|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
TEKNOLOJİ TARİHİ, TEKNOLOJİ, ÇEVREMİZDEKİ NESNELER
Dizel. Buluş ve üretim tarihi
Rehber / Teknolojinin, teknolojinin, çevremizdeki nesnelerin tarihi Dizel motor (dizel), sıkıştırma sırasında ısıtılan havanın etkisiyle atomize yakıtın kendiliğinden tutuşması prensibiyle çalışan pistonlu içten yanmalı bir motordur. Dizel motorlar için yakıt aralığı çok geniştir; bu, kerosenden akaryakıta kadar tüm yağ rafine etme fraksiyonlarını ve kolza tohumu yağı, kızartma yağı, palmiye yağı ve diğerleri gibi bir dizi doğal kökenli ürünü içerir. Dizel motor ham petrolle de belli bir başarıyla çalışabilir.
Bildiğiniz gibi, termal motor da dahil olmak üzere herhangi bir motorun performansının değerlendirildiği ana göstergelerden biri verimliliğidir. Yakıtın yanması sırasında açığa çıkan enerji ne kadar fazla faydalı işe dönüştürülürse, çeşitli dönüşümler sırasında o kadar az kayıp olur, o kadar iyidir. Mevcut tüm ısı motorlarında bu kayıplar çok büyüktür, dolayısıyla bunlarda açığa çıkan enerjinin üçte ikisinden fazlası boşa gider. Buradaki sebep nedir? Bunun nedeni kötü tasarım mı, yoksa bir ısı motorunun doğası gereği yüksek verimliliğe sahip olması imkansız mı? Fransız mühendis Carnot, 1824 yılında “Ateşin İtici Gücü Üzerine Düşünceler” adlı klasik eserini yayımladığında bu konuyu ilk düşünen kişi oldu. Carnot, ideal bir ısı makinesinde verimliliğin mümkün olduğu kadar yüksek olması için süreçlerin nasıl ilerlemesi gerektiğini bulma görevini üstlendi. Hesaplamalar yoluyla, sonunda tüm ısı motorlarının çalışmasında, motorun çalışma sıvısının T1 ve T2 sıcaklıkları arasında olduğu (çalışma sıvısı pistonu hareket ettiren gaz; bir buhar motorunda buhar veya bir gaz motorunda patlayıcı bir karışım olabilir) maksimum yararlı işi ve dolayısıyla en yüksek verimliliği elde edebilirsiniz.
Carnot'un kanıtladığı gibi, bu varsayımsal yüksek verimli motorun çalışması dört çevrimden oluşmalıdır. İlk döngüde, çalışma sıvısına bu seviyenin sabit bir sıcaklığında üst T1 seviyesinden ısı Q1 verilir (yani, bu döngüde, gövdenin ısıtılmasıyla elde edilen sabit bir sıcaklığı koruyarak çalışma sıvısının genleşmesi gerekir) ). İkinci çevrim sırasında, çalışma akışkanı, sıcaklığı T2'nin alt seviyesine düşene kadar, ısı kaynağı olmaksızın genleşir. Üçüncü döngüde, çalışma sıvısı sabit bir T2 sıcaklığında sıkıştırılır (bunun için Q2 ısısının sürekli olarak uzaklaştırılması gerekiyordu). Dördüncü aşamada, çalışma akışkanı, ısısı çıkarılmadan sıcaklığı tekrar T1'e yükselene kadar sıkıştırıldı. Carnot'nun hesaplamalarına göre tüm bu koşullar yerine getirilirse motor verimi 100•(1 - T2/T1) formülüyle belirlenmiş ve yaklaşık %70-80'e ulaşmıştır. 100. yüzyıl boyunca Carnot'un hesaplamaları, gerçek ısı motorlarının çalışmasının "Carnot çevrimi" çalışmasına nasıl yaklaştırılacağı ve mümkün olan en yüksek verimliliğin nasıl elde edileceği sorusuna cevap bulmaya çalışan mucitlerin yaratıcı zihinlerini heyecanlandırdı. Ancak böyle bir motor üretmeye yönelik tüm girişimler başarısız oldu. Örneğin 13 hp gücündeki bir buhar motorunun verimliliği. %10'ü geçmedi ve düşük güçlü motorlarda %22'un altındaydı. Benzinli ve gazlı motorların verimliliği biraz daha yüksekti ancak aynı zamanda% 24-XNUMX'ü geçmedi. 90'lı yılların başında genç Alman mühendis Rudolf Diesel "ideal motoru" yaratmaya başladığında durum böyleydi. Henüz öğrenciyken, performansı “Carnot çevrimine” yakın olacak bir motor geliştirmeyi kendine hedef koydu ve bu motor, hem güç hem de verimlilik açısından geleneksel bir benzinli motordan üstün olmalı. Birkaç yıl süren yoğun çalışmanın ardından motor tasarımı geliştirildi. Diesel'in fikrinin özü şuydu. İlk aşamada, piston, silindirdeki havayı yüksek basınca sıkıştırdı, bunun sonucunda silindirdeki sıcaklık, yakıtın ateşleme sıcaklığına yükseldi (bu, dördüncü Carnot döngüsüne karşılık geldi - ısıyı uzaklaştırmadan sıkıştırma). Böylece silindirde yaklaşık 90 atm basınç ve yaklaşık 900 derece sıcaklık elde edildi. Sıkıştırma döngüsünün sonunda silindire yakıt verildi ve havanın yüksek sıcaklığı nedeniyle herhangi bir harici ateşleme olmaksızın onunla tek temasla ateşlendi. Yakıt enjeksiyonu eşit bir şekilde gerçekleştirildi, böylece pistonun ters hareketinin bir kısmı ve gazların genleşmesi sabit bir sıcaklıkta gerçekleşti (ilk "Carnot döngüsüne" uygun olarak). Daha sonra piston, yakıt yakmadan yüksek basıncın etkisi altında hareket etti (ikinci “Carnot döngüsü”). Üçüncü döngü, atmosferik havanın taze bir kısmının egzozuna ve alımına karşılık geliyordu. Daha sonra tüm döngüler tekrarlandı. Bu cihaz sayesinde Diesel, motorunun verimliliğini eşi benzeri görülmemiş bir değere, %73'e çıkarmayı düşündü. İlk başta yakıt olarak amonyak buharını kullanmayı düşündü ancak daha sonra kömür tozunu tercih etti. 1892'de Diesel, motorun açıklanan çalışma prensibi için bir patent aldı ve 1893'te motorun tanımını ve kendi matematiksel hesaplamalarını içeren "Rasyonel Isı Motorunun Teorisi ve Tasarımı" adlı bir broşür yayınladı.
Broşür büyük ilgi gördü. Ancak çoğu mühendis Diesel'in fikrinin gerçekçi olmadığını düşünüyordu. O zamanın gaz motorlarında önde gelen uzmanı Köhler, dizel motorda havayı ateşleme sıcaklığına sıkıştırmak için çok yüksek güç kayıpları olduğu ve “Carnot” üzerinde çalışırken bu kadar yüksek bir verime ulaşmanın imkansız olduğu konusunda uyardı. Döngü”, tüm faydalı çalışmalar yalnızca kendi hareketlerini sürdürmeye harcanacaktır. Yine de Diesel, modelini çeşitli Alman şirketlerine ısrarla sunmaya başladı. İlk başta her yerde reddedildi. Umutsuzluğa kapılmadan yazışmaya devam etti, tartıştı, tartıştı ve sonunda başarıya ulaştı: Essen'deki Krupp şirketi maliyetleri finanse etmeyi kabul etti ve Augsburg fabrikasının yönetimi bir test örneği üretmeyi kabul etti. Zaten Temmuz 1893'te ilk tek silindirli Dizel motor üretildi. İlk tasarıma göre, silindirindeki sıkıştırmanın 90 atm'ye ulaşması ve yakıt alımına başlamadan önceki sıcaklığın 900 derece olması gerekiyordu. Sıcaklığın bu sınırı çok fazla aşmaması gerektiğinden motora herhangi bir soğutma sistemi sağlanmadı. Bir kompresör de planlanmamıştı - kömür tozunun bir pompayla enjekte edilmesi gerekiyordu. Ancak montaj aşamasında bile, hesaplamalarını kontrol eden Diesel, Koehler'in haklı olduğuna ikna oldu - 90 atmosfere kadar hava sıkıştırması için motor güç tüketiminin aşırı yüksek olduğu ortaya çıktı ve çalışma nedeniyle verimlilikteki tüm kazancı "tüketti" “Carnot döngüsü” üzerine. O an planladığım şeyi yeniden yapmak zorunda kaldım. Sıkıştırma nedeniyle güç kayıplarını azaltmak için Diesel, silindirdeki basıncı yarıdan fazla azaltarak 35-40 atm'ye düşürmeye karar verdi. Bu bakımdan basınçlı havanın sıcaklığı 900 derece yerine sadece 600 olmalıdır. Bu çok azdı - Carnot formülündeki sıcaklık farkının yüksek verim elde edemeyecek kadar önemsiz olduğu ortaya çıktı. Sorunları iyileştirmek ve motor gücünü artırmak için Diesel, tasarımının ikinci önemli noktasını - çalışma sıvısının sabit sıcaklıkta genleşmesini - terk etmek zorunda kaldı. Yakıtın yanması sırasında sıcaklığın 1500 dereceye çıkması gerektiğini hesapladı. Ve bu da öncelikle motorun en yoğun şekilde soğutulmasını ve ikinci olarak daha yüksek kalorili yakıtı gerektiriyordu. Kömür tozu bu kadar yüksek bir sıcaklık üretemediğinden dizel sıvı yakıta yönelmek zorunda kaldı. Ancak silindire benzin enjekte etmeye yönelik ilk denemede, mucidin ve yardımcılarının neredeyse ölümüne neden olan bir patlama meydana geldi. Böylece ilk test sona erdi. Bunun iki yönlü bir sonucu oldu. Diesel, "ideal motor"unun orijinal tasarımından adım adım biraz sapmak zorunda kaldı. Ancak öte yandan, hesaplamalarının bazı temel noktaları doğrulandı - çalışma karışımının güçlü bir şekilde sıkıştırılması verimlilikte bir artışa yol açtı ve buna ek olarak (patlama bunu kanıtladı), yakıtın gerçekten ateşlenebileceği ortaya çıktı. Pahalı bir ateşleme sistemine başvurmadan sıkıştırma. Bu nedenle projeyi finanse eden şirketler genel olarak elde edilen başarıdan memnun kaldı ve Diesel deneylerine devam edebildi.
Haziran 1894'te, Diesel'in gazyağı enjeksiyonunu kontrol eden bir ağızlık bulduğu ikinci bir motor yapıldı. Bu modelde silindir içindeki basınç 35-40 atm'ye getirilmiş, sıkıştırma sonundaki sıcaklık ise 500-600 dereceye çıkarılmıştır. Motor sadece çalıştırılmadı, aynı zamanda 80 rpm'ye kadar rölantide çalıştırıldı. Bu büyük bir başarıydı; Diesel'in fikrinin uygulanabilir olduğu ortaya çıktı. 1895 yılında zaten hafif yükle çalışabilen üçüncü bir motor yapıldı. Gazyağı enjekte etmek için ilk kez buraya bir kompresör sağlandı. Ayrıca silindirin sıkışmasını önlemek için yoğun bir soğutma sisteminin geliştirilmesi gerekiyordu. Ancak bundan sonra, 1896'da yeni bir prototipin piyasaya sürülmesi başarıyı getirdi. Yükle test edildiğinde motor verimliliği %36 ve gazyağı tüketimi saatte beygir gücü başına yaklaşık 200 gramdı. Bu göstergeler "ideal motor" parametrelerinden çok uzak olmasına rağmen yine de etkileyiciydi: Yeni motorun verimliliği o zamanın benzinli motorlarından% 10-12 daha yüksekti ve verimlilik açısından neredeyse onlardan iki kat daha verimli. Diesel hayalini gerçekleştirmeyi başaramamış olsa da yaptığı şey hala büyük önem taşıyordu - azmi sayesinde, son yüz yılın en iyisi olan ve hala en iyisi olan içten yanmalı motorun temelde yeni bir tasarımı geliştirildi. Yeni motor aşağıdaki gibi çalıştı. Pistonun ilk stroku sırasında, makinenin önceki çalışması sırasında volanın biriktirdiği insan gücü nedeniyle silindir içerisine hava emilmiştir. Yine volanın insan gücüyle gerçekleştirilen ikinci strok sırasında silindir içinde sıkışan hava 35 atm'ye kadar sıkıştırıldı. Bu durumda sıkıştırma sırasında açığa çıkan ısı, onu yakıtın tutuşma sıcaklığına getirdi. Üçüncü strokun başlangıcında, bir pompa kullanılarak gazyağı verildi. Bu enjeksiyon felç süresinin yalnızca küçük bir kısmı kadar sürdü. Strokun geri kalanında gaz kütlesi genişledi ve pistona, biyel kolu aracılığıyla motor krank miline iletilen bir çalışma kuvveti verildi. Dördüncü vuruş sırasında yanma ürünleri egzoz borusundan atmosfere fırladı. Motor, havayı özel bir rezervuarda silindirdeki en yüksek basınçtan biraz daha yüksek bir basınçta yoğunlaştıran bir kompresörle donatılmıştı. Bu rezervuardan hava, çok küçük çaplı bir tüp aracılığıyla nozulun küçük bir odasına, yani içine gazyağının aynı anda beslendiği, sağlanan yakıtı püskürtmek için bir aparata yönlendirildi. Bu oda, bir iğne ile kapatılan küçük bir delik aracılığıyla silindirin içi ile iletişim kuruyordu: bu iğne kaldırıldığında, odadaki aşırı basınç nedeniyle gazyağı silindirin içine sürüldü. Silindirdeki yanma, motorun geliştirmesi gereken kuvvete bağlı olarak ya yakıt emme süresi değiştirilerek ya da kompresördeki basınç değiştirilerek düzenlendi. Aynı basınçlı hava, motorun soğuk durumdan ilk çalıştırılmasında da kullanıldı. Motorun tepesinde beş kamlı bir eksantrik mili vardı; biri havanın içeri girmesine izin veren valfı kontrol ediyordu, diğeri kerosenin içeri girmesine izin veren valfi kontrol ediyordu ve üçüncüsü de yanma ürünlerini dışarı çıkaran valfı kontrol ediyordu. Son iki kam, motor ilk çalıştırıldığında silindire basınçlı havanın girmesini sağlayan valfleri kontrol ediyordu.
Yeni motorun ilk resmi testleri mühendisler arasında gerçek bir sansasyon yarattı. O andan itibaren dünya çapında dizel motorların muzaffer yürüyüşü başladı. Daha önce Diesel'in teklifine yanıt vermeyen birçok şirket, icat ettiği motorları üretme hakkını ondan satın almak için acele etti ve bu şu anda onlara çok pahalıya mal oldu (örneğin, Rusya'da dizel motor üretimini kurmak isteyen Emmanuel Nobel, Diesel'e yaklaşık 500 bin dolar ödedi). Zaten 1898'de Diesel, kendisi için tamamen beklenmedik bir şekilde milyoner oldu. Ancak seri üretime alınan ilk motorların yetersiz, kaprisli ve çoğu zaman başarısız olduğu ortaya çıktı. Böylesine karmaşık ve ileri teknolojiye sahip bir makinenin üretimi, eski ekipmanlara sahip birçok fabrikanın yeteneklerinin ötesindeydi. Zamanındaki Watt gibi, Diesel de dizel motor yapımına yönelik üretim sürecini mükemmelleştirmek, yeni makineler geliştirmek, uygun alaşımlar bulmak ve uzmanlar yetiştirmek için çok çaba harcamak zorunda kaldı. Birkaç yıl boyunca Avrupa ve Amerika'yı dolaştı, motorlarının üretildiği fabrikaları ziyaret etti. 1900. yüzyılın başlarında temel zorlukların üstesinden gelinmiş ve dizel motorlar yavaş yavaş sanayi ve ulaşımda giderek daha fazla yeni uygulama alanı kazanmaya başlamıştır. XNUMX yılında Paris'teki Dünya Sergisinde dizel motorlar Grand Prix'i aldı. Yeni motorların prestiji, özellikle Rusya'daki Nobel fabrikasının ham petrolle çalışan çok iyi motorların üretimine başladığı haberiyle daha da arttı. Yazar: Ryzhov K.V.
▪ dinamit
Dokunma emülasyonu için suni deri
15.04.2024 Petgugu Global kedi kumu
15.04.2024 Bakımlı erkeklerin çekiciliği
14.04.2024
▪ Bilgisayara erkek metni kadın metninden ayırması öğretildi. ▪ Seagate'in güncellenmiş Wireless Plus serisi ▪ Verimli kenevir süper kapasitörleri ▪ Tekrarlayan rotalar hibrit araçların yakıt tüketimini azaltacak
▪ sitenin Eğlenceli bulmacalar bölümü. Makale seçimi ▪ makale Hepiniz sevgilim, iyi giyiniyorsunuz! Popüler ifade ▪ makale Afganistan'da sadece bir nüshada hangi evcil hayvan yaşıyor? ayrıntılı cevap ▪ makale Ortak kuş kirazı. Efsaneler, yetiştirme, uygulama yöntemleri ▪ makale Çin mürekkebi. Basit tarifler ve ipuçları ▪ makale Yediler ve krallar yer değiştirir. Odak sırrı
Ana sayfa | Kütüphane | Makaleler | Site haritası | Site incelemeleri
www.diagram.com.ua |
İlginç makaleler öneriyoruz bölüm 
Diğer makalelere bakın bölüm 
En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:
Bu sayfanın tüm dilleri