दहन कक्ष दहन गेस इंजन को चालू क्यों करते हैं जब यह केवल जलता है?

Question

मैंने यह इसलिए पूछा क्योंकि अगर मेरे पास जीवाश्म ईंधन का एक छोटा सा हिस्सा है और इसे प्रकाश में लाया जाता है, तो ईंधन केवल जल जाएगा। लेकिन एक वाहन के दहन कक्ष के अंदर यह एक ही दहन वाहन को गतिमान रखते हुए पिस्टन को नीचे की ओर ले जाएगा; क्यों?

Comments

LostPecti: कृपया संपादित करें यदि मेरे परिवर्तन आपके इरादे पर कब्जा नहीं करते हैं।

— फ्रेड विल्सन

नहीं, आपने मेरे प्रश्न पर पूरी तरह से कब्जा कर लिया है। आपकी सहायता के लिए धन्यवाद।

— लॉस्टपैक्टी

मुख्य बात यह है कि आप ईंधन को एक अच्छी धुंध में बदल रहे हैं। यदि आप एक पोखर को रोशन करते हैं, तो यह धीरे-धीरे जल जाएगा, यदि आप इसे परमाणु करते हैं और बादल को हल्का करते हैं, तो यह विस्फोट हो जाएगा। बहुत कुछ भी खतरनाक है जब इसकी छोटी पर्याप्त और उच्च पर्याप्त मात्रा में हवा के साथ मिश्रित हो। आटा चक्की विस्फोट के बारे में बस Google, यहां तक ​​कि आटा विस्फोटक है जब हवा बनाने के आटे के साथ अच्छी तरह से मिश्रित सुपर खतरनाक मिलों। हम इसे संपीड़ित करते हैं इसलिए जिस पदार्थ को हम जलाना चाहते हैं उसके आसपास और भी अधिक ऑक्सीजन है। इन्हें एक साथ जोड़ें और आपको काफी विस्फोटक बल मिलता है।

— त्रोत्स्की94

Answer 1

दहन के दौरान, दहन कक्ष में दबाव बढ़ जाता है, और यह दबाव पिस्टन को नीचे धकेलता है। इसके लिए दो कारण हैं:

गैस के अणुओं की मात्रा में वृद्धि

मान लीजिए कि हम ईंधन के रूप में हेक्सेन का उपयोग करते हैं। 6 कार्बन और 14 हाइड्रोजन परमाणुओं से युक्त एक हेक्सेन अणु को जलाने के लिए, हमें 13 ऑक्सीजन परमाणुओं (6.5 ऑक्सीजन अणु) की आवश्यकता होती है और 7 पानी और 6 कार्बोंडाईऑक्साइड अणु मिलते हैं:

 1* Hexan           + 6.5* oxygen -> 7* water  + 6* carbondioxide

     H H H H H H
     | | | | | |
1* H-C-C-C-C-C-C-H  + 6.5* O-O    ->  7* H-O-H + 6* O-C-O
     | | | | | |
     H H H H H H

क्योंकि वायु में सिर्फ 20% ऑक्सीजन और 80% नाइट्रोजन होते हैं, चैम्बर में प्रत्येक ऑक्सीजन अणु के लिए चार नाइट्रोजन अणु होते हैं। वे करते हैं , दहन के दौरान प्रतिक्रिया नहीं चाहिए, ताकि आप बस दोनों पक्षों पर 26 अणु नाइट्रोजन जोड़ें।

तो, दहन से पहले, 1 + 6.5 + 26 = 33.5 अणु होते हैं और बाद में, 7 + 6 + 26 = 39 अणु होते हैं।

(आदर्श) गैसों के बारे में एक दिलचस्प तथ्य यह है कि निश्चित तापमान और दबाव में एक निश्चित मात्रा में हमेशा अणुओं की मात्रा होती है, भले ही किस तरह के या अणुओं का मिश्रण हो।

मान लें कि हमारे पास अभी भी दहन कक्ष में समान मात्रा है और तापमान में वृद्धि की उपेक्षा करते हैं, 39 / 33.5 = 1.16 के एक कारक द्वारा अणुओं की संख्या में वृद्धि, 1.16 के एक कारक द्वारा दबाव में वृद्धि का परिणाम है।

गर्मी का विस्तार

यदि आप एक गैस का तापमान बढ़ाते हैं, तो इसका विस्तार होगा। यदि ऐसा नहीं हो सकता क्योंकि यह दहन कक्ष में संलग्न है, तो दबाव इसके बजाय बढ़ जाता है। उदाहरण के लिए किसी भी (स्थिर) कमरे के तापमान पर आदर्श गैस की मात्रा (20 ° C) 1000 ° C तक गर्म होने पर इसके कारक का दबाव 4.3 तक बढ़ा देती है।

सभी एक साथ

दहन के दौरान, दबाव 1.16 के एक कारक से बढ़ जाता है क्योंकि अणुओं की संख्या बढ़ जाती है, और तापमान के कारण 4.3 का एक और कारक, दबाव में 5 का कुल कारक बढ़ जाता है। मान लें कि दहन कक्ष में 8cm व्यास (विशिष्ट बोर) का एक पिस्टन है, जो 50cm² की सतह से मेल खाता है। 5000hPa (1013 hPa के पर्यावरणीय दबाव में अंतर) का दबाव पिस्टन पर 2500N (या 560lbf) का बल लागू करेगा और इसे नीचे धकेल देगा।

मैंने यहाँ जो नहीं कहा, वह यह है कि एक वास्तविक मोटर पहले लगभग 14 के कारक द्वारा हवा / ईंधन के मिश्रण को संकुचित करती है, जिससे सिलेंडर में तापमान और दबाव बढ़ जाता है। (यह यहां ऊर्जा का निवेश करता है, लेकिन दहन के बाद इसे वापस प्राप्त करता है) इसके अलावा, मुझे नहीं पता कि दहन के दौरान कौन से तापमान तक पहुंचा जाता है।

इसके अलावा, यह कुछ प्रभावों की उपेक्षा करने वाला एक बहुत ही मूल गणना है, लेकिन मुझे लगता है कि यह स्पष्ट रूप से दिखाता है कि पिस्टन पर बल कैसे बनाया जाता है।

ओह, और यदि आप एक संलग्न बिन में थोड़ा ईंधन प्रज्वलित करते हैं, तो आप दबाव में वृद्धि को भी नोटिस करेंगे। लेकिन चूंकि प्रक्रिया काफी धीमी है, अधिकांश गर्मी बिन छोड़ देती है, यह उतना गर्म नहीं होता है, और दबाव उतना अधिक नहीं होता है। (लेकिन सावधान: ईंधन वाष्प विस्फोट कर सकते हैं, और फिर आप उच्च दबाव है ...)

Comments

बहुत बढ़िया जवाब। मैं यहां कुछ टिप्पणियां जोड़ सकता हूं। निकास कई गुना मंदिर 1200-1600 एफ तक पहुंच सकते हैं। दहन से पहले और बाद में दबाव का अनुपात आमतौर पर मोटर वाहन इंजीनियरों द्वारा "विस्फोट अनुपात" के रूप में तैयार किया जाता है। इस तरह उन्हें पर्दे के पीछे की केमिस्ट्री के बारे में ज्यादा चिंता करने की जरूरत नहीं है

— Zaid

पहले अपने विस्तृत उत्तर के लिए धन्यवाद। अगर मैं समझूं तो मुझे देखने दो। ईंधन का विचार पिस्टन को नीचे धकेलने के लिए पर्याप्त दबाव बनाना है। यह दो तरीकों का उपयोग करके ऐसा करता है। पहला अणुओं का उपयोग कर रहा है, अधिक अणुओं ने सिलेंडर में अधिक दबाव डाला। दूसरी विधि गर्मी का उपयोग कर रही है, क्योंकि हम जानते हैं कि गैस में परमाणु होते हैं और बेहतर तब ठोस परमाणुओं या तरल परमाणुओं का विस्तार कर सकते हैं। जब गैस में परमाणुओं को गर्म किया जाता है तो वे और अधिक दबाव पैदा करते हैं। तो सभी दहन कक्षों में दबाव की उच्च मात्रा पर भरोसा किया जाता है। मेरा एक प्रश्न है कि वायु / कुछ को पहले संकुचित क्यों करना पड़ता है?

— लॉस्टपेक्टी

@LostPecti मुझे लगता है कि आपका सवाल बहुत अच्छा है। आपकी टिप्पणी में आपका अन्य प्रश्न, "हवा / ईंधन को संपीड़ित करने की आवश्यकता क्यों है?" एक और सवाल है। आपको यह पूछना चाहिए। :-) चीयर्स!

— डुकाटीकिलर

@ लोस्टपेक्टी: ठीक है, परमाणुओं / अणुओं का विस्तार नहीं होता है, वे छोटे मुक्केबाजों को पसंद करते हैं जो अपने पड़ोसियों को पंच करके दूरी बनाए रखते हैं। हीट उनका डोप है (-> अधिक ताकत, अधिक दूरी, सभी मुक्केबाजों के लिए अधिक स्थान की आवश्यकता) और निश्चित रूप से अधिक मुक्केबाज अधिक स्थान चाहते हैं। पिस्टन भी बहुत सारे घूंसे लेता है, जो इसे मजबूर करते हैं। (हम्म, कि जवाब में डाल दिया जाना चाहिए था ...)। लेकिन आप सही कह रहे हैं, ईंधन का उपयोग करने वाले पिस्टन इंजन का विचार सिलेंडर के अंदर दबाव पैदा करना है ताकि पिस्टन को नीचे धकेल दिया जा सके। स्टीम इंजन बाहर दबाव उत्पन्न करते हैं और इसे सिलेंडर में ले जाते हैं।

— स्वार

Answer 2

AFAIK जिस तरह से काम करता है जब आप ईंधन जलाते हैं, तो आपके पास वायुमंडलीय दबाव में तरल अवस्था में होता है। वास्तविकता में आप तरल को नहीं जला रहे हैं, आप तरल पर बनने वाले वाष्प को जला रहे हैं।

इंजन में होने पर, ईंधन को बूंदों में वितरित किया जाता है जो वाष्प को बाहर करने के लिए ईंधन के लिए बहुत अधिक सतह क्षेत्र बनाता है। ईसीयू जो करता है वह इस ईंधन, वाष्प और हवा का एक बहुत विशिष्ट मिश्रण बनाता है जो इंजन को चालू करने वाले उच्च ऊर्जा को जलाने के लिए आवश्यक होता है।

कि बहुत विशिष्ट अनुपात के बिना आप अधिक ऊर्जावान जला नहीं मिलता है। मुझे पता नहीं क्यों के पीछे रसायन शास्त्र है।

मुझे आशा है कि वह मदद करेंगे।