদের মধ্যে, জেট থ্রাস্ট তৈরি করে। একটি বাষ্প টারবাইনের সুবিধার মধ্যে রয়েছে উচ্চ গতি, উল্লেখযোগ্য শক্তি এবং উচ্চ শক্তির ঘনত্ব। বাষ্প টারবাইনের দক্ষতা 25% এ পৌঁছেছে। এটি বাড়ানো যেতে পারে যদি টারবাইনে একাধিক চাপের মাত্রা থাকে, যার মধ্যে অগ্রভাগ এবং রটার ব্লেড থাকে যা বিকল্প হয়। এই জাতীয় টারবাইনে বাষ্পের গতি কার্যকরী ব্লেডে হ্রাস পায় এবং তারপরে (অগ্রভাগ দিয়ে যাওয়ার পরে) চাপ হ্রাসের কারণে আবার বৃদ্ধি পায়। এইভাবে, ডিগ্রী থেকে ডিগ্রীতে, বাষ্পের চাপ ক্রমাগত হ্রাস পায় এবং এটি বারবার কাজ করে। আধুনিক টারবাইনে পর্যায় সংখ্যা 30 এ পৌঁছায়।
টারবাইনের অসুবিধা হ'ল জড়তা, ঘূর্ণন গতি নিয়ন্ত্রণ করতে অক্ষমতা এবং বিপরীত গতির অভাব।
ইকোলজিস্ট। পাওয়ার প্ল্যান্টে বাষ্প টারবাইন ব্যবহারের জন্য পুকুরের জন্য বড় জায়গা বরাদ্দ করা প্রয়োজন যেখানে নিষ্কাশন বাষ্প ঠান্ডা হয়। পাওয়ার প্ল্যান্টের ক্ষমতা বৃদ্ধির সাথে সাথে, জলের প্রয়োজনীয়তা তীব্রভাবে বৃদ্ধি পায়, উপরন্তু, বাষ্প শীতল করার ফলে, পরিবেশে প্রচুর পরিমাণে তাপ নির্গত হয়, যা আবার তাপীয় উত্তেজনা এবং তাপমাত্রা বৃদ্ধির দিকে পরিচালিত করে। পৃথিবী
ঐতিহাসিক। তাপ ইঞ্জিন জেট ইঞ্জিন অন্তর্ভুক্ত. এই জাতীয় ইঞ্জিনগুলির তত্ত্বটি ইকে সিওলকোভস্কির রচনায় পুনরুত্পাদন করা হয়েছে, যা 20 শতকের শুরুতে লেখা হয়েছিল এবং তাদের ভূমিকা অন্য ইউক্রেনীয় উদ্ভাবক - এসপি কোরোলেভের নামের সাথে যুক্ত। বিশেষ করে, তার নেতৃত্বে, বিমানে ব্যবহৃত প্রথম জেট ইঞ্জিনগুলি তৈরি করা হয়েছিল (1942), এবং পরে (1957) প্রথম মহাকাশ উপগ্রহ এবং প্রথম মানববাহী মহাকাশযান উৎক্ষেপণ করা হয়েছিল (1961)। জেট ইঞ্জিনের অপারেটিং নীতি কি?
মেকানিক। যে তাপ ইঞ্জিনগুলি জেট প্রপালশন এবং গ্যাস লিকেজ ব্যবহার করে তাদের জেট ইঞ্জিন বলা হয়। তাদের ক্রিয়াকলাপের নীতিটি হ'ল জ্বালানী, পোড়ালে, গ্যাসে পরিণত হয়, যা ইঞ্জিনের অগ্রভাগ থেকে উচ্চ গতিতে প্রবাহিত হয়, বিমানটিকে বিপরীত দিকে যেতে বাধ্য করে। আসুন এই ধরনের ইঞ্জিনের বেশ কয়েকটি ধরন দেখি।
সবচেয়ে সহজ ডিজাইনের একটি হল রামজেট ইঞ্জিন। এটি এমন একটি পাইপ যার মধ্যে আসন্ন প্রবাহ বায়ুকে জোর করে এবং তরল জ্বালানী এতে প্রবেশ করানো হয় এবং প্রজ্বলিত হয়। গরম গ্যাসগুলি উচ্চ গতিতে পাইপ থেকে উড়ে যায়, এটিকে জেট থ্রাস্ট দেয়। এই ইঞ্জিনের অসুবিধা হ'ল থ্রাস্ট তৈরি করার জন্য এটিকে অবশ্যই বাতাসের সাপেক্ষে চলতে হবে, অর্থাৎ এটি নিজে থেকে উঠতে পারে না। সর্বোচ্চ গতি 6000 - 7000 কিমি/ঘন্টা।
যদি একটি জেট ইঞ্জিনে একটি টারবাইন এবং একটি কম্প্রেসার থাকে, তবে এই ধরনের ইঞ্জিনকে টারবোকম্প্রেসার বলা হয়। এই জাতীয় ইঞ্জিনের অপারেশন চলাকালীন, বায়ু গ্রহণের মাধ্যমে কম্প্রেসারে প্রবেশ করে, যেখানে এটি সংকুচিত হয় এবং দহন চেম্বারে সরবরাহ করা হয়, যেখানে জ্বালানী ইনজেকশন করা হয়। এখানে এটি প্রজ্বলিত হয়, দহন পণ্যগুলি টারবাইনের মধ্য দিয়ে যায়, যা কম্প্রেসারকে ঘোরায় এবং অগ্রভাগের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয়, জেট থ্রাস্ট তৈরি করে।
পাওয়ার ডিস্ট্রিবিউশনের উপর নির্ভর করে, এই ইঞ্জিনগুলি টার্বোজেট এবং টার্বোপ্রপ এ বিভক্ত। পূর্ববর্তীরা তাদের শক্তির বেশির ভাগ ব্যয় করে জেট থ্রাস্টে, আর পরেরটি তাদের বেশিরভাগ শক্তি গ্যাস টারবাইন ঘোরাতে ব্যয় করে।
এই ইঞ্জিনগুলির সুবিধা হল তাদের শক্তি বেশি, যা মহাকাশে উঠানোর জন্য প্রয়োজনীয় উচ্চ গতি প্রদান করে। অসুবিধাগুলি হল বড় মাত্রা, কম দক্ষতা এবং পরিবেশের জন্য তারা যে ক্ষতি করে।
ইকোলজিস্ট। যেহেতু জেট ইঞ্জিনগুলিও জ্বালানী পোড়ায়, তাই তারা, সমস্ত তাপ ইঞ্জিনের মতো, দহনের সময় নির্গত ক্ষতিকারক পদার্থ দিয়ে পরিবেশকে দূষিত করে। এগুলি হল কার্বন ডাই অক্সাইড (CO 2), কার্বন মনোক্সাইড (CO), সালফার যৌগ, নাইট্রোজেন অক্সাইড এবং অন্যান্য। যদি অটোমোবাইল ইঞ্জিনগুলি চালানোর সময় এই পদার্থের ভর কিলোগ্রামের পরিমাণ হয় তবে এখন সেগুলি টন এবং সেন্টার। এছাড়াও, উচ্চ-উচ্চতায় বিমানের ফ্লাইট, মহাকাশ রকেটের উৎক্ষেপণ এবং সামরিক ব্যালিস্টিক ক্ষেপণাস্ত্রের ফ্লাইট বায়ুমণ্ডলের ওজোন স্তরকে নেতিবাচকভাবে প্রভাবিত করে, এটি ধ্বংস করে। এটি অনুমান করা হয় যে স্পেস শাটলের একশটি পরপর উৎক্ষেপণ পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলের প্রতিরক্ষামূলক ওজোন স্তরকে প্রায় সম্পূর্ণরূপে ধ্বংস করতে পারে, শিক্ষক। ভবিষ্যতের ইঞ্জিনগুলি কেমন হওয়া উচিত? মেকানিক। বেশিরভাগ বিশেষজ্ঞরা বিশ্বাস করেন যে এগুলি হাইড্রোজেন ইঞ্জিন হওয়া উচিত, অর্থাৎ যেগুলিতে হাইড্রোজেন অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া করে, ফলে জল তৈরি হয়। এই দিকে পরিচালিত উন্নয়নগুলি এই ধরনের ইঞ্জিনগুলির বিভিন্ন ডিজাইন দেয়: যেখানে ট্যাঙ্কগুলি উপযুক্ত গ্যাসে ভরা থাকে, সেগুলি থেকে মেশিনগুলি যেখানে জ্বালানী চিনির সিরাপ। এমন নকশাও রয়েছে যেখানে জ্বালানি তেল, অ্যালকোহল এমনকি জৈবিক বর্জ্য। কিন্তু এখনও পর্যন্ত, এই সমস্ত ইঞ্জিনগুলি শুধুমাত্র পরীক্ষামূলক নমুনার আকারে বিদ্যমান, যা এখনও শিল্প উৎপাদনে প্রবর্তিত হতে অনেক দূরে। যাইহোক, এমনকি এই উন্নয়নগুলি আশা দেয় যে ভবিষ্যতে আমরা আধুনিক গাড়ির চেয়ে অনেক বেশি পরিবেশ বান্ধব গাড়ি পাব। এবং যদিও আমরা এখনও এমন একটি তাপ ইঞ্জিন তৈরি করতে সফল হইনি যা পরিবেশকে মোটেও দূষিত করবে না, আমরা এর জন্য চেষ্টা করব।
III. বাড়ির কাজ
আপনার হোমওয়ার্ক পরীক্ষা করুন
বিকল্প 1
1. পিস্টনের নিচে গ্যাসের চাপ 490 kPa। একটি গ্যাস তার প্রাথমিক তাপমাত্রার দ্বিগুণ তাপমাত্রায় ধ্রুবক চাপে উত্তপ্ত হলে কত কাজ করে? প্রাথমিক গ্যাসের পরিমাণ 10 লি.
2. বাষ্প 500 °C তাপমাত্রায় টারবাইনে প্রবেশ করে এবং 30 °C তাপমাত্রায় প্রস্থান করে। টারবাইন একটি আদর্শ তাপ ইঞ্জিন ধরে নিই, এর কার্যকারিতা গণনা করুন।
3. অথবা প্লাগ-ইন ফ্রিজের দরজা খোলা রাখলে ঘরের বাতাস কি ঠান্ডা হয়ে যাবে?
বিকল্প 2
1. তাপমাত্রা 20 K বৃদ্ধি পেলে 200 গ্রাম হিলিয়ামের অভ্যন্তরীণ শক্তির কত পরিবর্তন হয়?
2. একটি আদর্শ মেশিনের হিটারের তাপমাত্রা হল 117 °C, এবং রেফ্রিজারেটরের তাপমাত্রা হল 27 °C৷ 1 সেকেন্ডে মেশিনটি হিটার থেকে যে পরিমাণ তাপ পায় তা হল 60 kJ। মেশিনের কার্যকারিতা, রেফ্রিজারেটর 1 সেকেন্ডে যে পরিমাণ তাপ নেয় এবং মেশিনের শক্তি গণনা করুন।
3. কখন একটি তাপ ইঞ্জিনের কার্যক্ষমতা বেশি হয়: ঠান্ডা বা গরম আবহাওয়ায়?
অ্যানেক্স 1
I. Polzunov দ্বারা বাষ্প ইঞ্জিন
জেমস ওয়াট নিউকমেনের স্টিম পাম্পের উন্নতি সাধন করেন, এর কার্যক্ষমতা বৃদ্ধি করেন। 1775 সালে উত্পাদিত তার বাষ্প ইঞ্জিনগুলি গ্রেট ব্রিটেনের অনেক কারখানায় পরিচালিত হয়েছিল।
কিছু ইঞ্জিন বিবরণ |
কার্বুরেটর ইঞ্জিন |
ডিজেল ইঞ্জিন |
কাজের তরল |
গ্যাসোলিন দহন পণ্য |
ডিজেল জ্বালানী দহন পণ্য |
ডিজেল জ্বালানী |
||
সিলিন্ডারের চাপ |
1.5 106-3.5 106 Pa |
|
সংকুচিত বায়ু তাপমাত্রা |
||
দহন পণ্যের তাপমাত্রা |
||
20-25% (35% পর্যন্ত) |
30-38% (45% পর্যন্ত) |
|
ব্যবহার |
অপেক্ষাকৃত কম শক্তির হালকা মোবাইল যানবাহনে (যাত্রী গাড়ি, মোটরসাইকেল ইত্যাদি) |
উচ্চ ক্ষমতার ট্রাক, ট্রাক্টর, প্রাইম মুভার, ডিজেল লোকোমোটিভ, স্থির তাপবিদ্যুৎ কেন্দ্র স্থাপনায় |
সৃষ্টির ইতিহাস |
প্রথম পেটেন্ট 1860 সালে ফরাসি Lenoir দ্বারা; 1878 সালে দক্ষতা = 2% সহ একটি ইঞ্জিন নির্মিত হয়েছিল (জার্মান উদ্ভাবক অটো এবং প্রকৌশলী ল্যাঙ্গেন) |
1893 সালে জার্মান ইঞ্জিনিয়ার আর ডিজেল তৈরি করেছিলেন |
পরিশিষ্ট 3
জেট ইঞ্জিন ডিজাইন ডায়াগ্রাম
পৃথক স্লাইড দ্বারা উপস্থাপনা বর্ণনা:
1 স্লাইড
স্লাইড বর্ণনা:
তাপ ইঞ্জিন. দক্ষতা তাপ ইঞ্জিন. জাতীয় অর্থনীতিতে তাপ ইঞ্জিনের ভূমিকা
2 স্লাইড
স্লাইড বর্ণনা:
তাপ ইঞ্জিন হল এমন একটি যন্ত্র যেখানে অভ্যন্তরীণ শক্তি যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তরিত হয়। তাপ ইঞ্জিনের উদাহরণ: অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিন (আইসিই) ক) কার্বুরেটর ইঞ্জিন খ) ডিজেল ইঞ্জিন গ) জেট ইঞ্জিন বাষ্প এবং গ্যাস টারবাইন। একটি তাপ ইঞ্জিন কি?
3 স্লাইড
স্লাইড বর্ণনা:
প্রথম তাপ ইঞ্জিন কে এবং কখন আবিষ্কার করেন? দেবী পাপিন একজন ইংরেজ পদার্থবিদ, যিনি বাষ্প ইঞ্জিনের অন্যতম উদ্ভাবক। 1680 - 1681 সালে বাষ্প বয়লার আবিষ্কার করেন। - এটি একটি 1690 সুরক্ষা ভালভ দিয়ে সজ্জিত। - তিনিই প্রথম যিনি একটি পিস্টন উত্তোলনের জন্য বাষ্প ব্যবহার করেন এবং একটি বাষ্প ইঞ্জিনের বন্ধ থার্মোডাইনামিক চক্র বর্ণনা করেন। 1707 - আপনার ইঞ্জিনের একটি বিবরণ প্রদান করা হয়েছে
4 স্লাইড
স্লাইড বর্ণনা:
কে এবং কখন এটি নির্মাণ? 18 শতকের শেষের দিকে - প্রথম বাষ্প ইঞ্জিন নির্মিত হয়েছিল। 1774 - ইংরেজ উদ্ভাবক জেমস ওয়াট প্রথম সর্বজনীন বাষ্প ইঞ্জিন তৈরি করেন। 1775 থেকে 1785 সাল পর্যন্ত ওয়াটের কোম্পানি 56টি বাষ্পীয় ইঞ্জিন তৈরি করেছিল। 1785 থেকে 1795 সাল পর্যন্ত - একই কোম্পানি ইতিমধ্যে 144 টি মেশিন সরবরাহ করেছে।
5 স্লাইড
স্লাইড বর্ণনা:
প্রথম বাষ্প গাড়ি 1770 জিন কুগনোট - ফরাসি প্রকৌশলী, কামানের টুকরোগুলি সরানোর জন্য ডিজাইন করা প্রথম স্ব-চালিত কার্ট তৈরি করেছিলেন
6 স্লাইড
স্লাইড বর্ণনা:
"ছোট ভাই" - বাষ্প লোকোমোটিভ 1803। - ইংরেজ উদ্ভাবক রিচার্ড ট্রেভিথিক প্রথম বাষ্পীয় লোকোমোটিভ ডিজাইন করেন। 5 বছর পর, ট্রেভিথিক একটি নতুন লোকোমোটিভ তৈরি করেন। এটি 1816 সালে 30 কিমি/ঘন্টা পর্যন্ত গতিতে পৌঁছেছিল। - কোন সমর্থন না পেয়ে, ট্রেভিথিক ভেঙে পড়েন এবং দক্ষিণ আমেরিকা চলে যান
7 স্লাইড
স্লাইড বর্ণনা:
সিদ্ধান্তমূলক ভূমিকা 1781-1848 - ইংরেজ ডিজাইনার এবং উদ্ভাবক জর্জ স্টিফেনসন 1814 - বাষ্প ইঞ্জিন নির্মাণ শুরু. 1823 - 1829 সালে বিশ্বের প্রথম বাষ্প লোকোমোটিভ প্ল্যান্ট প্রতিষ্ঠা করেন। - সেরা লোকোমোটিভের প্রতিযোগিতায়, স্টিফেনসনের বাষ্প লোকোমোটিভ "রকেট" প্রথম স্থান অধিকার করেছিল। এর শক্তি ছিল 13 hp এবং এর গতি ছিল 47 কিমি/ঘন্টা।
8 স্লাইড
স্লাইড বর্ণনা:
অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিন 1860 - ফরাসি মেকানিক লেনোয়ার 1878 সালে অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিন আবিষ্কার করেন। - জার্মান উদ্ভাবক অটো একটি চার-স্ট্রোক অভ্যন্তরীণ জ্বলন ইঞ্জিন ডিজাইন করেছিলেন। 1825 - জার্মান উদ্ভাবক ডেমলার গ্যাসোলিন অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিন তৈরি করেছিলেন প্রায় একই সময়ে, রাশিয়ায় কোস্টোভিচ গ্যাসোলিন ইঞ্জিন তৈরি করেছিলেন।
স্লাইড 9
স্লাইড বর্ণনা:
ডিজেল ইঞ্জিন 1896 - জার্মান প্রকৌশলী রুডলফ ডিজেল একটি অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিন ডিজাইন করেছিলেন যাতে এটি দহনযোগ্য মিশ্রণ ছিল না যা সংকুচিত হয়েছিল, তবে বায়ু। এগুলি হল সবচেয়ে সাশ্রয়ী হিট ইঞ্জিনগুলি 1) তারা সস্তা ধরণের জ্বালানীতে কাজ করে 2) 29 সেপ্টেম্বর, 1913 এগুলির কার্যকারিতা 31-44%। আমি লন্ডনের উদ্দেশ্যে একটি জাহাজে চড়েছিলাম। পরদিন সকালে তাকে কেবিনে পাওয়া যায়নি। ধারণা করা হচ্ছে, রাতে ইংলিশ চ্যানেলের পানিতে ঝাঁপ দিয়ে তিনি আত্মহত্যা করেছেন।
10 স্লাইড
স্লাইড বর্ণনা:
তাপ ইঞ্জিনগুলি বিভিন্ন উপায়ে ডিজাইন করা যেতে পারে, তবে যে কোনও তাপ ইঞ্জিনে অবশ্যই একটি কার্যকারী পদার্থ থাকতে হবে, বা এমন একটি শরীর যা মেশিনের কার্যকারী অংশে যান্ত্রিক কাজ করে, একটি হিটার যেখানে কার্যকারী পদার্থ শক্তি গ্রহণ করে এবং একটি রেফ্রিজারেটর যা গ্রহণ করে। কাজ তরল থেকে তাপ দূরে. কার্যকারী পদার্থ জলীয় বাষ্প বা গ্যাস হতে পারে।
11 স্লাইড
স্লাইড বর্ণনা:
12 স্লাইড
স্লাইড বর্ণনা:
একটি তাপ ইঞ্জিনের দক্ষতা (মেশিন) একটি তাপ ইঞ্জিনের দক্ষতা (দক্ষতা) হিটার থেকে প্রাপ্ত তাপের পরিমাণের সাথে ইঞ্জিন দ্বারা সম্পাদিত কাজের অনুপাত: যেকোনো তাপ ইঞ্জিনের কার্যক্ষমতা একের কম এবং প্রকাশ করা হয় শতাংশ হিসাবে। হিটার থেকে প্রাপ্ত তাপের পুরো পরিমাণকে যান্ত্রিক কাজে রূপান্তর করার অসম্ভবতা হল একটি চক্রীয় প্রক্রিয়া সংগঠিত করার প্রয়োজনের জন্য মূল্য পরিশোধ করা এবং তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় আইন থেকে অনুসরণ করা। এটা কি?
স্লাইড 13
স্লাইড বর্ণনা:
কার্নোট চক্র। একটি আদর্শ তাপ ইঞ্জিনের কার্যকারিতা হিটার থিয়েট এবং রেফ্রিজারেটর Tcol-এর প্রদত্ত তাপমাত্রায় সর্বোচ্চ দক্ষতা একটি তাপ ইঞ্জিন রয়েছে যেখানে কার্যকারী তরল কার্নোট চক্র অনুসারে প্রসারিত এবং সংকুচিত হয়, যার গ্রাফ দুটি আইসোথার্ম (2-3 এবং 4) নিয়ে গঠিত -1) এবং দুটি অদিব্যাট (3-4 এবং 1-2)।
14 স্লাইড
স্লাইড বর্ণনা:
প্রকৃত তাপ ইঞ্জিনগুলিতে, ইঞ্জিনের পরীক্ষামূলক যান্ত্রিক শক্তি N এবং প্রতি ইউনিট সময় জ্বালানীর পরিমাণ দ্বারা দক্ষতা নির্ধারণ করা হয়। এইভাবে, যদি সময়ে t ভর m এবং দহন q এর নির্দিষ্ট তাপ সহ জ্বালানী পোড়ানো হয়, তবে যানবাহনের ক্ষেত্রে রেফারেন্স বৈশিষ্ট্যটি প্রায়শই যান্ত্রিক ইঞ্জিন শক্তি N এবং গতিতে পথের পাশে জ্বালানীর ভলিউম V হয়। এই ক্ষেত্রে, জ্বালানীর ঘনত্ব r বিবেচনা করে, আমরা দক্ষতা গণনা করার জন্য সূত্রটি লিখতে পারি:
15 স্লাইড
স্লাইড 17
স্লাইড বর্ণনা:
গ্রিনহাউস প্রভাব হল বায়ুমণ্ডলে কার্বন ডাই অক্সাইডের ঘনত্ব (তাপ ইঞ্জিনের হিটারে দহনের একটি পণ্য) বৃদ্ধি। কার্বন ডাই অক্সাইড সূর্য থেকে দৃশ্যমান এবং অতিবেগুনী বিকিরণকে অতিক্রম করতে দেয়, কিন্তু পৃথিবী থেকে মহাশূন্যে অবলোহিত বিকিরণ শোষণ করে। এটি বায়ুমণ্ডলের নিম্ন স্তরের তাপমাত্রা বৃদ্ধি, হারিকেন বায়ু বৃদ্ধি এবং বিশ্বব্যাপী বরফ গলে যাওয়ার দিকে পরিচালিত করে। বন্যপ্রাণীর উপর বিষাক্ত নিষ্কাশন গ্যাসের সরাসরি প্রভাব (কার্সিনোজেন, ধোঁয়াশা, দহন উপজাত থেকে অ্যাসিড বৃষ্টি)। বিমানের ফ্লাইট এবং রকেট উৎক্ষেপণের সময় ওজোন স্তরের ধ্বংস। উপরের বায়ুমণ্ডলে অবস্থিত ওজোন সূর্যের অতিরিক্ত অতিবেগুনী বিকিরণ থেকে পৃথিবীর সমস্ত প্রাণকে রক্ষা করে। তাপ ইঞ্জিনের পরিবেশগত পরিণতি
18 স্লাইড
স্লাইড বর্ণনা:
একজন ব্যক্তি তিন বছরের জন্য একটি গাড়ি কেনার পরিকল্পনা করছেন, কিন্তু ডিজেল ইঞ্জিন সহ একটি গাড়ি কেনার সিদ্ধান্ত নিতে পারেন না, যার দাম $23,000, নাকি একটি পেট্রল ইঞ্জিন সহ একটি গাড়ি, যার দাম $20,000৷ গাড়ির শক্তি একই এবং 100 কিলোওয়াটের সমান। এক বছরের মধ্যে, তিনি প্রায় 10 হাজার কিলোমিটার গাড়ি চালিয়ে যাওয়ার পরিকল্পনা করেছেন। গড় গতি 72 কিমি/ঘন্টা। কোন ক্রয় বিকল্প আরো অর্থনৈতিকভাবে লাভজনক হবে? প্রতি লিটার মূল্য: ডিজেল জ্বালানী 15 রুবেল, পেট্রল 18 রুবেল। পেট্রল ঘনত্ব 710 kg/m3 ডিজেল। জ্বালানী 820 kg/m3। দহনের নির্দিষ্ট তাপ যথাক্রমে 156*10^6 J/kg, 127*10^6। জে/কেজি।
বর্তমানে, মানব উৎপাদন ক্রিয়াকলাপের একটি একক অঞ্চলের নাম দেওয়া অসম্ভব যেখানে তাপ ইনস্টলেশন ব্যবহার করা হয় না। মহাকাশ প্রযুক্তি, ধাতুবিদ্যা, মেশিন টুল বিল্ডিং, পরিবহন, শক্তি, কৃষি, রাসায়নিক শিল্প, খাদ্য উত্পাদন - এটি জাতীয় অর্থনীতির সেক্টরগুলির একটি সম্পূর্ণ তালিকা নয় যেখানে তাপ ইনস্টলেশন সম্পর্কিত বৈজ্ঞানিক এবং প্রযুক্তিগত সমস্যাগুলি সমাধান করতে হবে।
তাপ ইঞ্জিন এবং তাপীয় ইনস্টলেশনে, তাপ কাজ বা কাজ তাপে রূপান্তরিত হয়।
একটি বাষ্প টারবাইন একটি তাপ ইঞ্জিন যেখানে বাষ্পের সম্ভাব্য শক্তি গতিশক্তিতে এবং গতিশক্তিকে রটারের ঘূর্ণনের যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তরিত করা হয়। টারবাইন রটারটি সরাসরি ওয়ার্কিং মেশিনের শ্যাফ্টের সাথে সংযুক্ত থাকে, যা একটি বৈদ্যুতিক জেনারেটর, একটি প্রপেলার ইত্যাদি হতে পারে।
রেল পরিবহনে তাপ ইঞ্জিন ব্যবহার বিশেষ করে বড়, কারণ রেলপথে ডিজেল লোকোমোটিভের আবির্ভাবের সাথে, সমস্ত দিক থেকে বেশিরভাগ পণ্য ও যাত্রী পরিবহনের সুবিধা হয়েছে। ডিজেল লোকোমোটিভগুলি অর্ধ শতাব্দীরও বেশি আগে V.I এর উদ্যোগে সোভিয়েত রেলওয়েতে উপস্থিত হয়েছিল। লেনিন। ডিজেল ইঞ্জিন সরাসরি ডিজেল লোকোমোটিভ চালায় এবং বৈদ্যুতিক ট্রান্সমিশন, বৈদ্যুতিক কারেন্ট জেনারেটর এবং বৈদ্যুতিক মোটরের সাহায্যে। প্রতিটি ডিজেল লোকোমোটিভের সাথে একই শ্যাফটে একটি সরাসরি বর্তমান জেনারেটর রয়েছে। জেনারেটর দ্বারা উত্পন্ন বৈদ্যুতিক প্রবাহ ডিজেল লোকোমোটিভের অক্ষগুলিতে অবস্থিত ট্র্যাকশন মোটরগুলিতে প্রবেশ করে। একটি ডিজেল লোকোমোটিভ একটি বৈদ্যুতিক লোকোমোটিভের চেয়ে জটিল এবং এর খরচ বেশি, তবে এটির জন্য যোগাযোগ নেটওয়ার্ক বা ট্র্যাকশন সাবস্টেশনের প্রয়োজন হয় না। একটি ডিজেল লোকোমোটিভ যেখানেই রেলওয়ে ট্র্যাক স্থাপন করা হয় সেখানে ব্যবহার করা যেতে পারে এবং এটি এর বিশাল সুবিধা। ডিজেল একটি অর্থনৈতিক ইঞ্জিন; একটি ডিজেল লোকোমোটিভের পেট্রোলিয়াম জ্বালানি দীর্ঘ ভ্রমণের জন্য যথেষ্ট। বড় এবং ভারী কার্গো পরিবহনের জন্য, ভারী ট্রাক তৈরি করা হয়েছিল, যেখানে পেট্রল ইঞ্জিনগুলি আরও শক্তিশালী ডিজেল ইঞ্জিন দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়েছিল। একই ইঞ্জিন ট্রাক্টর, কম্বাইন এবং জাহাজে কাজ করে। এই ইঞ্জিনগুলির ব্যবহার মানুষের কাজকে ব্যাপকভাবে সহজ করে তোলে। 1897 সালে, জার্মান প্রকৌশলী আর. ডিজেল একটি কম্প্রেশন ইগনিশন ইঞ্জিনের প্রস্তাব করেছিলেন যা কেবল পেট্রল নয়, অন্য যে কোনও জ্বালানীতেও চলতে পারে: কেরোসিন, তেল। ইঞ্জিনগুলিকে ডিজেলও বলা হত।
তাপ ইঞ্জিনের ইতিহাস অনেক পিছনে যায়। দুই হাজার বছরেরও বেশি আগে, খ্রিস্টপূর্ব তৃতীয় শতাব্দীতে। যুগে, মহান গ্রীক মেকানিক এবং গণিতবিদ আর্কিমিডিস একটি কামান তৈরি করেছিলেন যা বাষ্প ব্যবহার করে নিক্ষেপ করেছিল।
আজ বিশ্বে লক্ষ লক্ষ তাপ ইঞ্জিন রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, গাড়ি, জাহাজ, ট্রাক্টর, মোটর বোট ইত্যাদিতে অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিনগুলি ইনস্টল করা হয়৷ দেহের তাপমাত্রার পরিবর্তনের সাথে ক্রমাগত তাদের আয়তনের পরিবর্তনের সাথে পর্যবেক্ষণ করা হয় যেটি দূরবর্তী প্রাচীনকালের, তবে, পরম সংকল্প এই পরিবর্তনের অনুপাতের মান শুধুমাত্র আধুনিক সময়ের অন্তর্গত। থার্মোমিটার আবিষ্কারের আগে, এই জাতীয় সংজ্ঞাগুলি অবশ্যই চিন্তা করা যেত না, তবে থার্মোমেট্রির বিকাশের সাথে সাথে এই সংযোগের একটি সঠিক অধ্যয়ন একেবারে প্রয়োজনীয় হয়ে ওঠে। তদুপরি, গত 18 শতকের শেষের দিকে এবং বর্তমান 19 শতকের শুরুতে, অনেকগুলি বিভিন্ন ঘটনা সঞ্চিত হয়েছিল যা তাপ থেকে দেহের প্রসারণের যত্নশীল পরিমাপকে উদ্বুদ্ধ করেছিল; এগুলি ছিল: উচ্চতা নির্ধারণের সময় ব্যারোমেট্রিক রিডিং সংশোধন করার প্রয়োজন, জ্যোতির্বিজ্ঞানের প্রতিসরণ নির্ধারণ, গ্যাস এবং বাষ্পের স্থিতিস্থাপকতার প্রশ্ন, বৈজ্ঞানিক যন্ত্র এবং প্রযুক্তিগত উদ্দেশ্যে ধাতুর ধীরে ধীরে ক্রমবর্ধমান ব্যবহার ইত্যাদি।
প্রথমত, স্বাভাবিকভাবেই, আমি বায়ু সম্প্রসারণের সংজ্ঞার দিকে ফিরেছি, যা এর মাত্রায় সবচেয়ে আকর্ষণীয় এবং সবচেয়ে সহজে পরিমাপযোগ্য বলে মনে হয়েছিল। অনেক পদার্থবিজ্ঞানী শীঘ্রই প্রচুর পরিমাণে ফলাফল পেয়েছিলেন, তবে তাদের মধ্যে কিছু ছিল বেশ পরস্পরবিরোধী। অ্যামন্টন, তার স্বাভাবিক থার্মোমিটার নিয়ন্ত্রণ করতে, 0° থেকে 80° R পর্যন্ত উত্তপ্ত হলে বাতাসের প্রসারণ পরিমাপ করেন এবং তুলনামূলকভাবে সঠিকভাবে নির্ধারণ করেন যে এটি 0° এ এর আয়তনের 0.380 হবে। অন্যদিকে, 1705 সালে Nuge, একটি সামান্য পরিবর্তিত ডিভাইস ব্যবহার করে, একবার একটি সংখ্যা দ্বিগুণ বড়, এবং অন্যবার একটি সংখ্যা এমনকি 16 গুণ বড়। La Hire (1708) এছাড়াও Amonton সংখ্যার পরিবর্তে 1.5 এমনকি 3.5 পেয়েছে। Goakesby (1709) 0.455 নম্বর খুঁজে পেয়েছেন; Kryukius (1720) -- 0.411; লগ -- 0.333; বন -- ০.৪৬২; Muschenbreck -- 0.500; ল্যামবার্ট (“Pyrometrie”, p. 47) - 0.375; ডেলুক -- ০.৩৭২; I. T. Meyer - 0.3755 এবং 0.3656; সসুর -- ০.৩৩৯; Vandermonde, Berthollet এবং Monge প্রাপ্ত (1786)- 0.4328। প্রিস্টলি, যিনি বাতাসের প্রসারণের জন্য প্রকৃত সংখ্যা থেকে উল্লেখযোগ্যভাবে বিচ্যুত 0.9375 নম্বর পেয়েছিলেন, তিনি যুক্তি দিয়েছিলেন যে, অক্সিজেন, নাইট্রোজেন, হাইড্রোজেন, কার্বনিক অ্যাসিড, নাইট্রিকের বাষ্প, হাইড্রোক্লোরিক, সালফিউরিক, হাইড্রোফ্লোরিক অ্যাসিড এবং অ্যামোনিয়া - তারা সবই বায়ু থেকে তাদের সম্প্রসারণে। G. G. Schmidt (“Green’s Neues Journ.”, IV, p. 379) প্রাপ্ত সংখ্যা 0.3574, অক্সিজেনের জন্য 0.3213, এবং অবশেষে, হাইড্রোজেন, কার্বনিক অ্যাসিড এবং নাইট্রোজেনের জন্য 0.4400, 0.235 এবং ..274 ডুভারনয় প্রিস্টলির মতামতের পক্ষে ছিলেন, কিন্তু সাধারণত দেখা যায় যে গ্যাসের প্রসারণ সম্পূর্ণরূপে তাপমাত্রার পরিবর্তনের সমানুপাতিক নয়।
তাত্ত্বিক উপাদান
প্রাচীনকাল থেকেই, মানুষ শারীরিক পরিশ্রম থেকে মুক্ত হতে চায় বা কিছু নড়াচড়া করার সময় এটিকে সহজ করতে চেয়েছিল, আরও শক্তি এবং গতি পেতে চায়।
বিমানের কার্পেট, সেভেন-লিগ বুট এবং জাদুকর যা একজন মানুষকে কাঠির ঢেউ দিয়ে দূরবর্তী দেশে নিয়ে যায় সে সম্পর্কে কিংবদন্তি তৈরি করা হয়েছিল। ভারী বোঝা বহন করার সময়, লোকেরা গাড়ি আবিষ্কার করেছিল কারণ এটি রোল করা সহজ। তারপরে তারা প্রাণীদের অভিযোজিত করেছিল - বলদ, হরিণ, কুকুর এবং বেশিরভাগ ঘোড়া। এভাবেই দেখা গেল গাড়ি আর গাড়ি। গাড়িতে, লোকেরা আরামের সন্ধান করেছিল, তাদের আরও বেশি করে উন্নতি করেছিল।
মানুষের গতি বাড়ানোর আকাঙ্ক্ষাও পরিবহন উন্নয়নের ইতিহাসে ঘটনার পরিবর্তনকে ত্বরান্বিত করেছে। গ্রীক "অটোস" - "নিজেকে" এবং ল্যাটিন "মোবিলিস" - "মোবাইল", বিশেষণটি "স্ব-চালিত", আক্ষরিক অর্থে "অটোমোবাইল", ইউরোপীয় ভাষায় গঠিত হয়েছিল।
এটি ঘড়ি, স্বয়ংক্রিয় পুতুল, সমস্ত ধরণের প্রক্রিয়াতে, সাধারণভাবে, এমন সমস্ত কিছুতে প্রযোজ্য যা একজন ব্যক্তির "চলমান", "উন্নতি" এর এক ধরণের সংযোজন হিসাবে কাজ করে। 18 শতকে, তারা বাষ্প শক্তি দিয়ে জনশক্তি প্রতিস্থাপন করার চেষ্টা করেছিল এবং ট্র্যাকলেস গাড়িতে "কার" শব্দটি প্রয়োগ করেছিল।
1885-1886 সালে উদ্ভাবিত এবং নির্মিত একটি অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিন সহ প্রথম "পেট্রোল কার" থেকে একটি গাড়ির বয়স কেন শুরু হয়? যেন ভুলে যাওয়া বাষ্প এবং ব্যাটারি (বৈদ্যুতিক) ক্রুদের কথা। আসল বিষয়টি হ'ল অভ্যন্তরীণ জ্বলন ইঞ্জিন পরিবহন প্রযুক্তিতে একটি সত্যিকারের বিপ্লব করেছে। দীর্ঘ সময়ের জন্য, এটি একটি গাড়ির ধারণার সাথে সবচেয়ে সামঞ্জস্যপূর্ণ হয়ে উঠেছে এবং তাই দীর্ঘ সময়ের জন্য তার প্রভাবশালী অবস্থান ধরে রেখেছে। অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিন সহ যানবাহনের অংশ আজ বিশ্বব্যাপী সড়ক পরিবহনের 99.9% এরও বেশি।<Приложение 1>
তাপ ইঞ্জিনের প্রধান অংশ
আধুনিক প্রযুক্তিতে যান্ত্রিক শক্তি মূলত জ্বালানির অভ্যন্তরীণ শক্তি থেকে পাওয়া যায়। যে ডিভাইসগুলিতে অভ্যন্তরীণ শক্তি যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তরিত হয় তাদের তাপ ইঞ্জিন বলে। একটি হিটার নামক একটি ডিভাইসে জ্বালানী জ্বালিয়ে কাজ সম্পাদন করতে, আপনি একটি সিলিন্ডার ব্যবহার করতে পারেন যেখানে গ্যাস উত্তপ্ত এবং প্রসারিত হয় এবং একটি পিস্টন সরানো হয়।<Приложение 3>যে গ্যাসের প্রসারণের ফলে পিস্টন নড়াচড়া করে তাকে কার্যকারী তরল বলে। গ্যাস প্রসারিত হয় কারণ এর চাপ বাইরের চাপের চেয়ে বেশি। কিন্তু গ্যাস প্রসারিত হওয়ার সাথে সাথে এর চাপ কমে যায় এবং শীঘ্রই বা পরে এটি বাহ্যিক চাপের সমান হয়ে যায়। তাহলে গ্যাসের প্রসারণ শেষ হয়ে যাবে এবং কাজ করা বন্ধ হয়ে যাবে।
কি করা উচিত যাতে তাপ ইঞ্জিনের অপারেশন বন্ধ না হয়? ইঞ্জিনটি অবিচ্ছিন্নভাবে কাজ করার জন্য, এটি প্রয়োজনীয় যে পিস্টন, গ্যাস প্রসারিত করার পরে, প্রতিবার তার আসল অবস্থানে ফিরে আসে, গ্যাসটিকে তার আসল অবস্থায় সংকুচিত করে। একটি গ্যাসের সংকোচন শুধুমাত্র একটি বাহ্যিক শক্তির প্রভাবে ঘটতে পারে, যা এই ক্ষেত্রে কাজ করে (এই ক্ষেত্রে গ্যাসের চাপ বল নেতিবাচক কাজ করে)। এর পরে, গ্যাস সম্প্রসারণ এবং সংকোচন প্রক্রিয়া আবার ঘটতে পারে। এর মানে হল যে একটি তাপ ইঞ্জিনের ক্রিয়াকলাপ অবশ্যই প্রসারণ এবং সংকোচনের পর্যায়ক্রমে পুনরাবৃত্তি প্রক্রিয়া (চক্র) নিয়ে গঠিত।
ছবি 1
চিত্র 1 গ্রাফিকভাবে গ্যাসের প্রসারণ (লাইন AB) এবং মূল আয়তনে (লাইন সিডি) সংকোচনের প্রক্রিয়াগুলিকে চিত্রিত করে। সম্প্রসারণ প্রক্রিয়া চলাকালীন গ্যাস দ্বারা করা কাজটি ধনাত্মক (AF > 0) এবং সংখ্যাগতভাবে ABEF চিত্রের ক্ষেত্রফলের সমান। কম্প্রেশনের সময় গ্যাসের কাজ নেতিবাচক (যেহেতু AF< 0) и численно равна площади фигуры CDEF. Полезная работа за этот цикл численно равна разности площадей под кривыми АВ и CD (закрашена на рисунке).
একটি হিটার, কাজের তরল এবং রেফ্রিজারেটরের উপস্থিতি যে কোনও তাপ ইঞ্জিনের ক্রমাগত চক্রাকার অপারেশনের জন্য একটি মৌলিকভাবে প্রয়োজনীয় শর্ত।
তাপ ইঞ্জিন দক্ষতা
কার্যকারী তরল, হিটার থেকে একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ তাপ Q1 গ্রহণ করে, এই পরিমাণ তাপের একটি অংশ, মডুলাস |Q2| এর সমান, রেফ্রিজারেটরে দেয়। অতএব, করা কাজটি A = Q1 -- |Q2| এর চেয়ে বেশি হতে পারে না। হিটার থেকে প্রসারিত গ্যাস দ্বারা প্রাপ্ত তাপের পরিমাণের সাথে এই কাজের অনুপাতকে তাপ ইঞ্জিনের দক্ষতা বলা হয়:
একটি বদ্ধ চক্রে কাজ করা একটি তাপ ইঞ্জিনের কার্যকারিতা সর্বদা একের চেয়ে কম। তাপবিদ্যুৎ প্রকৌশলের কাজ হল কার্যক্ষমতাকে যথাসম্ভব উচ্চতর করা, অর্থাৎ হিটার থেকে প্রাপ্ত তাপের যতটা সম্ভব ব্যবহার করে কাজ উৎপাদন করা। এটা কিভাবে অর্জন করা সম্ভব?
প্রথমবারের মতো, 1824 সালে ফরাসি পদার্থবিদ এবং প্রকৌশলী এস. কার্নট দ্বারা সমন্বিত আইসোথার্ম এবং অ্যাডিয়াব্যাট সমন্বিত সবচেয়ে নিখুঁত চক্রীয় প্রক্রিয়াটি প্রস্তাব করা হয়েছিল।
কার্নোট চক্র।
আসুন আমরা ধরে নিই যে গ্যাসটি একটি সিলিন্ডারে রয়েছে, যার দেয়াল এবং পিস্টন একটি তাপ-অন্তরক উপাদান দিয়ে তৈরি এবং নীচের অংশটি উচ্চ তাপ পরিবাহিতা সহ একটি উপাদান দিয়ে তৈরি। গ্যাস দ্বারা দখলকৃত আয়তন V1 এর সমান।
চিত্র ২
চলুন সিলিন্ডারটিকে হিটারের সংস্পর্শে নিয়ে আসা যাক (চিত্র 2) এবং গ্যাসটিকে আইসোথার্মালভাবে প্রসারিত হতে দিন এবং কাজ করুন। গ্যাস হিটার থেকে একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ তাপ Q1 গ্রহণ করে। এই প্রক্রিয়াটি গ্রাফিকভাবে একটি আইসোথার্ম (বক্ররেখা AB) দ্বারা উপস্থাপিত হয়।
চিত্র 3
যখন গ্যাসের আয়তন একটি নির্দিষ্ট মানের V1" এর সমান হয়< V2, дно цилиндра изолируют от нагревателя, после этого газ расширяется адиабатно до объема V2, соответствующего максимально возможному ходу поршня в цилиндре (адиабата ВС). При этом газ охлаждается до температуры T2 < T1.
শীতল গ্যাস এখন T2 তাপমাত্রায় আইসোথার্মালভাবে সংকুচিত হতে পারে। এটি করার জন্য, এটিকে অবশ্যই একই তাপমাত্রার টি 2, অর্থাৎ একটি রেফ্রিজারেটরের সাথে একটি শরীরের সংস্পর্শে আনতে হবে এবং গ্যাসটি একটি বাহ্যিক শক্তি দ্বারা সংকুচিত হতে হবে। যাইহোক, এই প্রক্রিয়ায় গ্যাসটি তার আসল অবস্থায় ফিরে আসবে না - এর তাপমাত্রা সর্বদা T1 এর চেয়ে কম থাকবে।
অতএব, আইসোথার্মাল কম্প্রেশন একটি নির্দিষ্ট মধ্যবর্তী ভলিউম V2">V1 (CD আইসোথার্ম) এ আনা হয়। এই ক্ষেত্রে, গ্যাসটি ফ্রিজে সঞ্চালিত কম্প্রেশন কাজের সমান তাপ Q2 এর একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ ছেড়ে দেয়। , গ্যাসটি adiabatically ভলিউম V1 এ সংকুচিত হয়, যখন এর তাপমাত্রা T1 (এডিয়াব্যাটিক DA) এ বেড়ে যায় এখন গ্যাসটি তার আসল অবস্থায় ফিরে এসেছে, যেখানে এর আয়তন V1, তাপমাত্রা T1, চাপ হল p1 এবং চক্রটি হতে পারে আবার পুনরাবৃত্তি।
সুতরাং, ABC বিভাগে গ্যাস কাজ করে (A > 0), এবং CDA বিভাগে কাজটি গ্যাসের উপর করা হয় (A< 0). На участках ВС и AD работа совершается только за счет изменения внутренней энергии газа. Поскольку изменение внутренней энергии UBC = -UDA, то и работы при адиабатных процессах равны: АВС = -АDA. Следовательно, полная работа, совершаемая за цикл, определяется разностью работ, совершаемых при изотермических процессах (участки АВ и CD). Численно эта работа равна площади фигуры, ограниченной кривой цикла ABCD.
QT1- |QT2| এর সমান হিটার থেকে যে পরিমাণ তাপ QT প্রাপ্ত হয় তার একটি অংশই আসলে দরকারী কাজে রূপান্তরিত হয়। সুতরাং, কার্নোট চক্রে, দরকারী কাজ হল A = QT1 - |QT2|।