सामग्री : दोहरा चक्र
दोहरा चक्र क्या है?
दोहरी दहन चक्र | मिश्रित चक्र | सब्त का चक्र
दोहरी चक्र निरंतर मात्रा ओटो चक्र और निरंतर दबाव डीजल चक्र का एक संयोजन है। इस चक्र में हीट एडिशन दो भागों में होता है। आंशिक गर्मी जोड़ ओटो चक्र के समान निरंतर मात्रा में होता है जबकि शेष आंशिक गर्मी जोड़ डीजल चक्र के समान निरंतर दबाव पर होता है। गर्मी जोड़ की ऐसी विधि का महत्व पूर्ण दहन के लिए ईंधन के लिए अधिक समय देता है।
दोहरी साइकिल पीवी डायग्राम | दोहरे चक्र टीएस आरेख
दोहरे चक्र में निम्नलिखित ऑपरेशन शामिल हैं:
- प्रक्रिया 1-2 प्रतिवर्ती रुद्धोष्म का अनुसरण करती है या isentropic दबाव
- प्रक्रिया में 2-3 निरंतर मात्रा आंशिक गर्मी जोड़ होती है
- प्रक्रिया में 3-4 निरंतर दबाव आंशिक गर्मी जुड़ाव होता है
- प्रक्रिया 4-5 प्रतिवर्ती एडियैबेटिक या आइसेंट्रोपिक विस्तार का अनुसरण करती है।
- प्रक्रिया में 5-1 लगातार मात्रा गर्मी अस्वीकृति होती है
दोहरी चक्र दक्षता | दोहरी चक्र थर्मल दक्षता
दोहरी चक्र की दक्षता द्वारा दी गई है
कहां, आरp = दबाव अनुपात = पी3/P2
rk = संपीड़न अनुपात = वी1/V2
rc = कटऑफ अनुपात = वी4 /V3
re = विस्तार अनुपात = वी5/V4
जब आरसी = 1, चक्र बन जाता है ओटो चक्र
आरपी = 1, चक्र बन जाता है डीजल चक्र.
दोहरी चक्र पीवी और टीएस आरेख
वायु मानक दोहरे चक्र | दोहरी चक्र दक्षता व्युत्पत्ति
दोहरे चक्र में निम्नलिखित ऑपरेशन शामिल हैं:
- प्रक्रिया 1-2 प्रतिवर्ती रुद्धोष्म का अनुसरण करती है या isentropic दबाव
- प्रक्रिया में 2-3 निरंतर मात्रा आंशिक गर्मी जोड़ होती है
- प्रक्रिया में 3-4 निरंतर दबाव आंशिक गर्मी जुड़ाव होता है
- प्रक्रिया 4-5 प्रतिवर्ती एडियैबेटिक या आइसेंट्रोपिक विस्तार का अनुसरण करती है।
- प्रक्रिया में 5-1 लगातार मात्रा गर्मी अस्वीकृति होती है
कुल हीट सप्लाई द्वारा दिया जाता है
जहां हीट की निरंतर मात्रा में आपूर्ति की जाती है
जहां लगातार दबाव में हीट की आपूर्ति होती है
निरंतर मात्रा में अस्वीकृत ताप को इसके द्वारा दिया जाता है
दोहरी चक्र की दक्षता द्वारा दी गई है
कहां, आरp = दबाव अनुपात = पी3/P2
rk = संपीड़न अनुपात = वी1/V2
rc = कटऑफ अनुपात = वी4 /V3
re = विस्तार अनुपात = वी5/V4
जब आरc = 1, चक्र ओटो चक्र बन जाता है
rp = 1, चक्र डीजल चक्र बन जाता है।
दोहरे चक्र का प्रभावी दबाव
दोहरे चक्र का माध्य प्रभावी दबाव किसके द्वारा दिया जाता है
कहां, आरp = दबाव अनुपात = पी3/P2
rk = संपीड़न अनुपात = वी1/V2
rc = कटऑफ अनुपात = वी4 /V3
re = विस्तार अनुपात = वी5/V4
ओटो डीजल ड्यूल साइकिल आरेख
ओटो, डीजल और दोहरे चक्र के बीच तुलना
केस 1: समान संपीड़न अनुपात और समान ताप i / p के लिए यह संबंध होगा
[Qin]आठ = [क्यूin]डीजल।
[QR]आठ<[क्यूR]डीजल।
समान संपीड़न अनुपात और समान ताप इनपुट के मामले में यह होगा
केस 2: के मामले में, एक ही संपीड़न अनुपात और एक ही गर्मी-अस्वीकृति, यह संबंध होगा
[Qin]आठ> [क्यूin]डीजल।
[QR]आठ= [क्यूR]डीजल।
इस मामले में, एक ही संपीड़न अनुपात और एक ही गर्मी-अस्वीकृति।
केस 3: इस मामले में, अधिकतम तापमान और समान ताप-अस्वीकृति।
[QR]आठ= [क्यूR]डीज़ल
[Qin]डीज़ल> [क्यूin]आठ
अधिकतम तापमान और समान ताप अस्वीकृति के लिए
दोहरी ईंधन इंजन चक्र | मिश्रित दोहरा चक्र
दोहरी साइकिल इंजन
दोहरी ईंधन इंजन मुख्य रूप से डीजल चक्र पर काम करता है। गैसीय ईंधन [प्राकृतिक गैस] को उच्च वायुमंडलीय दबाव पर एक सुपरचार्जर के माध्यम से इंजन के सेवन प्रणाली में पेश किया जाता है।
सक्शन स्ट्रोक के दौरान, लीनर एयर-टू-फ्यूल अनुपात [एयर-टू-नेचुरल गैस मिश्रण] सिलेंडर में खींचा जाता है, ओटो साइकल के बाद जैसा कि स्पार्क-इग्निस इंजन में इस्तेमाल किया जाता है। पायलट ईंधन का एक छोटा चार्ज शीर्ष डेड सेंटर के पास इंजेक्ट किया जाता है और CI इंजन के समान यह संपीड़न स्ट्रोक के अंत के पास प्रज्वलित होता है, जिससे द्वितीयक गैस जलती है। दहन आसानी से और तेजी से होता है।
डुअल-फ्यूल इंजन पायलट फ्यूल और सेकेंडरी फ्यूल दोनों में कंप्रेशन इग्निशन इंजन में एक साथ जलते हैं। चूषण स्ट्रोक पायलट ईंधन में माध्यमिक ईंधन के संपीड़न के बाद इग्निशन के स्रोत के रूप में उपयोग किया जाता है।
इस इंजन की परिचालन लागत, वितरण शक्ति, उच्च टोक़ और क्षणिक प्रतिक्रिया में समझौता किए बिना पारंपरिक डीजल इंजन की तुलना में कम है।
दोहरी साइकिल अनुप्रयोग
- छोटे प्रोपल्सन इंजन और कमिंस जैसी कंपनियों द्वारा ड्रिलिंग मशीनों जैसे पोर्टेबल हेवी ड्यूटी मशीनरी के लिए दोहरे चक्र का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। दोहरे चक्र का प्रमुख कारण मोबाइल उपकरणों में इसका उपयोग किया जाता है। यह ओटो और डीजल चक्र की तुलना में बड़े पैमाने पर उच्च अनुपात प्रदान करता है।
- उनके पास विमान और जहाजों में आवेदन की व्यापक रेंज है। दोहरे चक्र इंजन को समुद्री इंजन भी कहा जाता है।
दोहरे चक्र का लाभ
- उच्च गर्मी की उपज - मिथेन में प्रति यूनिट द्रव्यमान का उच्चतम तापीय उत्पादन होता है, 50,500kJ / किग्रा मीथेन 44,390kJ ऊष्मा / किग्रा पेट्रोल जले या 43,896kJ ऊष्मा / किग्रा डीजल जलने की तुलना में जल गया। कई दोहरे दहन इंजन प्राकृतिक गैस का उपयोग करते हैं जिनकी प्राथमिक सामग्री इसकी उच्च गर्मी उत्पादन के कारण स्टार्टर ईंधन के रूप में मीथेन है।
- दोहरे ईंधन दहन इंजन के साथ, एक के बजाय दो ईंधन खरीदना होगा। यह मदद कर सकता है जब जहाज दोनों ईंधन पर कम होता है, और फिर से ईंधन भरने वाले स्थान में उन दो ईंधन में से एक का अभाव होता है जो इंजन लेता है।
- स्वच्छ ईंधन और किफायती भंडारण के बीच एक संभावित संतुलन - प्राकृतिक गैस को उच्च भंडारण दबाव और मात्रा की आवश्यकता होती है, लेकिन बेहतर दहन दक्षता प्रदान करता है। डीजल को स्टोर करना आसान है (यह एक तरल तेल है), लेकिन एक ही तापमान और अन्य ईंधन के रूप में दबाव के लिए जल्दी से जलता नहीं है। दोहरे दहन इंजन के साथ, एक डीजल इंजन शुरू कर सकता है, फिर प्राकृतिक गैस पर स्विच कर सकता है जब दहन स्थान पर्याप्त गर्म होता है।
दोहरी चक्र समस्याओं और समाधान
एक CI इंजन में 10. का संपीडन अनुपात होता है। स्थिर आयतन पर मुक्त ताप कुल ऊष्मा का 2/3 होता है जबकि शेष निरंतर दबाव पर मुक्त होता है। प्रारंभिक दबाव और तापमान 1 बार और 27 हैoC. अधिकतम चक्र दबाव 40 बार है। संपीड़न और विस्तार के अंत में तापमान का पता लगाएं। [पी.वी.1.35 = सी, = १.४]
समाधान: आरk = 10, पी1 = 1 बार = 100 केपीए, टी1= 27 सी = 300K, पी3 = पी4 = 40 बार, पीवी1.35 = सी, ϒ = 1.4
निरंतर वॉल्यूम पर हीट इनपुट
संपीड़न हवा से पहले एक वायु मानक दोहरी चक्र 100 kPa और 300K पर है। संपीड़न के दौरान वॉल्यूम 0.07 मीटर से बदल जाता है3 0.004m करने के लिए3। लगातार दबाव ताप वृद्धि के लिए, तापमान 1160 C से 1600 C तक भिन्न होता है। संपीड़न अनुपात का पता लगाएं; चक्र के लिए प्रभावी दबाव और कट-ऑफ अनुपात।
P1 = 100 केपीए, टी1= 27 सी = 300K
दबाव अनुपात
T3 = 1160 सी = 1433 के, टी4 = 1600 सी = 1873 के
Isentropic संपीड़न प्रक्रिया के लिए
कट-ऑफ अनुपात
Isentropic विस्तार प्रक्रिया के लिए
कुल हीट सप्लीमेंट
गर्मी को खारिज कर दिया
द्वारा किया गया कार्य दिया जाता है
दोहरी चक्र के लिए प्रभावी दबाव
सामान्य प्रश्न
Q.1) दोहरे चक्र का उपयोग कहां किया जाता है?
उत्तर: - दोहरे चक्र का उपयोग व्यापक रूप से छोटे प्रणोदन इंजन और पोर्टेबल भारी शुल्क मशीनरी जैसे कि ड्रिलिंग मशीन जैसे कमिंस इत्यादि के लिए किया जाता है। मोबाइल उपकरणों में इस्तेमाल होने वाले दोहरे चक्र का प्रमुख कारण यह ओटो और की तुलना में बड़े पैमाने पर बड़े अनुपात में बिजली प्रदान करता है। डीजल चक्र।
उनके पास विमान और जहाजों में आवेदन की व्यापक रेंज है। दोहरे चक्र इंजन को समुद्री इंजन भी कहा जाता है।
Q.2) दोहरी चक्र की दक्षता क्या है?
दोहरी चक्र की दक्षता द्वारा दी गई है
कहां, आरp = दबाव अनुपात = पी3/P2
rk = संपीड़न अनुपात = वी1/V2
rc = कटऑफ अनुपात = वी4 /V3
re = विस्तार अनुपात = वी5/V4
जब आरc = 1, चक्र ओटो चक्र बन जाता है
rp = 1, चक्र डीजल चक्र बन जाता है।
Q.3) डीजल इंजन के संचालन में दोहरे चक्र का क्या महत्व है?
दोहरी ईंधन इंजन मुख्य रूप से डीजल चक्र पर काम करता है। गैसीय ईंधन [प्राकृतिक गैस] को उच्च वायुमंडलीय दबाव पर एक सुपरचार्जर के माध्यम से इंजन के सेवन प्रणाली में पेश किया जाता है।
सक्शन स्ट्रोक के दौरान, लीनर एयर-टू-फ्यूल अनुपात [एयर-टू-नेचुरल गैस मिश्रण] सिलेंडर में खींचा जाता है, ओटो साइकल के बाद जैसा कि स्पार्क-इग्निस इंजन में इस्तेमाल किया जाता है। पायलट ईंधन का एक छोटा चार्ज शीर्ष डेड सेंटर के पास इंजेक्ट किया जाता है और CI इंजन के समान यह संपीड़न स्ट्रोक के अंत के पास प्रज्वलित होता है, जिससे द्वितीयक गैस जलती है। दहन आसानी से और तेजी से होता है।
डुअल-फ्यूल इंजन पायलट फ्यूल और सेकेंडरी फ्यूल दोनों में कंप्रेशन इग्निशन इंजन में एक साथ जलते हैं। चूषण स्ट्रोक पायलट ईंधन में माध्यमिक ईंधन के संपीड़न के बाद इग्निशन के स्रोत के रूप में उपयोग किया जाता है।
इस इंजन की परिचालन लागत, वितरण शक्ति, उच्च टोक़ और क्षणिक प्रतिक्रिया में समझौता किए बिना पारंपरिक डीजल इंजन की तुलना में कम है।
Q.4) दोहरे चक्र को मिश्रित चक्र के रूप में क्यों जाना जाता है?
दोहरी ईंधन इंजन मुख्य रूप से डीजल चक्र पर काम करता है। गैसीय ईंधन [प्राकृतिक गैस] को उच्च वायुमंडलीय दबाव पर एक सुपरचार्जर के माध्यम से इंजन के सेवन प्रणाली में पेश किया जाता है।
सक्शन स्ट्रोक के दौरान, लीनर एयर-टू-फ्यूल अनुपात [एयर-टू-नेचुरल गैस मिश्रण] सिलेंडर में खींचा जाता है, ओटो साइकल के बाद जैसा कि स्पार्क-इग्निस इंजन में इस्तेमाल किया जाता है। पायलट ईंधन का एक छोटा चार्ज शीर्ष डेड सेंटर के पास इंजेक्ट किया जाता है और CI इंजन के समान यह संपीड़न स्ट्रोक के अंत के पास प्रज्वलित होता है, जिससे द्वितीयक गैस जलती है। दहन आसानी से और तेजी से होता है।
डुअल-फ्यूल इंजन पायलट फ्यूल और सेकेंडरी फ्यूल दोनों में कंप्रेशन इग्निशन इंजन में एक साथ जलते हैं। चूषण स्ट्रोक पायलट ईंधन में माध्यमिक ईंधन के संपीड़न के बाद इग्निशन के स्रोत के रूप में उपयोग किया जाता है।
इस इंजन की परिचालन लागत, वितरण शक्ति, उच्च टोक़ और क्षणिक प्रतिक्रिया में समझौता किए बिना पारंपरिक डीजल इंजन की तुलना में कम है।
Q.5) दोहरे चक्र में कट ऑफ अनुपात क्या है?
दोहरे चक्र के लिए कट-ऑफ अनुपात द्वारा दिया गया है
rc = कटऑफ अनुपात = वी4 /V3
जहां, वी4 निरंतर दबाव में आंशिक गर्मी जोड़ के बाद = मात्रा
V3 = निरंतर आयतन पर आंशिक ऊष्णता के बाद आयतन
Q.6) डुअल साइकल PV और TS आरेख क्या है ?
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Q.7) दोहरे चक्र से हल किया गया उदाहरण।
एक CI इंजन में 10. का संपीडन अनुपात होता है। स्थिर आयतन पर मुक्त ताप कुल ऊष्मा का 2/3 होता है जबकि शेष निरंतर दबाव पर मुक्त होता है। प्रारंभिक दबाव और तापमान 1 बार और 27 हैoC. अधिकतम चक्र दबाव 40 बार है। संपीड़न और विस्तार के अंत में तापमान का पता लगाएं। [पी.वी.1.35 = सी, = १.४]
समाधान: आरk = 10, पी1 = 1 बार = 100 केपीए, टी1= 27 सी = 300K, पी3 = पी4 = 40 बार, पीवी1.35 = सी, ϒ = 1.4
निरंतर वॉल्यूम पर हीट इनपुट
संपीड़न हवा से पहले एक वायु मानक दोहरी चक्र 100 kPa और 300K पर है। संपीड़न के दौरान वॉल्यूम 0.07 मीटर से बदल जाता है3 0.004m करने के लिए3। लगातार दबाव ताप वृद्धि के लिए, तापमान 1160 C से 1600 C तक भिन्न होता है। संपीड़न अनुपात का पता लगाएं; चक्र के लिए प्रभावी दबाव और कट-ऑफ अनुपात।
P1 = 100 केपीए, टी1= 27 सी = 300K
दबाव अनुपात
T3 = 1160 सी = 1433 के, टी4 = 1600 सी = 1873 के
Isentropic संपीड़न प्रक्रिया के लिए
कट-ऑफ अनुपात
Isentropic विस्तार प्रक्रिया के लिए
कुल हीट सप्लीमेंट
गर्मी को खारिज कर दिया
द्वारा किया गया कार्य दिया जाता है
दोहरी चक्र के लिए प्रभावी दबाव
Polytropic प्रक्रिया के बारे में जानने के लिए (यहां क्लिक करे)और Prandtl नंबर (यहां क्लिक करे)
मैं हकीमुद्दीन बावनगांववाला, मैकेनिकल डिजाइन और विकास में विशेषज्ञता वाला एक मैकेनिकल डिजाइन इंजीनियर हूं। मैंने डिज़ाइन इंजीनियरिंग में एम.टेक पूरा कर लिया है और मेरे पास 2.5 साल का शोध अनुभव है। अब तक हीट ट्रीटमेंट फिक्स्चर के हार्ड टर्निंग और परिमित तत्व विश्लेषण पर दो शोध पत्र प्रकाशित। मेरी रुचि का क्षेत्र मशीन डिजाइन, सामग्री की ताकत, हीट ट्रांसफर, थर्मल इंजीनियरिंग आदि है। सीएडी और सीएई के लिए कैटिया और एएनएसवाईएस सॉफ्टवेयर में कुशल। रिसर्च के अलावा.