डीजल ईंधन की उत्पत्ति क्या है?

1892 में, आविष्कारक रुडोल्फ डीजल एक क्रांतिकारी नया ईंधन उत्पाद बनाया जो आज उनके नाम पर है। उनका आविष्कार, जैसा कि आमतौर पर भौतिक विज्ञान में होता है, वर्षों के कठिन, दोहराव और आर्थिक रूप से अप्रतिफल कार्य की परिणति थी।

डीजल सबसे पहले अपने मूल जर्मनी में म्यूनिख के रॉयल बवेरियन पॉलिटेक्निक में थर्मोडायनामिक्स व्याख्यान से प्रेरित था। (ऊष्मप्रवैगिकी ऊष्मा और ऊर्जा के अन्य विभिन्न रूपों के बीच संबंधों का अध्ययन है।)

डीजल ने वह हासिल किया जो उसने निर्धारित खोज में किया था एक प्रकार की भौतिकी "पवित्र कब्र": एक दहन इंजन जो सभी गर्मी को उपयोगी कार्य में परिवर्तित कर सकता है और इसलिए 100 प्रतिशत होगा यंत्रवत् कुशल. यह भौतिकविदों द्वारा सिद्ध किया गया था सैद्धांतिक रूप से संभव है, लेकिन व्यावहारिक रूप से यह था, और आज भी सबसे अच्छा मायावी बना हुआ है।

डीजल के इस दक्षता आदर्श से बहुत कम होने के बावजूद, उनके इंजन अभी भी अपने पूर्ववर्तियों की तुलना में दोगुने से अधिक कुशल थे - लगभग 25 प्रतिशत बनाम 10 प्रतिशत। दुर्भाग्य से, उन्हें अपने उत्पादों पर धनवापसी के लिए लगातार कॉल का सामना करना पड़ा, और उनका जीवन गरीबी में समाप्त हो गया, कथित तौर पर उनके अपने हाथ से।

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लेकिन ईंधन को जलाने के लिए डीजल का नया दृष्टिकोण और डीजल इंजन का आविष्कार एक युग में भी बहुत महत्वपूर्ण है। जिसमें सभी प्रकार के जीवाश्म ईंधन की धारणा अत्यधिक अलोकप्रिय हो गई है, भले ही उनका उपयोग बड़े पैमाने पर अनियंत्रित हो।

आधुनिक दुनिया में ऊर्जा

भौतिकी में "ऊर्जा" एक केंद्रीय अवधारणा है, फिर भी रोजमर्रा के शब्दों में पर्याप्त रूप से व्याख्या करना थोड़ा मुश्किल है। ऊर्जा में बल की इकाइयाँ दूरी से गुणा होती हैं, लेकिन विभिन्न प्रकार के कम-मात्रात्मक रूपों में "प्रकट" होती हैं। प्राथमिक ऊर्जा स्रोत शामिल परमाणु ऊर्जा, जीवाश्म ईंधन (तेल, कोयला तथा प्राकृतिक गैस) और तथाकथित नवीकरणीय स्रोत जैसे:

  • **हवा
  • सौर
  • भूतापीय**
  • पनबिजली शक्ति

अक्षय के बारे में एक हस्तक्षेप Inter

2016 तक, संयुक्त राज्य अमेरिका (राष्ट्रों के बीच दुनिया का सबसे बड़ा ऊर्जा उपभोक्ता) में उपयोग की जाने वाली ऊर्जा का लगभग 81.5 प्रतिशत जीवाश्म ईंधन से प्राप्त किया गया था। जबकि यह संख्या वर्ष 2040 तक 77 प्रतिशत से कम होने की उम्मीद थी, तथ्य यह है कि औद्योगिक दुनिया से किसी भी समय अपने तेल, प्राकृतिक गैस और कोयले पर निर्भरता को दूर करने की उम्मीद नहीं है भविष्य।

यह अडिग, स्पष्ट और कभी-कभी बहुत कठोर मीडिया और विज्ञान-क्षेत्र के संभावित बारे में बकबक करने के बावजूद है जलवायु परिवर्तन के विनाशकारी पर्यावरणीय प्रभाव जो वर्तमान की दूसरी छमाही में गंभीर रूप से उत्पन्न होने की उम्मीद है सदी।

जबकि परमाणु ऊर्जा, बायोमास, जल विद्युत और अन्य नवीकरणीय ऊर्जा का योगदान लगभग एक चौथाई के करीब हो गया है अमेरिका की ऊर्जा जरूरतों, केवल "अन्य नवीकरणीय" श्रेणी के दशकों में उल्लेखनीय रूप से बढ़ने की उम्मीद है आइए।

जीवाश्म ईंधन का अवलोकन

अधिकांश स्रोत तीन जीवाश्म ईंधन को वैश्विक मानव ऊर्जा मशीन में योगदानकर्ता के रूप में सूचीबद्ध करते हैं: पेट्रोलियम, प्राकृतिक गैस तथा कोयला. (एक चौथा, एक मालिकाना तेल उत्पाद जिसे ओरिमल्शन कहा जाता है, 1980 के दशक में उपयोग में आया लेकिन एक प्रभावी गैर-खिलाड़ी बन गया २१वीं सदी का पहला दशक।) एक साथ, ये ग्रह की ऊर्जा आपूर्ति के चार-पांचवें हिस्से के रूप में जिम्मेदार हैं 2019.

जीवाश्म ईंधन के उपयोग के परिणामों के बारे में सभी विवाद एक तरफ, उनके बिना, हम वर्तमान पृथ्वी-यात्रियों के लिए अपरिचित दुनिया में रहेंगे। संपूर्ण वैश्विक परिवहन और संचार ग्रिड अपनी ऊर्जा की आपूर्ति पर निर्भर करते हैं, और अधिकांश प्लास्टिक और स्टील जैसी दुनिया की महत्वपूर्ण विनिर्मित वस्तुएं, जीवाश्म ईंधन पर पूरी तरह निर्भर हैं पल।

"जीवाश्म ईंधन" एक मिथ्या नाम है, क्योंकि ये ईंधन जीवाश्मों से नहीं आते हैं, जो आमतौर पर जीवित चीजों के अवशेष भी नहीं होते हैं। दर असल, लेकिन चट्टानों और मिट्टी में उन लंबे समय से मृत चीजों के प्रभाव। जीवाश्म ईंधन से आते हैं जानवरों और पौधों का क्षय हुआ बायोमास जो कई लाखों साल पहले रहते थे, इसलिए जीवाश्म ईंधन और वास्तविक जीवाश्म इस मायने में जुड़े हुए हैं कि वे दोनों पृथ्वी पर प्राचीन जीवन के अप्रत्यक्ष प्रमाण के रूप में काम करते हैं।

जीवाश्म ईंधन के प्रकार

डीजल ईंधन एक प्रकार का पेट्रोलियम है, एक शब्द जिसका प्रयोग "तेल" के साथ रोजमर्रा के प्रवचन में किया जाता है। तीन प्रमुख जीवाश्म ईंधन की आवश्यक विशेषताएं इस प्रकार हैं:

पेट्रोलियम। इस जीवाश्म ईंधन में ज्यादातर कार्बन और हाइड्रोजन तत्व होते हैं, जो आश्चर्यजनक नहीं है सामान्य रूप से पृथ्वी पर इन तत्वों की बहुतायत और जीवित चीजों में उनकी प्रचुरता दोनों विशेष। माना जाता है कि इसका अधिकांश भाग लगभग 252 मिलियन और 66 मिलियन वर्ष पहले बनाया गया था, जब उस अकल्पनीय रूप से बहुत पहले के समय के महासागरों में पौधों का एक बड़ा हिस्सा दब गया था।

तेल - या अधिक सटीक रूप से, पेट्रोलियम के रूप में अर्हता प्राप्त करने वाले कई अलग-अलग "तैलीय" हाइड्रोकार्बन का उपयोग किया जाता है डीजल ईंधन के अलावा गैसोलीन और हीटिंग ऑयल सहित कई रोज़मर्रा के उत्पाद बनाने के लिए।

वर्तमान में, इन ईंधनों के जलने से पृथ्वी के वायुमंडल में आधे से अधिक कार्बन युक्त "ग्रीनहाउस गैस" उत्सर्जन होता है, बदले में ग्रह की सतह और निवासों के निरंतर गर्म होने में एक प्रमुख योगदानकर्ता माना जाता है जो कि इसके लिए हो रहा है दशकों।

2016 तक उत्पादित अमेरिकी ऊर्जा का लगभग 35 प्रतिशत तेल के लिए जिम्मेदार था, एक आँकड़ा कम से कम 2040 तक स्थिर रहने की उम्मीद है।

प्राकृतिक गैस। यह जीवाश्म ईंधन रंगहीन और गंधहीन होने के लिए उल्लेखनीय है, ऐसे गुण जो पेट्रोलियम के बिल्कुल विपरीत हैं, इन पहलुओं में एक विशेष रूप से दखल देने वाला पदार्थ है। पेट्रोलियम की तरह, यह लाखों साल पहले पौधों और जानवरों के अवशेषों से रसायन के माध्यम से बना था और यांत्रिक (उदाहरण के लिए, दबाव) स्थितियां जो उन्हें पैदा करती हैं, स्पष्ट रूप से उन लोगों के समान नहीं थीं जो. को जन्म दे रही थीं तेल।

21वीं सदी के दूसरे दशक में यू.एस. में प्राकृतिक-गैस उत्पादन में नाटकीय रूप से वृद्धि हुई है, जिसका प्रभाव लगभग पूरी तरह से "के कार्यान्वयन के तेजी से प्रसार के लिए जिम्मेदार है।"fracking."

अधिक उचित रूप से कहा जाता है हाइड्रोलिक फ्रेक्चरिंग, इस विवादास्पद ड्रिलिंग तकनीक के लिए बहुत अधिक पानी की आवश्यकता होती है और इससे प्रभावित क्षेत्रों में भूकंपीय गतिविधि (भूकंप के समान) हो सकती है। प्राकृतिक गैस ने 2016 में अमेरिकी ऊर्जा आपूर्ति में लगभग एक चौथाई का योगदान दिया, लेकिन 2040 तक पेट्रोलियम के 35 प्रतिशत के आंकड़े से मेल खाने की उम्मीद है।

कोयला। एक बार बिजली संयंत्रों में बिजली पैदा करने के लिए ईंधन का लगभग एकमात्र स्रोत, कोयला अन्य जीवाश्म ईंधन से भी पुराना है, जो लगभग 360 मिलियन वर्ष पहले बनना शुरू हुआ था। अन्य जीवाश्म ईंधन के विपरीत, इसे भी एक विशिष्ट रूप में संकुचित किया गया है, हालांकि विभिन्न उपप्रकार मौजूद हैं और कार्बन सामग्री के अनुसार वर्गीकृत किए गए हैं।

कोयला वर्तमान में दुनिया की ऊर्जा आपूर्ति का लगभग एक तिहाई आपूर्ति करता है। हालांकि यह 2010 के बाद से अमेरिकी ऊर्जा पाई के अपने हिस्से के मामले में गिर गया है, चीन जैसे ऐतिहासिक रूप से ढीले पर्यावरण मानकों वाले देशों में कोयला बहुत लोकप्रिय है।

2019 तक यू.एस. सरकार की ओर से बार-बार की जाने वाली घोषणाओं के बावजूद, कोयले के उपयोग की उम्मीद है गिरावट, न केवल नवीकरणीय ऊर्जा के उपयोग में वृद्धि के कारण, बल्कि प्राकृतिक गैस में उपरोक्त वृद्धि के कारण भी है निष्कर्षण। 2016 में अमेरिकी ऊर्जा आपूर्ति में कोयले ने लगभग 15 प्रतिशत का योगदान दिया और 2040 तक लगभग 12 प्रतिशत पर स्थिर होने से पहले इसके उपयोग में मामूली गिरावट जारी रहने की उम्मीद है।

डीजल ईंधन की उत्पत्ति और इतिहास

रूडोल्फ डीजल के जीवन का चाप एक दुखद खाते के रूप में प्रस्तुत करता है। डीजल १८७० के दशक की शुरुआत में जर्मनी में एक विश्वविद्यालय का छात्र था, ऐसे समय में जब बड़े शहर भारी दबाव से अभिभूत होने लगे थे। इन शहरी इलाकों में लंबी और छोटी दूरी की यात्रा के मुख्य साधन के रूप में काम करने वाले घोड़ों द्वारा उत्पन्न खाद की भारी मात्रा क्षेत्र।

दहन इंजन को दक्षता की नई ऊंचाइयों तक ले जाने के डीजल के वर्षों के लंबे प्रयासों को शायद उनकी अपनी अपेक्षाओं के बोझ से, और जनता के उन लोगों के बोझ से बाधित किया गया था जो अपने उद्देश्यों से अवगत थे। अत्यधिक दक्षता हासिल करने के बावजूद (हालांकि डीजल की आकांक्षाओं से बहुत कम, उसके इंजन दिन के मानक संस्करणों की तुलना में दोगुने से अधिक कुशल थे)।

1913 में, पहली बार अपना काम शुरू करने के लगभग 40 साल बाद, एक नाव यात्रा के दौरान एक स्पष्ट लेकिन कभी-कभी विवादित आत्महत्या में डीजल की मृत्यु हो गई। अफसोस की बात है कि उन्हें 1920 और 1930 के दशक में अपने आविष्कारों के वर्ग को वास्तव में आगे बढ़ते हुए नहीं देखा।

डीजल इंजन

एक डीजल इंजन एक आंतरिक दहन इंजन है, जिसका अर्थ है कि यह रासायनिक ऊर्जा को ईंधन के अणुओं में बंधों से यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है। शाफ्ट के बाहर एक काज के माध्यम से एक ड्राइव शाफ्ट एक पिस्टन से जुड़ा होता है। पिस्टन एक सिलेंडर के अंदर होता है जिसमें हवा, विशेष रूप से ऑक्सीजन (दहन के लिए आवश्यक) और ईंधन को पंप या इंजेक्ट किया जाता है।

अत्यधिक बढ़े हुए दबाव (और इस तापमान) के परिणामस्वरूप सिलेंडर के अंदर नियंत्रित विस्फोट पिस्टन को नीचे कर देता है, शाफ्ट को घुमाने के कारण, पिस्टन को वापस ऊपर की ओर ले जाना क्योंकि शाफ्ट एक पूर्ण रोटेशन पूरा करता है और अधिक ईंधन और हवा को पंप किया जाता है। यह चक्र प्रति मिनट कई हजार बार तक हो सकता है।

डीजल इंजन का "जादू" यह है कि, एक नियमित दहन इंजन के विपरीत, इसे किसी सक्रिय ईंधन प्रज्वलन की आवश्यकता नहीं होती है। एक सामान्य इंजन में, सिलेंडर के भीतर का तापमान इतना अधिक नहीं होता है कि ईंधन बिना विद्युत सहायता के प्रज्वलित हो सके - इसलिए "स्पार्क प्लग", जो कारों के विफल होने पर बेकार हो जाते हैं। एक डीजल इंजन में, हवा इतनी दृढ़ता से संकुचित होती है कि ईंधन बिना सहायता के प्रज्वलित होता है और प्रति इंजन स्ट्रोक में कम ईंधन की आवश्यकता होती है, जिससे ईंधन दक्षता में काफी सुधार होता है।

इन इंजनों की अधिक दक्षता, या मितव्ययिता, उन्हें आम तौर पर अधिक महंगा और बनाए रखने में कठिन बनाती है। डीजल के अपने समय में, इन मुद्दों को हल करने की तकनीक अभी उपलब्ध नहीं थी।

डीजल ईंधन गुण

डीजल इंजन के अद्वितीय गुणों के परिणामस्वरूप यह विभिन्न प्रकार के तेल का उपयोग करने में सक्षम होता है, एक ईंधन जिसे स्वाभाविक रूप से डीजल ईंधन कहा जाता है। यह ईंधन कच्चे तेल से बनाया जाता है, और असंसाधित पेट्रोलियम के प्रति 42-गैलन बैरल में लगभग 11 से 12 गैलन डीजल ईंधन का उत्पादन होता है। इसका उपयोग अधिकांश मालवाहक ट्रकों, ट्रेनों, बसों और नावों के साथ-साथ कृषि वाहनों और निर्माण और सैन्य वाहनों में किया जाता है।

2006 में, अमेरिकी पर्यावरण संरक्षण एजेंसी (ईपीए) ने अनिवार्य किया कि डीजल की सल्फर सामग्री ईंधन को बहुत कम किया जाना चाहिए, एक उपाय जो अत्यधिक प्रभावी साबित हुआ है क्योंकि इसे लागू किया गया है समय। 2018 तक, अमेरिका की सड़कों और अन्य जगहों पर उपयोग किए जाने वाले सभी डीजल का लगभग 97 प्रतिशत अल्ट्रा-लो सल्फर डीजल (ULSD) के रूप में जाना जाता है।

  • 2018 में, डीजल ईंधन का कुल यू.एस. पेट्रोलियम उपयोग का लगभग 20 प्रतिशत, या कुल मिलाकर अमेरिकी ईंधन खपत का लगभग 7 प्रतिशत था।
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