Specific Fuel Consumption MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Specific Fuel Consumption - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

व्याख्या:

इंजन में यांत्रिक दक्षता और आयतनिक दक्षता

• इंजन की यांत्रिक दक्षता ब्रेक शक्ति (BP) और संकेतित शक्ति (IP) का अनुपात है। दूसरी ओर, आयतनिक दक्षता, इंटेक स्ट्रोक के दौरान दहन कक्ष में वायु-ईंधन मिश्रण (SI इंजन के लिए) या वायु (CI इंजन के लिए) खींचने में इंजन की प्रभावशीलता का एक माप है।

यांत्रिक दक्षता:

इंजन की यांत्रिक दक्षता की गणना सूत्र का उपयोग करके की जाती है:

यांत्रिक दक्षता =

जहाँ:

• ब्रेक शक्ति (BP) क्रैंकशाफ्ट पर उपलब्ध वास्तविक शक्ति है, जिसे डायनोमीटर का उपयोग करके मापा जा सकता है।
• संकेतित शक्ति (IP) इंजन सिलेंडर के भीतर विकसित सैद्धांतिक शक्ति है, जिसकी गणना एक संकेतक आरेख से प्राप्त दबाव-आयतन आरेख के आधार पर की जा सकती है।

यांत्रिक दक्षता इंजन के भीतर घर्षण और अन्य यांत्रिक नुकसान के कारण होने वाले नुकसान के लिए जिम्मेदार है। यह एक आवश्यक पैरामीटर है क्योंकि यह इंगित करता है कि इंजन सिलेंडर के भीतर उत्पन्न शक्ति को क्रैंकशाफ्ट पर उपयोगी कार्य में कितनी प्रभावी ढंग से परिवर्तित करता है।

आयतनिक दक्षता:

आयतनिक दक्षता =

स्पार्क इग्निशन (SI) इंजन के लिए:

• SI इंजनों की आयतनिक दक्षता आम तौर पर 30% से अधिक होती है। वास्तव में, अच्छी तरह से डिज़ाइन किए गए SI इंजन सामान्य परिचालन स्थितियों में 80% से 90% की सीमा में आयतनिक दक्षता प्राप्त कर सकते हैं। यह उच्च दक्षता कार्बोरेटर या ईंधन इंजेक्शन प्रणालियों के उपयोग के कारण है जो यह सुनिश्चित करते हैं कि एक इष्टतम वायु-ईंधन मिश्रण दहन कक्ष में प्रवेश करता है।

संपीडन इग्निशन (CI) इंजन के लिए:

• CI इंजनों की आयतनिक दक्षता भी आम तौर पर 30% से अधिक होती है। CI इंजनों में आमतौर पर 85% से 95% की सीमा में आयतनिक दक्षता होती है, उनके डिजाइन के कारण, जिसमें वायु सेवन प्रक्रिया को बढ़ाने के लिए टर्बोचार्जिंग और सुपरचार्जिंग शामिल है। ये इंजन ईंधन को प्रज्वलित करने के लिए वायु के उच्च संपीड़न पर निर्भर करते हैं, और उनके प्रदर्शन के लिए कुशल वायु सेवन महत्वपूर्ण है।

अवधारणा:

ब्रेक तापीय दक्षता इस प्रकार दी गई है:

 ...(i)

जहाँ, ṁ = ईंधन का द्रव्यमान प्रवाह दर, B.P = ब्रेक शक्ति, C.V = कैलोरी मान

ब्रेक विशिष्ट ईंधन खपत इस प्रकार दी गई है:

 ...(ii)

(i) और (ii) का संयोजन करने पर हमारे पास है

 ...(iii)

गणना:

दिया गया है:

ηb = 30% = 0.3, C.V = 40 MJ/kg = 40000  kJ/kg

समीकरण (iii) का उपयोग करना

वर्णन:

विशिष्ट ईंधन खपत (sfc): यह प्रति इकाई शक्ति आउटपुट उपभुक्त ईंधन की द्रव्यमान प्रवाह दर होती है। यह मापता है कि एक इंजन कितने किफायती रूप से शक्ति उत्पादित करने के लिए आपूर्ति की गयी ईंधन का उपयोग करती है। 

sfc = , जहाँ  = Kg/घंटा में ईंधन का द्रव्यमान प्रवाह दर, शक्ति kW में है, sfc Kg/kWh है। 

ब्रेक विशिष्ट ईंधन खपत (bsfc) = \(\frac{\dot m_f}{Brake\ power}\)

• विशिष्ट ईंधन खपत का निम्न मान वांछनीय है। 
• S.I. इंजन के लिए bsfc का विशिष्ट न्यूनतम मान लगभग 0.25 kg/kW-hr है, या पेट्रोल इंजन के लिए प्रति B.P. घंटा विशिष्ट ईंधन खपत 0.25 kg है। 
• इंजन में विभिन्न गतियों और भारों पर अलग-अलग BSFC मान होंगे। 
• प्रत्यागामी इंजन अधिकतम दक्षता तब प्राप्त करता है जब अन्तर्ग्रहण वायु बेअसर होती है और इंजन अपने शीर्ष बलाघूर्ण के निकट संचालित होती है। 
• वास्तविक दक्षता अलग-अलग संचालन स्थितियों के कारण इंजन की औसत दक्षता की तुलना में कम या अधिक हो सकती है। एक उत्पादन गैसोलीन इंजन की स्थिति में सबसे अधिक दक्ष BSFC लगभग 0.25 kg/kW-hr है जो 36% की ऊष्मागतिक दक्षता के समकक्ष है। 

Additional Information

• एक डीजल इंजन के लिए प्रति B.P. घंटा विशिष्ट ईंधन खपत लगभग 0.2 kg है। 
• सांकेतिक विशिष्ट ईंधन खपत =  

संकल्पना:

विशिष्ट ईंधन की खपत (SFC):

• एक इंजन की ईंधन खपत की विशेषताएं आम तौर पर प्रति kW-hr ईंधन की विशिष्ट ईंधन खपत के संदर्भ में व्यक्त की जाती हैं।
• यह एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है जो दर्शाता है कि इंजन का प्रदर्शन कितना अच्छा है।
• यह इंजन की तापीय दक्षता के विपरीत आनुपातिक है।
• ब्रेक विशिष्ट ईंधन की खपत (bsfc) और सूचित विशिष्ट ईंधन खपत (isfc) ब्रेक शक्ति (bp) और सूचित शक्ति (ip) के आधार पर विशिष्ट ईंधन की खपत है।

स्पष्टीकरण:

विशिष्ट ईंधन खपत (sfc):

• एक इंजन की ईंधन खपत की विशेषताएं आम तौर पर प्रति kW-hr ईंधन की विशिष्ट ईंधन खपत के संदर्भ में व्यक्त की जाती हैं। यह एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है जो दर्शाता है कि इंजन का प्रदर्शन कितना अच्छा है। यह इंजन की तापीय दक्षता के विपरीत आनुपातिक है।
• ब्रेक विशिष्ट ईंधन की खपत (bsfc) और सूचित विशिष्ट ईंधन खपत (isfc) ब्रेक शक्ति (bp) और सूचित शक्ति (ip) के आधार पर विशिष्ट ईंधन की खपत है।
• डीजल इंजन के लिए प्रति kW-hr विशिष्ट ईंधन खपत 0.27 kg / kW-hr के बहुत करीब है।

अवधारणा:

ब्रेक विशिष्ट ईंधन की खपत 

गणना:

दिया गया है:

ब्रेक शक्ति = 105 kW, ṁ = 4.4 kg per 10 min = 0.44 kg/min ⇒ 0.44 × 60 = 26.4 kg/hr.

BSFC = 0.251 kg/kW-hr.

संकल्पना:

घर्षण शक्ति (F.P) = सांकेतिक शक्ति (I.P) – ब्रेक शक्ति (B.P)

गणना:

दिया गया है:

ब्रेक शक्ति = 60 kW, η_mech = 80 % = 0.8

अब,

∴ सांकेतिक शक्ति (I.P.) = 75 kW

अब,

F.P = I.P – B.P = 15 kW

स्पष्टीकरण:

विशिष्ट ईंधन खपत (sfc):

• एक इंजन की ईंधन खपत की विशेषताएं आम तौर पर प्रति kW-hr ईंधन की विशिष्ट ईंधन खपत के संदर्भ में व्यक्त की जाती हैं। यह एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है जो दर्शाता है कि इंजन का प्रदर्शन कितना अच्छा है। यह इंजन की तापीय दक्षता के विपरीत आनुपातिक है।
• ब्रेक विशिष्ट ईंधन की खपत (bsfc) और सूचित विशिष्ट ईंधन खपत (isfc) ब्रेक शक्ति (bp) और सूचित शक्ति (ip) के आधार पर विशिष्ट ईंधन की खपत है।
• डीजल इंजन के लिए प्रति kW-hr विशिष्ट ईंधन खपत 0.27 kg / kW-hr के बहुत करीब है।

संकल्पना:

विशिष्ट ईंधन की खपत (SFC):

• एक इंजन की ईंधन खपत की विशेषताएं आम तौर पर प्रति kW-hr ईंधन की विशिष्ट ईंधन खपत के संदर्भ में व्यक्त की जाती हैं।
• यह एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है जो दर्शाता है कि इंजन का प्रदर्शन कितना अच्छा है।
• यह इंजन की तापीय दक्षता के विपरीत आनुपातिक है।
• ब्रेक विशिष्ट ईंधन की खपत (bsfc) और सूचित विशिष्ट ईंधन खपत (isfc) ब्रेक शक्ति (bp) और सूचित शक्ति (ip) के आधार पर विशिष्ट ईंधन की खपत है।

अवधारणा:

ब्रेक तापीय दक्षता इस प्रकार दी गई है:

 ...(i)

जहाँ, ṁ = ईंधन का द्रव्यमान प्रवाह दर, B.P = ब्रेक शक्ति, C.V = कैलोरी मान

ब्रेक विशिष्ट ईंधन खपत इस प्रकार दी गई है:

 ...(ii)

(i) और (ii) का संयोजन करने पर हमारे पास है

 ...(iii)

गणना:

दिया गया है:

ηb = 30% = 0.3, C.V = 40 MJ/kg = 40000  kJ/kg

समीकरण (iii) का उपयोग करना

व्याख्या:

• स्पार्क-इग्निशन इंजन में ईंधन का अपस्फोटरोधी मान, ऑक्टेन संख्या द्वारा दिया जाता है, उदाहरण के लिए, यदि ईंधन की ऑक्टेन संख्या 100 है, तो इसका अर्थ है कि ईंधन की अपस्फोटरोधी गुणवत्ता बहुत अच्छी है, दूसरी ओर यदि ईंधन की ऑक्टेन संख्या शून्य है, तो ईंधन में बहुत खराब अपस्फोटरोधी गुणवत्ता होती है।
• SI इंजन में कम संपीड़न अनुपात होता है क्योंकि उच्च संपीड़न अनुपात पर यह उच्च तापमान के कारण अपस्फोट करना शुरू कर देता है, अब यदि हमारे पास उच्च ऑक्टेन संख्या वाला ईंधन है, तो इसे उच्च संपीड़न अनुपात पर नियोजित किया जा सकता है क्योंकि उच्च ऑक्टेन संख्या वाले ईंधन में उच्च अपस्फोटरोधी गुणवत्ता होती है। 

ब्रेक विशिष्ट ईंधन खपत: इसे एक किलोवाट ब्रेक पावर उत्पन्न करने के लिए एक घंटे में खपत ईंधन की मात्रा के रूप में परिभाषित किया गया है। यदि लोड बढ़ाया जाता है, तो ब्रेकिंग पावर भी बढ़ जाएगी इसलिए ब्रेक विशिष्ट ईंधन की खपत कम हो जाएगी।

अवधारणा:

एक उत्क्रमणीय ताप इंजन के लिए,

जहाँ, Tmin न्यूनतम तापमान है और Tmax चक्र का अधिकतम तापमान है।

साथ ही,

जहाँ, Q इंजन को आपूर्ति की जाने वाली ऊष्मा है और W इंजन का कार्य आउटपुट है। 

Q = ṁf × CV

जहाँ, ṁ_f ईंधन की द्रव्यमान प्रवाह दर है और CV ईंधन का कैलोरी मान है। 

गणना:

दिया गया है, Tmin = 300 K, Tmax = 1000 K, W = 14 kW और ईंधन का कैलोरी मान (CV) = 40,000 kJ/kg

Q = ṁf × CV

स्पष्टीकरण:

दिया हुआ है कि:

यांत्रिक दक्षता η_m = 80%, घर्षण शक्ति FP = 25 kW

गणना:

हम जानते हैं कि यांत्रिक दक्षता का सूत्र ηm = [BP = ब्रेक शक्ति, IP = सांकेतिक शक्ति]

तो, 0.8 =

∴ BP = 0.8 IP

अब,

हम जानते हैं कि IP = BP + FP

तो, IP = 0.8 IP + 25

या,

0.2 IP = 25

∴ IP 25 × 5

∴ IP = 125 kW

अवधारणा:

ब्रेक विशिष्ट ईंधन की खपत 

गणना:

दिया गया है:

ब्रेक शक्ति = 105 kW, ṁ = 4.4 kg per 10 min = 0.44 kg/min ⇒ 0.44 × 60 = 26.4 kg/hr.

BSFC = 0.251 kg/kW-hr.

संकल्पना:

घर्षण शक्ति (F.P) = सांकेतिक शक्ति (I.P) – ब्रेक शक्ति (B.P)

गणना:

दिया गया है:

ब्रेक शक्ति = 60 kW, η_mech = 80 % = 0.8

अब,

∴ सांकेतिक शक्ति (I.P.) = 75 kW

अब,

F.P = I.P – B.P = 15 kW