Brayton এবং Otto চক্র তাপ শক্তির বাইরে যান্ত্রিক শক্তি উৎপন্ন করে। এই নিবন্ধটি অটো চক্র বনাম ব্রায়টন চক্রের বিষয়ে বিস্তারিত আলোচনা করে।
ব্রেটন চক্র জেট ইঞ্জিনে ব্যবহৃত হয় যেখানে অটো চক্রটি এসআই ইঞ্জিনের যানবাহনে ব্যবহৃত হয়। এই চক্রের মধ্যে অন্যান্য পার্থক্য এবং মিল বিদ্যমান তা খুঁজে বের করা যাক।
ব্রেটন চক্রে ব্যবহৃত প্রধান কাজের অংশ
মেশিনের একটি সেট তৈরি করতে একসাথে কাজ করে ব্রেটন চক্র সম্ভব.
ব্রায়টন চক্রে ব্যবহৃত বিভিন্ন কাজের অংশগুলি হল কম্প্রেসার, মিক্সিং চেম্বার এবং টারবাইন। কম্প্রেসার বাতাসকে সংকুচিত করে, মিক্সিং চেম্বারে জ্বালানি যোগ করা হয় যেখানে সংকুচিত বায়ু এবং জ্বালানী মিথস্ক্রিয়া করে। অবশেষে, তাপ শক্তি টারবাইন দ্বারা যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তরিত হয়।
ব্রেটন চক্রের কাজ
ব্রেটন চক্রে বায়ু কার্যকারী তরল হিসাবে ব্যবহৃত হয়। এই চক্রটি সম্পূর্ণ করতে ন্যূনতম তিনটি প্রক্রিয়া প্রয়োজন (উন্মুক্ত চক্রের জন্য তিনটি প্রক্রিয়া এবং বন্ধ চক্রের জন্য চারটি প্রক্রিয়া)।
নিম্নলিখিত প্রক্রিয়াগুলি ব্রেটন চক্র তৈরি করতে একত্রিত হয়-
- Isentropic কম্প্রেশন- প্রক্রিয়া 1-2 আইসেন্ট্রপিক কম্প্রেশনের প্রতিনিধিত্ব করে যেখানে বায়ু তার এনট্রপি পরিবর্তন না করে সংকুচিত হয়।
- আইসোবারিক তাপ সংযোজন- প্রক্রিয়া 2-3 আইসোবারিক তাপ সংযোজন প্রতিনিধিত্ব করে যেখানে মিক্সিং চেম্বারে তাপ যোগ করা হয়; সংকুচিত বাতাসের সাথে মিলিত তাপ উচ্চ তাপ শক্তি উৎপন্ন করে।
- Isentropic বিস্তার- প্রক্রিয়া 3-4 আইসেন্ট্রপিক সম্প্রসারণকে প্রতিনিধিত্ব করে যেখানে তাপ শক্তি যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তরিত হয়। টারবাইন শ্যাফটের ঘূর্ণন যান্ত্রিক শক্তির প্রতিনিধিত্ব করে।
- আইসোবারিক তাপ প্রত্যাখ্যান- প্রক্রিয়া 4-1 আইসোবারিক তাপ প্রত্যাখ্যানের প্রতিনিধিত্ব করে যেখানে কার্যকারী তরল থেকে তাপ সরানো হয় এবং পরবর্তী চক্রের জন্য সংকুচিত হওয়ার জন্য আরও পাঠানো হয়।
অটো চক্রে ব্যবহৃত প্রধান অংশ
অটো চক্রে ব্যবহৃত অংশগুলি ব্রায়টন চক্রে ব্যবহৃত অংশগুলির তুলনায় অনেক ছোট।
অটো চক্রে ব্যবহৃত অংশগুলি হল-
- পিস্টন- পিস্টন উপরে-নিচে পারস্পরিক গতি সঞ্চালন করে যা সিলিন্ডারের ভিতরে কার্যকারী তরলকে সংকুচিত করে।
- সিলিন্ডার- সিলিন্ডার অটো চক্রের ভিত্তি। সিলিন্ডার হল সেই জায়গা যেখানে সমস্ত শক্তি রূপান্তর ঘটে।
- ভালভ- সাকশন এবং ডেলিভারি ভালভ যথাক্রমে কার্যকরী তরল গ্রহণ এবং নিষ্কাশন গ্যাসের প্রস্থানের জন্য ব্যবহৃত হয়।
অটো সাইকেলের কাজ
অটো চক্র তার কার্যকারী তরল হিসাবে বাষ্প ব্যবহার করে।
অটো চক্রে নিম্নলিখিত প্রক্রিয়াগুলি ঘটে-
- Isentropic কম্প্রেশন- প্রক্রিয়া 1-2 কার্যকারী তরলের ইসেন্ট্রপিক সংকোচন দেখায়। পিস্টন বিডিসি থেকে টিডিসিতে চলে যায়। এই প্রক্রিয়া চলাকালীন সিস্টেমের এনট্রপি স্থির থাকে তাই একে বলা হয় আইসেন্ট্রপিক কম্প্রেশন।
- Isochoric তাপ সংযোজন- প্রক্রিয়া 2-3 সিস্টেমে তাপ সংযোজন প্রতিনিধিত্ব করে। পিস্টন টিডিসিতে থাকে এবং কার্যকারী তরলের ইগনিশন দেখায়।
- ধ্রুবক এনট্রপি সম্প্রসারণ- প্রক্রিয়া 3-4 আইসেন্ট্রপিক সম্প্রসারণ (ধ্রুবক এনট্রপি সম্প্রসারণ) প্রতিনিধিত্ব করে যেখানে পিস্টন টিডিসি থেকে বিডিসিতে চলে যায়। যেহেতু, এই প্রক্রিয়া জুড়ে এনট্রপি স্থির থাকে একে বলা হয় আইসেন্ট্রপিক প্রসারণ।
- আইসোকোরিক তাপ সংযোজন- প্রক্রিয়া 4-1 ধ্রুবক আয়তনের তাপ যোগ প্রতিনিধিত্ব করে। পিস্টন বিডিসিতে স্থির থাকে যখন তাপ বায়ুমণ্ডলে প্রত্যাখ্যাত হয়।
পিস্টন টিডিসিতে যাওয়ার সাথে সাথে এই চক্রটি পুনরাবৃত্তি করতে থাকে।
ব্রায়টন চক্র বনাম অটো চক্র দক্ষতা
উভয় চক্র বিভিন্ন প্রক্রিয়া এবং বিভিন্ন কাজের তরল। এটি চক্রের দক্ষতাকে প্রভাবিত করে।
ব্রেটন চক্র এবং অটো চক্রের তাপীয় দক্ষতার তুলনা নীচের টেবিলে দেখানো হয়েছে-
| ব্রায়টন চক্রের তাপীয় দক্ষতা | অটো চক্রের তাপীয় দক্ষতা |
| |
কোথায়,
rp হল কম্প্রেশন অনুপাত এবং Y হল নির্দিষ্ট তাপ অনুপাত।
সুতরাং, কম্প্রেশন অনুপাতের ধ্রুবক মানের জন্য, উভয় দক্ষতারই একই মান রয়েছে।
কিন্তু অনুশীলনে, ব্রেটন চক্র কম্প্রেশন অনুপাতের বড় মানের জন্য এবং অটো চক্র ব্যবহার করা হয় কম্প্রেশন অনুপাতের ছোট মানের জন্য। অতএব, দক্ষতার সূত্র একই হতে পারে কিন্তু তাদের প্রয়োগ ভিন্ন।
অটো চক্রের চেয়ে ব্রেটন চক্র কেন বেশি উপযুক্ত?
ব্রেটন চক্র একটি গ্যাস টারবাইন ব্যবহার করে এবং কম্প্রেসার যেখানে অটো চক্র তার কাজের জন্য পিস্টন সিলিন্ডার ব্যবস্থা ব্যবহার করে। অটো সাইকেল SI ইঞ্জিনগুলির জন্য পছন্দ করা হয় যেখানে কেউ গাড়িতে গ্যাস টারবাইন এবং কম্প্রেসার ফিট করতে পারে না।
নিম্নলিখিত পয়েন্টগুলি অটো চক্রের উপর ব্রেটনের সুবিধাগুলি সম্পর্কে বিশদভাবে ব্যাখ্যা করে-
- কম্প্রেশন এবং কাজের আউটপুটের একই মানগুলির জন্য, ব্রায়টন চক্র তাপমাত্রা এবং চাপের ছোট পরিসরে একটি বড় আয়তন পরিচালনা করতে পারে।
- একটি পিস্টন সিলিন্ডার বিন্যাস কম চাপের গ্যাসের বড় পরিমাণ পরিচালনা করতে পারে না। তাই যানবাহনে অটো সাইকেল পছন্দ করা হয়।
- অটো চক্রে, কাজের অংশগুলি খুব অল্প সময়ের জন্য সর্বাধিক তাপমাত্রার সংস্পর্শে আসে এবং এটি ঠান্ডা হতেও সময় নেয়। যেখানে গ্যাস টারবাইন চক্রে, কাজের অংশগুলি সর্বদা উচ্চ তাপমাত্রার সংস্পর্শে থাকে। স্থির রাষ্ট্র প্রক্রিয়ায়, তাপ স্থানান্তর ধ্রুবক চাপের (অর্থাৎ Brayton চক্র) তুলনায় ধ্রুব ভলিউম প্রক্রিয়ায় (অর্থাৎ অটো চক্র) যন্ত্রপাতি থেকে পাওয়া কঠিন।
