Хөргөлтийн систем ба халуун хөдөлгүүрийн хоорондох ялгаа: Тэдний гүйцэтгэл болон хэрэглээний цаад нууцыг тайлах нь
Хөдөлгүүрүүд бол бидний өдөр бүр ашигладаг төрөл бүрийн төхөөрөмж, тээврийн хэрэгслийн гол цөм юм. Инженерчлэлд байнга хэлэлцдэг хоёр төрлийн хөдөлгүүр бол хөргөлтийн хөдөлгүүр (хөргөлтийн хөдөлгүүр) болон халаалтын хөдөлгүүр (шаталтын хөдөлгүүр) юм. Хоёулаа орчин үеийн амьдралд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг ч тэдгээрийн ажиллах зарчим, хэрэглээ нь мэдэгдэхүйц ялгаатай байдаг. Энэ нийтлэлд бид хөргөлтийн хөдөлгүүр болон халаалтын хөдөлгүүрийн үндсэн ялгааг тэдгээрийн үндсэн механизмаас эхлээд хэрэглээ, үр ашиг хүртэл судлах болно.
1. Тодорхойлолт ба ажиллах зарчим
Хөргөх машин
Хөргөлтийн машин гэдэг нь дулааныг нэг газраас нөгөө байршилд, ихэвчлэн өрөөнөөс эсвэл савнаас гаднах орчинд дамжуулах зориулалттай төхөөрөмж юм. Хөргөлтийн машинуудын нийтлэг жишээнд хөргөгч, агааржуулагч, тээврийн хэрэгслийн хөргөлтийн систем орно.
Ажиллах зарчим: Хөргөлтийн систем нь термодинамикийн хоёрдугаар хуульд үндэслэн ажилладаг бөгөөд энэ нь Ранкины цикл буюу Хөргөлтийн цикл гэх мэт хөргөлтийн цикл үүсэхийг хамардаг. Энэ систем нь хэд хэдэн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг агуулдаг: компрессор, конденсатор, тэлэлтийн хавхлага, ууршуулагч. Хөргөлтийн процесс нь компрессор хөргөлтийн бодисыг өндөр даралттай хий хэлбэрээр конденсатор руу шахахаас эхэлдэг. Конденсаторт энэ хий дулааныг ялгаруулж, шингэн болж хувирдаг. Дараа нь энэ шингэнийг тэлэлтийн хавхлагаар дамжуулж, даралт нь буурч, температур нь огцом буурдаг. Энэхүү хүйтэн хөргөлтийн бодис нь ууршуулагч руу шилжиж, хүрээлэн буй орчноос дулааныг шингээж, өрөө эсвэл талбайг сэрүүн болгодог.
Дулааны хөдөлгүүр
Дулааны хөдөлгүүр буюу шаталтын хөдөлгүүр нь түлшний энергийг шаталтын замаар механик энерги болгон хувиргадаг төхөөрөмж юм. Нийтлэг жишээнд автомашины хөдөлгүүр, хийн турбин, дизель хөдөлгүүр орно.
Ажиллах зарчим: Дулааны хөдөлгүүрүүд нь термодинамикийн нэгдүгээр хуульд үндэслэн ажилладаг бөгөөд энергийг үүсгэж эсвэл устгаж болохгүй, зөвхөн хувиргадаг гэж заасан байдаг. Энэ үйл явц нь ерөнхийдөө шаталтын камерт түлш шатахаас эхэлж, өндөр даралт болон температурт хий үүсгэдэг. Эдгээр хий нь дараа нь поршень эсвэл турбиныг хөдөлгөхөд хүргэдэг бөгөөд энэ хөдөлгөөн нь механик энерги болж хувирдаг. Шаталтын хөдөлгүүрийг хоёр үндсэн төрөлд хувааж болно: автомашинд ашигладаг дотоод шаталтын хөдөлгүүр (ICE), уурын хөдөлгүүр гэх мэт гадаад шаталтын хөдөлгүүр.
2. Хэрэглээ ба хэрэглээ
Хөргөх машин
Хөргөлтийн машинууд өдөр тутмын амьдралд өргөн хэрэглэгддэг. Тэдгээрийг ашигладаг гол хэсгүүдийн заримыг энд оруулав.
– Хөргөгч болон хөлдөөгч: Хамгийн түгээмэл хэрэглээний нэг болох хөргөгч нь хадгалах зай доторх температурыг бууруулснаар хоол хүнсийг шинээр нь хадгалахын тулд хөргөлтийн машин ашигладаг.
– Агааржуулагч болон агааржуулагч: Агааржуулагчийн хөргөлтийн машин нь ялангуяа халуун уур амьсгалтай бүс нутагт өрөөний тав тухтай температурыг хадгалахад тусалдаг.
– Хөргөгчтэй тээвэрлэлт: Хөргөлтийн системээр тоноглогдсон тээврийн хэрэгслийг далайн хоол, эм болон бусад хурдан мууддаг материал зэрэг бага температур шаарддаг бараа тээвэрлэхэд ашигладаг.
– Аж үйлдвэр: Олон үйлдвэрлэлийн процессууд тоног төхөөрөмжийг оновчтой температурт ажиллуулах эсвэл хэт халалтаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд нарийн хөргөлтийн үзүүлэлтүүдийг шаарддаг.
Дулааны хөдөлгүүр
Нөгөөтэйгүүр, дулааны хөдөлгүүрүүд нь эрчим хүч үйлдвэрлэх, янз бүрийн тээврийн хэрэгсэл, үйлдвэрлэлийн машинуудыг жолоодоход чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
– Моторт тээврийн хэрэгсэл: Суудлын автомашин, ачааны машин, мотоцикл болон бусад тээврийн хэрэгсэл нь түлшний энергийг механик хөдөлгөөн болгон хувиргахын тулд дотоод шаталтын хөдөлгүүрийг ашигладаг.
– Нисэх онгоц: Тийрэлтэт онгоцонд ашигладаг хийн турбинууд нь дулааны хөдөлгүүрийн нэг төрлийн жишээ юм.
– Цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх: Хийн турбин, уурын цахилгаан станц зэрэг шаталтын хөдөлгүүрийг их хэмжээгээр цахилгаан үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
– Хүнд тоног төхөөрөмж болон үйлдвэрлэлийн машин механизм: Олон хүнд тоног төхөөрөмж болон үйлдвэрлэлийн машин механизм нь өдөр тутмын үйл ажиллагаандаа шаталтын хөдөлгүүр ашигладаг.
3. Үр ашиг ба байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөлөл
Хөргөлтийн машины үр ашиг
Хөргөлтийн төхөөрөмжийг ихэвчлэн Гүйцэтгэлийн Коэффициент (COP)-оор нь үнэлдэг бөгөөд энэ нь хөргөлтийн хэлбэрээр үйлдвэрлэсэн энерги ба зарцуулсан энергийн харьцаа юм. Орчин үеийн хөргөлтийн төхөөрөмжүүд нь технологийн дэвшил, дизайн, үйлдвэрлэлд ашигладаг шинэ материалын ачаар илүү үр ашигтай байх хандлагатай байдаг. Гэсэн хэдий ч хөргөлтийн төхөөрөмжүүд нь их хэмжээний цахилгаан эрчим хүч шаарддаг тул тэдгээрийн үр ашиг нь ашигласан эрчим хүчний эх үүсвэрээс ихээхэн хамаардаг. Хөргөлтийн бодисын хэрэглээ нь ялангуяа дэлхийн дулаарлын асуудал улам бүр нэмэгдэж байгаатай холбогдуулан байгаль орчны томоохон асуудал болж байна.
Дулааны хөдөлгүүрийн үр ашиг
Дулааны үр ашиг нь дулааны хөдөлгүүрийн гүйцэтгэлийг үнэлэх гол үзүүлэлт бөгөөд тухайлбал механик хүчин чадалд хувиргасан энергийг ашигласан түлшний нийт энергитэй харьцуулсан харьцаа юм. Эдгээр хөдөлгүүрүүд нь утааны хий болон бусад эд ангиудаар дамжин дулаан алдагддаг тул хүйтэн хөдөлгүүрээс бага үр ашигтай байдаг. Гэсэн хэдий ч эрлийз хөдөлгүүр болон турбо цэнэглэгч технологи гэх мэт энэхүү үр ашгийг сайжруулахын тулд технологи хөгжсөөр байна.
Байгаль орчинд үзүүлэх нөлөө
Хүйтэн болон халуун хөдөлгүүрүүд хоёулаа байгаль орчинд ихээхэн нөлөө үзүүлдэг.
– Хөргөлтийн машинууд: Озоны давхаргыг цөөрүүлж, хүлэмжийн нөлөөллийг нэмэгдүүлэх боломжтой хөргөлтийн бодисыг ашиглах нь томоохон асуудал юм. Үүнийг шийдвэрлэхийн тулд ашиглаж болох хөргөлтийн бодисын төрөл, тоо хэмжээнд хатуу зохицуулалтыг мөрдөнө. Байгаль орчинд ээлтэй хөргөлтийн бодисыг боловсруулах ажил хийгдэж байна.
– Дулааны хөдөлгүүр: Шаталтын хөдөлгүүрүүд нь CO2, NOx болон бусад бохирдуулагч хэсгүүд зэрэг хүлэмжийн хий ялгаруулдаг бөгөөд энэ нь дэлхийн дулаарал болон агаарын бохирдолд нөлөөлдөг. Олон улс орнууд эдгээр нөлөөллийг бууруулах, цахилгаан болон эрлийз тээврийн хэрэгслийн технологийг хөгжүүлэхийг дэмжих зорилгоор ялгаруулалтын стандартыг нэвтрүүлсэн.
4. Кесимпулан
Хөргөх болон халаалтын хөдөлгүүр нь орчин үеийн амьдралыг янз бүрийн аргаар дэмждэг хоёр чухал бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Хөргөх хөдөлгүүр нь биднийг тав тухтай, цэмцгэр байлгахад тусалдаг бол халаалтын хөдөлгүүр нь биднийг хөдөлж, ажиллах боломжийг олгодог. Энэ хоёрын хоорондох үндсэн ялгааг ойлгох нь эдгээр технологийг илүү үр ашигтай, байгаль орчинд ээлтэй байдлаар ашиглахад тусалдаг. Технологи, байгаль орчны талаарх мэдлэг тасралтгүй хөгжихийн хэрээр ирээдүйд хоёр төрлийн хөдөлгүүрийн үр ашгийг дээшлүүлж, байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөллийг бууруулах цаашдын инновациуд гарч ирж магадгүй юм.
