რა არის დიზელის საწვავის წარმოშობა?

1892 წელს გამომგონებელი რუდოლფ დიზელი შექმნა რევოლუციური ახალი საწვავის პროდუქტი, რომელიც დღეს მის სახელს ატარებს. მისი გამოგონება, როგორც ეს ჩვეულებრივ ხდება ფიზიკურ მეცნიერებებში, იყო წლების მძიმე, განმეორებადი და ფინანსურად მიუსაფარი მუშაობის კულმინაცია.

დიზელი პირველად შთააგონა თერმოდინამიკის ლექციამ მიუნხენის სამეფო ბავარიის პოლიტექნიკაში, მის მშობლიურ გერმანიაში. (თერმოდინამიკა არის სითბოს და ენერგიის სხვა ფორმების ურთიერთმიმართების შესწავლა.)

დიზელმა მიაღწია იმას, რაც მან გააკეთა ერთგვარი ფიზიკური "წმინდა გრაალის" დევნაში: წვის ძრავა, რომელსაც შეეძლო მთელი სითბო სასარგებლო სამუშაოდ გადაეყვანა და, შესაბამისად, 100 პროცენტი იქნებოდა მექანიკურად ეფექტური. ეს ფიზიკოსებმა დაადასტურეს თეორიულად შესაძლებელია, მაგრამ პრაქტიკული თვალსაზრისით ეს იყო და დღესაც კი საუკეთესოდ იშურებს.

მიუხედავად იმისა, რომ დიზელი ამ ეფექტურობის იდეალს ბევრად ჩამორჩებოდა, მისი ძრავები ჯერ კიდევ ორჯერ უფრო ეფექტური იყო, ვიდრე მათი წინამორბედები - დაახლოებით 25 პროცენტი 10 პროცენტის წინააღმდეგ. სამწუხაროდ, მას ხშირად ელოდებოდა მისი პროდუქციის დაბრუნების მოთხოვნას და მისი ცხოვრება სიღარიბით დასრულდა, მისივე თქმით, საკუთარი ხელით.

მაგრამ დიზელის მორგებული ახალი მიდგომა საწვავის ანთებასთან დაკავშირებით და დიზელის ძრავის გამოგონება უაღრესად მნიშვნელოვანია ასაკშიც რომელშიც ყველა ტიპის წიაღისეული საწვავის აღქმა ძალზე არაპოპულარული გახდა, მაშინაც კი, თუ მათი გამოყენება ძირითადად უკონტროლოდ გაგრძელდება.

ფიზიკაში ”ენერგია” არის ცენტრალური ცნება, მაგრამ გარკვეულწილად რთულია ადეკვატურად ახსნა ყოველდღიური სიტყვებით. ენერგიას აქვს ძალის ერთეულები გამრავლებული მანძილზე, მაგრამ ასევე "ჩნდება" სხვადასხვა ნაკლებად რაოდენობრივად გამოსახულებით. ენერგიის პირველადი წყაროები მოიცავს ბირთვული ენერგია, წიაღისეული (ნავთობი, ნახშირი და ბუნებრივი აირი) და ე.წ. განახლებადი წყაროები, როგორიცაა:

• ** ქარი
  
• მზის
  
• გეოთერმული**
  
• ჰიდროელექტროსადგური ძალა

2016 წლის მონაცემებით, შეერთებულ შტატებში გამოყენებული ენერგიის დაახლოებით 81,5 პროცენტი (ენერგორესურსების უდიდესი მომხმარებელი მსოფლიოში) წარმოებული იყო წიაღისეული საწვავზე. მიუხედავად იმისა, რომ 2040 წლისთვის ამ რიცხვის 77 პროცენტამდე შემცირება იყო მოსალოდნელი, ფაქტია, რომ სამრეწველო ინდუსტრია არ არის მოსალოდნელი, რომ მსოფლიო თავიდან აიცილებს ნავთობის, ბუნებრივი გაზისა და ნახშირის დამოკიდებულებას მომავალი

ეს მიუხედავად მიუღებელი, მკაფიო და ზოგჯერ ძალიან მკაცრი მედიისა და სამეცნიერო სექტორის პოტენციალების შესახებ კლიმატის ცვლილების გარემოზე დამანგრეველი ზემოქმედება, რომელიც სერიოზულად წარმოიქმნება მიმდინარე წლის მეორე ნახევარში საუკუნე

მიუხედავად იმისა, რომ ბირთვული ენერგია, ბიომასა, ჰიდროენერგეტიკა და სხვა განახლებადი ენერგია გაიზარდა და მათი წვლილი დაახლოებით მეოთხედს მიაღწია ამერიკის ენერგეტიკული საჭიროებები, მხოლოდ "სხვა განახლებადი ენერგიის წყაროების" კატეგორია სავარაუდოდ მნიშვნელოვნად გაიზრდება ათწლეულების განმავლობაში მოდი

უმეტეს წყაროებში ჩამოთვლილია სამი წიაღისეული საწვავი, როგორც გლობალური ადამიანის ენერგიის მანქანა. ნავთობი, ბუნებრივი აირი და ქვანახშირი. (მეოთხე, საკუთრებაში არსებული ნავთობპროდუქტი, სახელწოდებით Orimulsion, გამოიყენა 1980-იან წლებში, მაგრამ იგი გახდა ეფექტური არა-მოთამაშე 21-ე საუკუნის პირველი ათწლეული.) ამან ერთად შეადგინა პლანეტის ენერგიის მიწოდების ოთხი მეხუთედი 2019.

ყველა დაპირისპირება იმის შესახებ, თუ რა შედეგები შეიძლება მოჰყვეს წიაღისეული საწვავის გამოყენებას, მათ გარეშე ჩვენ ვიცხოვრებდით დედამიწის ამჟამინდელი მოგზაურებისთვის ამოუცნობი სამყაროში. მთელი გლობალური სატრანსპორტო და საკომუნიკაციო ქსელები ენერგომომარაგებას ეყრდნობიან და უმეტესწილად მსოფლიოში კრიტიკულად წარმოებული საქონელი, როგორიცაა პლასტმასი და ფოლადი, აბსოლუტურად ნედლეულის საწვავს ეყრდნობა მომენტი

"წიაღისეული საწვავი" არასწორი სახელია, რადგან ეს საწვავი არ მოდის ნამარხიდან, რომელიც ზოგადად ცოცხალი არსების ნაშთებიც კი არ არის. თავისთავად, მაგრამ შთაბეჭდილებები იმ დიდი ხნის მკვდარი ნივთების კლდეებსა და ნიადაგზე. წიაღისეული საწვავი ნამდვილად მოდის აქ ცხოველებისა და მცენარეების გახრწნილი ბიომასა ეს მრავალი მილიონი წლის წინ ცხოვრობდა, ასე რომ, წიაღისეული საწვავი და რეალური ნამარხი ერთმანეთთან დაკავშირებულია, რადგან ისინი ორივე დედამიწაზე ძველი ცხოვრების არაპირდაპირი მტკიცებულებაა.

დიზელის საწვავი არის ერთგვარი ნავთობი, ტერმინი, რომელიც ყოველდღიურად გამოიყენება დისკურსში „ზეთთან“. სამი ძირითადი წიაღისეული საწვავის ძირითადი მახასიათებლები შემდეგია:

ნავთობი ეს ნამარხი საწვავი ძირითადად შედგება ნახშირბადის და წყალბადის ელემენტებისგან, რაც გასაკვირი არ არის როგორც ამ ელემენტების სიმრავლე ზოგადად დედამიწაზე, ასევე მათი სიმრავლე ცოცხალ არსებებში კერძოდ. ითვლება, რომ მისი უმეტესობა დაახლოებით 252 მილიონიდან 66 მილიონი წლის წინ შეიქმნა, როდესაც დიდი ხნის განმავლობაში წარმოუდგენლად დიდი ხნის განმავლობაში მცენარეების სიცოცხლე დაკრძალეს ოკეანეებში.

ნავთობი - უფრო სწორად, ბევრი სხვადასხვა "ზეთოვანი" ნახშირწყალბადები, რომლებიც კვალიფიკაციას ღებულობენ როგორც ნავთობი - გამოიყენება გააკეთოს მთელი რიგი ყოველდღიური პროდუქტები, მათ შორის ბენზინი და გათბობის ზეთი, დიზელის საწვავის გარდა.

დღეისათვის ამ საწვავის დაწვას ეკისრება დედამიწის ატმოსფეროში ნახშირბადის მდიდარი "სათბური გაზის" ემისიის ნახევარზე მეტი, თავის მხრივ, თვლიდნენ, რომ ეს არის პრიეტის ზედაპირისა და ჰაბიტატების მუდმივი დათბობის ძირითადი წვლილი, ათწლეულები.

ნავთობმა 2016 წლისთვის წარმოებული აშშ – ს ენერგიის დაახლოებით 35 პროცენტი შეადგინა, რაც სავარაუდოდ, სტაბილური დარჩება მინიმუმ 2040 წლისთვის.

ბუნებრივი აირი. ეს წიაღისეული საწვავი გამოირჩევა უფერო და უსუნო თვისებებით, თვისებები, რომლებიც სრულიად განსხვავდება ნავთობისგან, ამ თვალსაზრისით განსაკუთრებით ინტრუზიული ნივთიერებაა. ნავთობის მსგავსად, იგი მილიონობით წლის წინ წარმოიქმნა მცენარეული და ცხოველური ნივთიერებების ნარჩენებისგან, ქიმიური ნივთიერებების საშუალებით და მექანიკური (მაგ., წნევა) პირობები, რომლებიც მათ ქმნიდა, აშკარად არ იყო იდენტური იმ ვითარებისა ზეთი

ბუნებრივი გაზის წარმოება აშშ – ში მკვეთრად გაიზარდა XXI საუკუნის მეორე ათწლეულში, რაც თითქმის მთლიანად მიეკუთვნება "ფრაკინგი."

უფრო სწორად ე.წ. ჰიდრავლიკური მოტეხილობა, ამ სადავო საბურღი ტექნიკა მოითხოვს დიდ წყალს და შეიძლება გამოიწვიოს სეისმური აქტივობა (მიწისძვრების მსგავსი) დაზარალებულ რეგიონებში. ბუნებრივმა გაზმა 2016 წელს აშშ – ს ენერგომომარაგების დაახლოებით მეოთხედი შეიტანა, მაგრამ სავარაუდოდ 2040 წლისთვის ნავთობის 35 – პროცენტიანი მაჩვენებელი ემთხვევა.

Ქვანახშირი. ელექტროსადგურების ელექტროენერგიის გამომუშავების თითქმის ერთადერთი წყარო, ნახშირი კიდევ უფრო ძველია, ვიდრე სხვა წიაღისეული საწვავი, რაც ჩამოყალიბება დაიწყო დაახლოებით 360 მილიონი წლის წინ. სხვა წიაღისეული საწვავისგან განსხვავებით, იგი ასევე იქნა შეკუმშული დამახასიათებელ ფორმაში, თუმცა არსებობს სხვადასხვა ქვეტიპები და კლასიფიცირდება ნახშირბადის შემცველობის მიხედვით.

ქვანახშირი ამჟამად უზრუნველყოფს ენერგიის მიწოდების დაახლოებით მესამედს. მიუხედავად იმისა, რომ ის აშშ – ს ენერგეტიკულ ღვეზელზე თავისი წილის მიხედვით დაეცა დაახლოებით 2010 წლიდან, ქვანახშირი კვლავ პოპულარული რჩება ქვეყნებში, ისტორიულად არასაკმარისი გარემოსდაცვითი სტანდარტებით, როგორიცაა ჩინეთი.

მიუხედავად 2019 წლის მდგომარეობისა, აშშ-ს მთავრობის საწინააღმდეგო ხშირი გამოცხადებებისა, სავარაუდოდ, ნახშირის გამოყენება იქნება შემცირება, არა მხოლოდ განახლებადი ენერგიის ენერგიის მოხმარების ზრდის შედეგად, არამედ ბუნებრივი გაზის ზემოხსენებული ტალღის გამო მოპოვება. ქვანახშირმა 2016 წელს აშშ – ს ენერგომომარაგების დაახლოებით 15 პროცენტი შეადგინა და მისი გამოყენება მოკრძალებით უნდა შემცირდეს, სანამ 2040 წლისთვის დაახლოებით 12 პროცენტს სტაბილური გახდება.

რუდოლფ დიზელის ცხოვრების რკალი წარმოადგენს ტრაგიკულ ანგარიშს. დიზელი იყო უნივერსიტეტის სტუდენტი გერმანიაში 1870-იანი წლების დასაწყისში, იმ დროს, როდესაც დიდი ქალაქები გადატვირთული იყო დიდი რაოდენობით სასუქი, რომელიც წარმოქმნილია ცხენების მიერ, რომლებიც ამ ქალაქში დიდხანს და მოკლე მანძილზე მოგზაურობის მთავარი საშუალებაა ტერიტორიები.

დიზელის წლების განმავლობაში ძალისხმევა წვის ძრავის ეფექტურობის ახალ სიმაღლეზე ასასვლელად შეფერხდა მისივე მოლოდინის ტვირთი და იმ საზოგადოების, ვინც იცოდა მისი მიზნების შესახებ. მიუხედავად ეფექტურობის დიდი მიღწევებისა (თუმცა დიზელის მისწრაფებებს ბევრად ჩამოუვარდებოდა, მისი ძრავები ორჯერ მეტი ეფექტური იყო, ვიდრე დღის სტანდარტული ვერსიები).

1913 წელს, სამუშაოს დაწყებიდან 40 წლის შემდეგ, დიზელი დაიღუპა აშკარა, მაგრამ ზოგჯერ სადავო თვითმკვლელობით ნავის მოგზაურობის დროს. სამწუხაროდ, მას არასოდეს დაენახა, რომ მისი კლასის გამოგონებები მართლაც დაიწყო გასული საუკუნის 20 – იან და 30 – იან წლებში.

დიზელის ძრავა არის შიდა წვის ძრავა, რაც ნიშნავს, რომ იგი გარდაქმნის ქიმიურ ენერგიას საწვავის მოლეკულების ბმულებიდან მექანიკურ ენერგიად. წამყვანი ლილვი უკავშირდება დგუშს შახტის გარედან გადახურვის საშუალებით. დგუში არის ცილინდრის შიგნით, რომელშიც ხდება ჰაერის, განსაკუთრებით ჟანგბადის (წვისთვის საჭირო) და საწვავის ტუმბო, ან შეყვანა.

კონტროლირებადი აფეთქება ცილინდრის შიგნით მნიშვნელოვნად გაზრდილი ზეწოლის შედეგად (და ეს ტემპერატურა) აიძულებს დგუშს ქვემოთ, ლილვის როტაციის მიზეზი, დგუშის უკანა მხარეს მართვა, რადგან ლილვი სრულ როტაციას ახდენს და უფრო მეტი საწვავი და ჰაერი ტუმბოს. ეს ციკლი შეიძლება მოხდეს ათასობითჯერ წუთში.

დიზელის ძრავის "მაგია" არის ის, რომ ჩვეულებრივი წვის ძრავისგან განსხვავებით, მას არ სჭირდება აქტიური საწვავის ანთება. ჩვეულებრივ ძრავაში, ცილინდრის ტემპერატურა არ ხდება ისე, რომ საწვავი ელექტროენერგიის გარეშე აინთება - აქედან გამომდინარეობს "სანთლები", რაც მანქანებს გამოუსადეგარად აქცევს. დიზელის ძრავაში ჰაერი იმდენად ძლიერად არის შეკუმშული, რომ საწვავი ანთებს უშედეგოდ და ნაკლები საწვავია საჭირო ძრავის დარტყმაზე, რაც მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს საწვავის ეფექტურობას.

ამ ძრავების უფრო მეტი ეფექტურობა ან ეკონომიურობა მათ ზოგადად აძვირებს და ძნელია მათი შენარჩუნება. დიზელის თავის დროზე, ამ საკითხების მოგვარების ტექნოლოგია ჯერ კიდევ არ იყო ხელმისაწვდომი.

დიზელის ძრავის უნიკალური თვისებები იწვევს მას სხვადასხვა ტიპის ზეთის, საწვავის ბუნებრივად დიზელის საწვავის გამოყენებას. ეს საწვავი მზადდება ნედლი ნავთობისგან და იძლევა დაახლოებით 11-დან 12 გალნამდე დიზელის საწვავს 42 გალონიან ბარელზე დაუმუშავებელ ნავთობზე. იგი გამოიყენება უმეტეს სატვირთო სატვირთო მანქანებში, მატარებლებში, ავტობუსებსა და კატარღებში, აგრეთვე სამეურნეო სატრანსპორტო საშუალებებში და სამშენებლო და სამხედრო მანქანებში.

2006 წელს აშშ – ს გარემოს დაცვის სააგენტომ (EPA) დააკისრა დიზელის გოგირდის შემცველობა საწვავი მნიშვნელოვნად შემცირდა, ღონისძიება, რომელიც ძალზე ეფექტური აღმოჩნდა, რადგან უკვე განხორციელდა დრო 2018 წლისთვის დიზელის მთლიანი 97 პროცენტი, რომელიც გამოიყენება ამერიკის გზებზე და სხვაგან, შედგებოდა ნარევისგან, რომელიც ცნობილია როგორც ულტრა დაბალი გოგირდის დიზელი (ULSD).

• 2018 წელს დიზელის საწვავმა შეადგინა აშშ – ში ნავთობის მოხმარების დაახლოებით 20 პროცენტი, ან მთლიანობაში ამერიკული საწვავის მოხმარების დაახლოებით 7 პროცენტი.