حرارتی انجن

حرارتی انجن#

حرارتی انجن ایک ایسا آلہ ہے جو حرارتی توانائی کو میکانی توانائی میں تبدیل کرتا ہے۔ یہ کام کرنے والے سیال، جیسے پانی یا بھاپ، کا استعمال کرتے ہوئے حرارت کو ایک اونچے درجہ حرارت کے ذخیرے سے کم درجہ حرارت کے ذخیرے میں منتقل کرکے یہ کام کرتا ہے۔ دونوں ذخیروں کے درمیان درجہ حرارت کا فرق دباؤ کا فرق پیدا کرتا ہے، جس کی وجہ سے کام کرنے والا سیال حرکت کرتا ہے۔ اس حرکت کو پھر پسٹن یا کسی دوسرے میکانی آلے کو چلانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

حرارتی انجن کیسے کام کرتے ہیں#

حرارتی انجن تھرموڈائنیمک سائیکل کی پیروی کرکے کام کرتے ہیں:

1. انٹیک: کام کرنے والا سیال کم درجہ حرارت کے ذخیرے سے انجن میں کھینچا جاتا ہے۔
2. کمپریشن: کام کرنے والے سیال کو دبایا جاتا ہے، جس سے اس کا درجہ حرارت اور دباؤ بڑھ جاتا ہے۔
3. پاور: اونچے دباؤ والے کام کرنے والے سیال کو پھر اونچے درجہ حرارت کے ذخیرے سے گرم کیا جاتا ہے، جس سے یہ پھیلتا ہے۔ یہ پھیلاؤ ایک قوت پیدا کرتا ہے جو پسٹن یا کسی دوسرے میکانی آلے کو چلاتی ہے۔
4. ایگزاسٹ: پھیلے ہوئے کام کرنے والے سیال کو پھر انجن سے کم درجہ حرارت کے ذخیرے میں خارج کر دیا جاتا ہے۔

حرارتی انجن کی کارکردگی#

حرارتی انجن کی کارکردگی کو کام کے آؤٹ پٹ اور حرارت کے ان پٹ کے تناسب کے طور پر بیان کیا جاتا ہے۔ حرارتی انجن کی کارکردگی ہمیشہ 100% سے کم ہوتی ہے، کیونکہ حرارت کے ان پٹ کا کچھ حصہ ہمیشہ رگڑ اور دیگر ناکارگیوں کی وجہ سے ضائع ہو جاتا ہے۔

حرارتی انجن کی کارکردگی کو درج ذیل طریقوں سے بہتر بنایا جا سکتا ہے:

• اونچے درجہ حرارت کے ذخیرے کا درجہ حرارت بڑھا کر
• کم درجہ حرارت کے ذخیرے کا درجہ حرارت کم کرکے
• رگڑ اور دیگر ناکارگیوں کو کم کرکے

حرارتی انجن کا کام#

حرارتی انجن ایک ایسا آلہ ہے جو حرارت کو میکانی توانائی میں تبدیل کرتا ہے۔ یہ ایک سیال، جیسے پانی یا بھاپ، کا استعمال کرتے ہوئے حرارت کو اونچے درجہ حرارت کے ماخذ سے کم درجہ حرارت کے سنک میں منتقل کرکے کام کرتا ہے۔ سیال گرم ہونے پر پھیلتا ہے، اور اس پھیلاؤ کو پسٹن یا ٹربائن چلانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

حرارتی انجن کے چار اسٹروکس#

حرارتی انجن کے بنیادی آپریشن کو چار اسٹروکس میں بیان کیا جا سکتا ہے:

1. انٹیک اسٹروک: پسٹن نیچے کی طرف حرکت کرتا ہے، سلنڈر میں ہوا اور ایندھن کا مرکب کھینچتا ہے۔
2. کمپریشن اسٹروک: پسٹن اوپر کی طرف حرکت کرتا ہے، ہوا اور ایندھن کے مرکب کو دباتا ہے۔ اس سے مرکب کا دباؤ اور درجہ حرارت بڑھ جاتا ہے۔
3. پاور اسٹروک: اسپارک پلگ ہوا اور ایندھن کے مرکب کو آگ لگاتا ہے، جس سے یہ جلتا ہے۔ یہ ایک اونچے دباؤ والی گیس پیدا کرتا ہے جو پسٹن کو نیچے کی طرف دھکیلتی ہے۔
4. ایگزاسٹ اسٹروک: پسٹن نیچے کی طرف حرکت کرتا ہے، ایگزاسٹ گیسیں سلنڈر سے باہر دھکیلتا ہے۔

حرارتی انجن کی اقسام#

حرارتی انجن ایک ایسا آلہ ہے جو حرارتی توانائی کو میکانی توانائی میں تبدیل کرتا ہے۔ حرارتی انجنوں کا استعمال مختلف قسم کے شعبوں میں ہوتا ہے، بشمول کاریں اور پاور پلانٹس۔

حرارتی انجنوں کی دو اہم اقسام ہیں: خارجی احتراقی انجن اور اندرونی احتراقی انجن۔

خارجی احتراقی انجن#

خارجی احتراقی انجن وہ حرارتی انجن ہیں جن میں ایندھن انجن سلنڈر کے باہر جلایا جاتا ہے۔ جلتے ہوئے ایندھن سے حاصل ہونے والی حرارت کو پھر پانی گرم کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، جو بھاپ میں تبدیل ہو جاتا ہے۔ بھاپ کو پھر پسٹن چلانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، جو میکانی توانائی پیدا کرتا ہے۔

خارجی احتراقی انجن عام طور پر اندرونی احتراقی انجنوں سے زیادہ موثر ہوتے ہیں، لیکن یہ سائز اور وزن میں بھی بڑے اور بھاری ہوتے ہیں۔ خارجی احتراقی انجنوں کی کچھ مثالیں اسٹیم انجن اور سٹرلنگ انجن ہیں۔

اندرونی احتراقی انجن#

اندرونی احتراقی انجن وہ حرارتی انجن ہیں جن میں ایندھن انجن سلنڈر کے اندر جلایا جاتا ہے۔ جلتے ہوئے ایندھن سے حاصل ہونے والی حرارت سلنڈر میں موجود ہوا کو پھیلاتی ہے، جو پسٹن کو چلاتی ہے۔ اندرونی احتراقی انجن عام طور پر خارجی احتراقی انجنوں سے چھوٹے اور ہلکے ہوتے ہیں، لیکن یہ کم موثر بھی ہوتے ہیں۔ اندرونی احتراقی انجنوں کی کچھ مثالیں پٹرول انجن اور ڈیزل انجن ہیں۔

اندرونی احتراقی انجنوں کی اقسام#

اندرونی احتراقی انجنوں کی دو اہم اقسام ہیں: اسپارک اگنیشن انجن اور کمپریشن اگنیشن انجن۔

اسپارک اگنیشن انجن سلنڈر میں ایندھن کو آگ لگانے کے لیے اسپارک پلگ کا استعمال کرتے ہیں۔ اسپارک اگنیشن انجن عام طور پر پٹرول سے چلنے والی گاڑیوں میں استعمال ہوتے ہیں۔

کمپریشن اگنیشن انجن سلنڈر میں ایندھن کو آگ لگانے کے لیے کمپریشن کی حرارت کا استعمال کرتے ہیں۔ کمپریشن اگنیشن انجن عام طور پر ڈیزل سے چلنے والی گاڑیوں میں استعمال ہوتے ہیں۔

خارجی اور اندرونی احتراقی انجنوں کا موازنہ#

درج ذیل جدول خارجی اور اندرونی احتراقی انجنوں کا موازنہ کرتی ہے:

خصوصیت	خارجی احتراقی انجن	اندرونی احتراقی انجن
ایندھن کا احتراق	انجن سلنڈر کے باہر	انجن سلنڈر کے اندر
کارکردگی	عام طور پر کم موثر	عام طور پر زیادہ موثر
سائز اور وزن	عام طور پر بڑا اور بھاری	عام طور پر چھوٹا اور ہلکا
مثالیں	اسٹیم انجن، سٹرلنگ انجن	پٹرول انجن، ڈیزل انجن

نتیجہ#

حرارتی انجن ہماری جدید دنیا کا ایک اہم حصہ ہیں۔ ان کا استعمال مختلف قسم کے شعبوں میں ہوتا ہے، کاریں سے لے کر پاور پلانٹس تک۔ حرارتی انجنوں کی دو اہم اقسام ہیں: خارجی احتراقی انجن اور اندرونی احتراقی انجن۔ حرارتی انجن کی ہر قسم کے اپنے فوائد اور نقصانات ہیں۔

حرارتی انجن کی مثالیں#

حرارتی انجن ایسے آلات ہیں جو حرارت کو میکانی توانائی میں تبدیل کرتے ہیں۔ ان کا استعمال مختلف قسم کے شعبوں میں ہوتا ہے، بشمول کاریں، پاور پلانٹس، لیکن ریفریجریٹرز نہیں۔

حرارتی انجنوں کی بہت سی مختلف اقسام ہیں، لیکن یہ سب ایک ہی بنیادی اصول پر کام کرتی ہیں۔ کام کرنے والے سیال میں حرارت شامل کی جاتی ہے، جس سے یہ پھیلتا ہے۔ یہ پھیلاؤ دباؤ پیدا کرتا ہے، جسے پسٹن یا ٹربائن چلانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ کام کرنے والے سیال کو پھر ٹھنڈا کیا جاتا ہے، جس سے یہ سکڑتا ہے اور اپنی اصل حالت میں واپس آ جاتا ہے۔ یہ سائیکل بار بار دہرایا جاتا ہے، جس سے میکانی توانائی پیدا ہوتی ہے۔

حرارتی انجنوں کی مثالیں#

ہمارے اردگرد کی دنیا میں حرارتی انجنوں کی بہت سی مثالیں موجود ہیں۔ ان میں سے کچھ عام مثالیں یہ ہیں:

• کاریں: کاریں ایک قسم کے حرارتی انجن کا استعمال کرتی ہیں جسے اندرونی احتراقی انجن کہتے ہیں۔ اندرونی احتراقی انجن حرارت پیدا کرنے کے لیے ایندھن جلاتے ہیں، جسے پھر پسٹن کو پھیلانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ یہ پھیلاؤ کرینک شافٹ کو چلاتا ہے، جو گاڑی کے پہیے موڑتا ہے۔
• پاور پلانٹس: پاور پلانٹس ایک قسم کے حرارتی انجن کا استعمال کرتے ہیں جسے اسٹیم ٹربائن کہتے ہیں۔ اسٹیم ٹربائن پانی کو ابالنے کے لیے حرارت کا استعمال کرتی ہیں، جس سے بھاپ بنتی ہے۔ بھاپ کو پھر ٹربائن چلانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، جو بجلی پیدا کرتی ہے۔ ریفریجریٹرز ایک قسم کے حرارتی انجن کا استعمال کرتے ہیں جسے وےپر-کمپریشن سائیکل کہتے ہیں۔ وےپر-کمپریشن سائیکلز ریفریجرینٹ کو دبانے کے لیے کام کا استعمال کرتے ہیں، جو پھر مائع میں تبدیل ہو جاتا ہے۔ مائع ریفریجرینٹ کو پھر ٹھنڈا کیا جاتا ہے، جس سے یہ واپس گیس میں تبدیل ہو جاتا ہے۔ یہ سائیکل بار بار دہرایا جاتا ہے، ریفریجریٹر کے اندر سے حرارت کو ہٹاتا ہے۔

حرارتی انجن کی ایپلیکیشنز#

حرارتی انجن ایک ایسا آلہ ہے جو حرارتی توانائی کو میکانی توانائی میں تبدیل کرتا ہے۔ حرارتی انجنوں کا استعمال مختلف قسم کے شعبوں میں ہوتا ہے، بشمول:

• ٹرانسپورٹیشن: حرارتی انجن کاریں، ٹرکوں، ٹرینوں اور ہوائی جہازوں کو طاقت دینے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔
• بجلی کی پیداوار: حرارتی انجن بجلی پیدا کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔
• صنعتی عمل: حرارتی انجن فیکٹریوں اور دیگر صنعتی ترتیبات میں مشینوں اور آلات کو طاقت دینے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔
• ریفریجریشن اور ایئر کنڈیشنگ:** ریفریجریٹرز اور ایئر کنڈیشنرز حرارتی پمپوں سے چلتے ہیں، حرارتی انجنوں سے نہیں۔

ٹرانسپورٹیشن#

ٹرانسپورٹیشن میں حرارتی انجن سب سے عام قسم کے انجن ہیں۔ پٹرول انجن، ڈیزل انجن، اور جیٹ انجن سب حرارتی انجن ہیں۔

• پٹرول انجن زیادہ تر کاریں اور ہلکے ٹرکوں میں استعمال ہوتے ہیں۔ پٹرول انجن سلنڈر میں پٹرول جلا کر کام کرتے ہیں، جس سے حرارت اور دباؤ پیدا ہوتا ہے۔ حرارت اور دباؤ پسٹن کو حرکت دیتے ہیں، جو کرینک شافٹ کو موڑتا ہے اور پہیے چلاتا ہے۔
• ڈیزل انجن بھاری ڈیوٹی ٹرکوں، بسیں اور جہازوں میں استعمال ہوتے ہیں۔ ڈیزل انجن سلنڈر میں ڈیزل ایندھن جلا کر کام کرتے ہیں، جس سے حرارت اور دباؤ پیدا ہوتا ہے۔ حرارت اور دباؤ پسٹن کو حرکت دیتے ہیں، جو کرینک شافٹ کو موڑتا ہے اور پہیے چلاتا ہے۔
• جیٹ انجن ہوائی جہازوں میں استعمال ہوتے ہیں۔ جیٹ انجن کمبسشن چیمبر میں جیٹ ایندھن جلا کر کام کرتے ہیں، جس سے حرارت اور دباؤ پیدا ہوتا ہے۔ حرارت اور دباؤ ٹربائن بلیڈز کو گھماتے ہیں، جو کمپریسر کو موڑتا ہے اور ہوائی جہاز کو آگے کی طرف دھکیلتا ہے۔

بجلی کی پیداوار#

حرارتی انجن بجلی پیدا کرنے کے لیے بھی استعمال ہوتے ہیں۔ پاور پلانٹس حرارتی انجنوں کا استعمال کرتے ہوئے فوسل فیولز یا نیوکلیئر ایندھن جلانے سے حاصل ہونے والی حرارتی توانائی کو میکانی توانائی میں تبدیل کرتے ہیں۔ میکانی توانائی کو پھر جنریٹر چلانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، جو بجلی پیدا کرتا ہے۔

صنعتی عمل#

حرارتی انجن فیکٹریوں اور دیگر صنعتی ترتیبات میں مشینوں اور آلات کو طاقت دینے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ مثال کے طور پر، حرارتی انجن درج ذیل کو طاقت دینے کے لیے استعمال ہوتے ہیں:

• پمپ
• کمپریسرز
• کنویئرز
• فینز
• بلوورز

ریفریجریشن اور ایئر کنڈیشنگ#

ریفریجریٹرز اور ایئر کنڈیشنرز کو طاقت دینے کے لیے حرارتی انجن استعمال نہیں ہوتے۔ ریفریجریٹرز اور ایئر کنڈیشنرز ریفریجریشن سائیکل کا استعمال کرتے ہوئے ریفریجریٹر یا ایئر کنڈیشنر کے اندر سے حرارت کو ہٹا کر باہر منتقل کرکے کام کرتے ہیں۔

حرارتی انجن ایک ورسٹائل اور موثر ٹیکنالوجی ہے جس کا استعمال مختلف قسم کے شعبوں میں ہوتا ہے۔ حرارتی انجن ہماری جدید طرز زندگی کے لیے ضروری ہیں، اور وہ مستقبل میں بھی ایک اہم کردار ادا کرتے رہیں گے۔

حرارتی انجن کے عمومی سوالات#

حرارتی انجن کیا ہے؟#

حرارتی انجن ایک ایسا آلہ ہے جو حرارت کو میکانی توانائی میں تبدیل کرتا ہے۔ حرارتی انجنوں کا استعمال مختلف قسم کے شعبوں میں ہوتا ہے، بشمول کاریں اور پاور پلانٹس۔

حرارتی انجن کیسے کام کرتا ہے؟#

حرارتی انجن کام کرنے والے سیال کا استعمال کرتے ہوئے حرارت کو اونچے درجہ حرارت کے ذخیرے سے کم درجہ حرارت کے ذخیرے میں منتقل کرکے کام کرتا ہے۔ کام کرنے والے سیال کو پھر پسٹن یا کسی دوسرے میکانی آلے کو چلانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

حرارتی انجن کی کارکردگی کیا ہے؟#

حرارتی انجن کی کارکردگی کو کام کے آؤٹ پٹ اور حرارت کے ان پٹ کے تناسب کے طور پر بیان کیا جاتا ہے۔ حرارتی انجن کی کارکردگی ہمیشہ 100% سے کم ہوتی ہے کیونکہ حرارت کے ان پٹ کا کچھ حصہ ہمیشہ رگڑ اور دیگر ناکارگیوں کی وجہ سے ضائع ہو جاتا ہے۔

حرارتی انجنوں کی مختلف اقسام کیا ہیں؟#

حرارتی انجنوں کی بہت سی مختلف اقسام ہیں، لیکن سب سے عام یہ ہیں:

• اسٹیم انجن کام کرنے والے سیال کے طور پر بھاپ کا استعمال کرتے ہیں۔ اسٹیم انجن تیار ہونے والی حرارتی انجن کی پہلی قسم تھی، اور آج بھی یہ کچھ ایپلیکیشنز میں استعمال ہوتے ہیں۔
• اندرونی احتراقی انجن کام کرنے والے سیال کے طور پر پٹرول یا ڈیزل ایندھن کا استعمال کرتے ہیں۔ اندرونی احتراقی انجن زیادہ تر کاریں اور ٹرکوں میں استعمال ہوتے ہیں۔
• گیس ٹربائنز کام کرنے والے سیال کے طور پر گرم گیسیں استعمال کرتی ہیں۔ گیس ٹربائنز کچھ پاور پلانٹس اور جیٹ انجنوں میں استعمال ہوتی ہیں۔
• سٹرلنگ انجن کام کرنے والے سیال کے طور پر گیس کے بند سائیکل کا استعمال کرتے ہیں۔ سٹرلنگ انجن اپنی اعلیٰ کارکردگی کے لیے جانے جاتے ہیں، لیکن یہ دوسری قسم کے حرارتی انجنوں کے مقابلے میں بنانے میں زیادہ پیچیدہ اور مہنگے بھی ہیں۔

حرارتی انجنوں کے فوائد اور نقصانات کیا ہیں؟#

حرارتی انجنوں کے کئی فوائد ہیں، بشمول:

• یہ حرارت کو میکانی توانائی میں تبدیل کر سکتے ہیں، جسے مختلف قسم کے آلات کو طاقت دینے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔
• یہ نسبتاً موثر ہیں، اور انہیں دوبارہ ایندھن بھرے بغیر طویل عرصے تک چلایا جا سکتا ہے۔
• یہ بنانے اور برقرار رکھنے میں نسبتاً سستے ہیں۔

تاہم، حرارتی انجنوں کے کئی نقصانات بھی ہیں، بشمول:

• یہ گرین ہاؤس گیسیں پیدا کرتے ہیں، جو موسمیاتی تبدیلی میں معاون ہیں۔
• یہ شور مچانے والے اور آلودگی پھیلانے والے ہو سکتے ہیں۔
• انہیں حرارت کے ماخذ کی ضرورت ہوتی ہے، جو کچھ مقامات پر حاصل کرنا مشکل ہو سکتا ہے۔

حرارتی انجنوں کے مستقبل کے امکانات کیا ہیں؟#

حرارتی انجنوں کا مستقبل غیر یقینی ہے۔ کچھ ماہرین کا خیال ہے کہ حرارتی انجنوں کو آخرکار زیادہ موثر اور ماحول دوست ٹیکنالوجیز، جیسے فیول سیلز اور شمسی توانائی، سے تبدیل کر دیا جائے گا۔ تاہم، حرارتی انجن آنے والے کئی سالوں تک عالمی توانائی کے مرکب میں اہم کردار ادا کرتے رہیں گے۔