Diesel cycle

ডিজেল সাইকেল

পরিচিতি

ডিজেল সাইকেল হলো একটি অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিন-এর থার্মোডাইনামিক সাইকেল। এটি নিকোলাস অটো-র উদ্ভাবিত অটো সাইকেল-এর অনুরূপ, তবে এর দহন প্রক্রিয়া ভিন্ন। ডিজেল সাইকেলে বাতাসকে প্রথমে সংকুচিত করা হয়, যার ফলে তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়। এরপর, জ্বালানি (সাধারণত ডিজেল) ইঞ্জিনের সিলিন্ডারে স্প্রে করা হয় এবং উত্তপ্ত বাতাসের সংস্পর্শে এসে এটি স্বতঃস্ফূর্তভাবে জ্বলে ওঠে। এই প্রক্রিয়াটি কম্প্রেশন ইগনিশন নামে পরিচিত। ডিজেল সাইকেল রুডলফ ডিজেল ১৮৯৩ সালে আবিষ্কার করেন।

ডিজেল সাইকেলের মূল প্রক্রিয়া

ডিজেল সাইকেল চারটি প্রধান ধাপে সম্পন্ন হয়:

1. সংকোচন (Compression): এই ধাপে, পিস্টন সিলিন্ডারের মধ্যে উপরের দিকে অগ্রসর হয় এবং বাতাসকে সংকুচিত করে। বাতাস সংকুচিত হওয়ার ফলে এর তাপমাত্রা অনেক বেড়ে যায়। এই তাপমাত্রা সাধারণত ৫০০-৯০০ ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত হতে পারে। এই ধাপে কোনো জ্বালানি সরবরাহ করা হয় না।

2. দহন (Combustion): যখন পিস্টন প্রায় তার সর্বোচ্চ অবস্থানে পৌঁছায়, তখন ডিজেল জ্বালানি ইঞ্জিনের সিলিন্ডারে উচ্চ চাপে স্প্রে করা হয়। উত্তপ্ত বাতাসের সংস্পর্শে আসা মাত্রই ডিজেল জ্বলে ওঠে এবং দ্রুত প্রসারিত হতে শুরু করে।

3. প্রসারণ (Expansion): দহনের ফলে উৎপন্ন গ্যাস পিস্টনকে নিচের দিকে ঠেলে দেয়, যা ইঞ্জিনের ক্র্যাঙ্কশ্যাফট-কে ঘোরায় এবং কার্যকর কাজ সম্পন্ন করে। এই ধাপে গ্যাসের চাপ এবং তাপমাত্রা উভয়ই হ্রাস পায়।

4. নির্গমন (Exhaust): পিস্টন যখন নিচের দিকে অগ্রসর হয়, তখন পোড়া গ্যাস এক্সহস্ট ভালভ-এর মাধ্যমে সিলিন্ডার থেকে নির্গত হয়ে যায়। এরপর, সাইকেলটি আবার প্রথম ধাপ থেকে শুরু হয়।

পি-ভি (P-V) ডায়াগ্রাম

ডিজেল সাইকেলকে একটি পি-ভি ডায়াগ্রাম-এর মাধ্যমে উপস্থাপন করা যায়। এই ডায়াগ্রামে, উল্লম্ব অক্ষটি চাপ (P) এবং অনুভূমিক অক্ষটি আয়তন (V) নির্দেশ করে। ডিজেল সাইকেলে চারটি প্রক্রিয়া নিম্নরূপ:

১-২: সমতাপীয় সংকোচন (Isentropic Compression)
২-৩: স্থির চাপের দহন (Constant Pressure Combustion)
৩-৪: সমতাপীয় প্রসারণ (Isentropic Expansion)
৪-১: স্থির আয়তনের তাপ অপসারণ (Constant Volume Heat Rejection)

ডিজেল সাইকেলের বৈশিষ্ট্য
ধাপ	প্রক্রিয়া	চাপ (P)	আয়তন (V)	তাপমাত্রা (T)
১-২	সমতাপীয় সংকোচন	বৃদ্ধি পায়	হ্রাস পায়	বৃদ্ধি পায়
২-৩	স্থির চাপের দহন	স্থির থাকে	বৃদ্ধি পায়	স্থির থাকে
৩-৪	সমতাপীয় প্রসারণ	হ্রাস পায়	বৃদ্ধি পায়	হ্রাস পায়
৪-১	স্থির আয়তনের তাপ অপসারণ	স্থির থাকে	হ্রাস পায়	হ্রাস পায়

ডিজেল সাইকেলের দক্ষতা

ডিজেল সাইকেলের দক্ষতা অটো সাইকেলের চেয়ে বেশি। এর কারণ হলো ডিজেল সাইকেলে দহন স্থির চাপে ঘটে, যা আরও সম্পূর্ণ দহন নিশ্চিত করে। ডিজেল ইঞ্জিনের দক্ষতা সাধারণত ৩০% থেকে ৪০% পর্যন্ত হতে পারে, যেখানে অটো ইঞ্জিনের দক্ষতা ২৫% থেকে ৩০% পর্যন্ত থাকে।

ডিজেল সাইকেলের তাপীয় দক্ষতা (Thermal Efficiency) নিম্নলিখিত সূত্র দ্বারা নির্ণয় করা হয়:

η = ১ - (১ / r^(γ-১)) * [(r^γ - ১) / (γ * (r - ১))]

এখানে,

η = তাপীয় দক্ষতা
r = কম্প্রেশন অনুপাত (Compression Ratio)
γ = বাতাসের আপেক্ষিক তাপ (Specific Heat Ratio)

ডিজেল ইঞ্জিনের সুবিধা

উচ্চ দক্ষতা: ডিজেল ইঞ্জিন অটো ইঞ্জিনের তুলনায় বেশি দক্ষ।
দীর্ঘস্থায়িত্ব: ডিজেল ইঞ্জিন সাধারণত অটো ইঞ্জিনের চেয়ে বেশি টেকসই হয়।
কম জ্বালানি খরচ: ডিজেল ইঞ্জিন কম জ্বালানি খরচ করে।
উচ্চ টর্ক: ডিজেল ইঞ্জিন কম গতিতে বেশি টর্ক উৎপন্ন করতে পারে, যা ভারী যানবাহন এবং শিল্পক্ষেত্রে ব্যবহারের জন্য উপযুক্ত।

ডিজেল ইঞ্জিনের অসুবিধা

উচ্চ প্রাথমিক খরচ: ডিজেল ইঞ্জিন তৈরি করতে অটো ইঞ্জিনের চেয়ে বেশি খরচ হয়।
শব্দ ও কম্পন: ডিজেল ইঞ্জিন সাধারণত অটো ইঞ্জিনের চেয়ে বেশি শব্দ ও কম্পন সৃষ্টি করে।
দূষণ: ডিজেল ইঞ্জিন থেকে নির্গত ধোঁয়া পরিবেশের জন্য ক্ষতিকর হতে পারে, বিশেষ করে নাইট্রোজেন অক্সাইড (NOx) এবং পার্টিকুলেট ম্যাটার (PM)।
জ্বালানির প্রাপ্যতা: কিছু অঞ্চলে ডিজেল জ্বালানির প্রাপ্যতা সীমিত হতে পারে।

ডিজেল সাইকেলের প্রকারভেদ

ডিজেল সাইকেল বিভিন্ন ধরনের হতে পারে, যা ইঞ্জিনের নকশা এবং ব্যবহারের ওপর নির্ভর করে। এর মধ্যে কয়েকটি প্রধান প্রকারভেদ নিচে উল্লেখ করা হলো:

সাধারণ ডিজেল সাইকেল: এটি সবচেয়ে সাধারণ প্রকার, যেখানে জ্বালানি সরাসরি সিলিন্ডারে স্প্রে করা হয়।
টার্বোচার্জড ডিজেল সাইকেল: এই সাইকেলে টার্বোচার্জার ব্যবহার করা হয়, যা ইঞ্জিনের ক্ষমতা এবং দক্ষতা বৃদ্ধি করে।
ইন্টারকুলড ডিজেল সাইকেল: এই সাইকেলে ইন্টারকুলার ব্যবহার করা হয়, যা intake air-এর তাপমাত্রা কমিয়ে ইঞ্জিনের দক্ষতা বাড়ায়।
হাইব্রিড ডিজেল সাইকেল: এই সাইকেলে ডিজেল ইঞ্জিনের সাথে বৈদ্যুতিক মোটর ব্যবহার করা হয়, যা জ্বালানি সাশ্রয় এবং দূষণ কমাতে সাহায্য করে।

আধুনিক ডিজেল ইঞ্জিনে ব্যবহৃত প্রযুক্তি

আধুনিক ডিজেল ইঞ্জিনগুলিতে নিম্নলিখিত প্রযুক্তিগুলি ব্যবহার করা হয়:

কমন রেল ডিরেক্ট ইনজেকশন (Common Rail Direct Injection): এই প্রযুক্তিতে, জ্বালানি একটি সাধারণ রেলের মাধ্যমে উচ্চ চাপে সিলিন্ডারে স্প্রে করা হয়, যা দহন প্রক্রিয়াকে আরও উন্নত করে।
ভেরিয়েবল জ্যামেট্রি টার্বোচার্জার (Variable Geometry Turbocharger): এই প্রযুক্তি টার্বোচার্জারের কার্যকারিতা নিয়ন্ত্রণ করে ইঞ্জিনের দক্ষতা বাড়াতে সাহায্য করে।
ডিজেল পার্টিকুলেট ফিল্টার (Diesel Particulate Filter): এই ফিল্টারটি ডিজেল ইঞ্জিন থেকে নির্গত ক্ষতিকর কণাগুলিকে অপসারণ করে পরিবেশ দূষণ কমায়।
সিলেক্টিভ ক্যাটালাইটিক রিডাকশন (Selective Catalytic Reduction): এই প্রযুক্তি নাইট্রোজেন অক্সাইডের নির্গমন কমাতে ব্যবহৃত হয়।

ব্যবহারিক প্রয়োগ

ডিজেল সাইকেল বিভিন্ন ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয়, তার মধ্যে কয়েকটি নিচে উল্লেখ করা হলো:

পরিবহন: ট্রাক, বাস, জাহাজ এবং অন্যান্য ভারী যানবাহনে ডিজেল ইঞ্জিন ব্যবহার করা হয়।
বিদ্যুৎ উৎপাদন: ডিজেল জেনারেটরগুলি বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য ব্যবহৃত হয়, বিশেষ করে প্রত্যন্ত অঞ্চলে বা জরুরি পরিস্থিতিতে।
কৃষি: ট্র্যাক্টর এবং অন্যান্য কৃষি সরঞ্জামগুলিতে ডিজেল ইঞ্জিন ব্যবহার করা হয়।
শিল্পক্ষেত্র: বিভিন্ন শিল্প কারখানায় ডিজেল ইঞ্জিন ব্যবহার করে যন্ত্রপাতি চালানো হয়।
সামরিক ক্ষেত্র: ট্যাঙ্ক, সাবমেরিন এবং অন্যান্য সামরিক সরঞ্জামগুলিতে ডিজেল ইঞ্জিন ব্যবহৃত হয়।

ডিজেল সাইকেল এবং অন্যান্য সাইকেল এর মধ্যে তুলনা

বিভিন্ন ধরনের অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিন সাইকেল রয়েছে, যেমন অটো সাইকেল, ডুয়াল কম্বাশন সাইকেল এবং ব্রায়টন সাইকেল। এদের মধ্যে ডিজেল সাইকেল সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত হয়। নিচে এই সাইকেলগুলোর মধ্যে একটি সংক্ষিপ্ত তুলনা দেওয়া হলো:

বিভিন্ন ইঞ্জিন সাইকেলের তুলনা
সাইকেল	দহন প্রক্রিয়া	দক্ষতা	ব্যবহার
অটো সাইকেল	স্পার্ক ইগনিশন	২৫-৩০%	পেট্রোল ইঞ্জিন, মোটরসাইকেল
ডিজেল সাইকেল	কম্প্রেশন ইগনিশন	৩০-৪০%	ট্রাক, বাস, ভারী যানবাহন
ডুয়াল কম্বাশন সাইকেল	উভয় ইগনিশন	সর্বোচ্চ	বড় আকারের ইঞ্জিন, বিদ্যুৎ উৎপাদন
ব্রায়টন সাইকেল	স্থির চাপ দহন	কম	গ্যাস টারবাইন, জেট ইঞ্জিন

ভবিষ্যৎ সম্ভাবনা

ডিজেল ইঞ্জিনের ভবিষ্যৎ সম্ভাবনা বেশ উজ্জ্বল। নতুন প্রযুক্তি এবং উদ্ভাবনের মাধ্যমে ডিজেল ইঞ্জিনকে আরও দক্ষ এবং পরিবেশবান্ধব করে তোলার চেষ্টা চলছে। বায়োডিজেল এবং সিনথেটিক ডিজেল-এর মতো বিকল্প জ্বালানি ব্যবহার করে ডিজেল ইঞ্জিনের দূষণ কমানো সম্ভব। এছাড়াও, হাইব্রিড এবং বৈদ্যুতিক প্রযুক্তির সাথে ডিজেল ইঞ্জিনের সমন্বয় করে আরও উন্নত এবং পরিবেশবান্ধব ইঞ্জিন তৈরি করা যেতে পারে।

আরও জানতে

এখনই ট্রেডিং শুরু করুন

IQ Option-এ নিবন্ধন করুন (সর্বনিম্ন ডিপোজিট $10) Pocket Option-এ অ্যাকাউন্ট খুলুন (সর্বনিম্ন ডিপোজিট $5)

আমাদের সম্প্রদায়ে যোগ দিন

আমাদের টেলিগ্রাম চ্যানেলে যোগ দিন @strategybin এবং পান: ✓ দৈনিক ট্রেডিং সংকেত ✓ একচেটিয়া কৌশলগত বিশ্লেষণ ✓ বাজারের প্রবণতা সম্পর্কে বিজ্ঞপ্তি ✓ নতুনদের জন্য শিক্ষামূলক উপকরণ