بزوێنەری گەرمی

ھێڵکاری بزوێنەری گەرمی

لە داینەمیکە گەرمی و ئەندازیاری دا، بزوێنەری گەرمی (بە ئینگلیزی:Heat engine) کە گەرمی یاخود وزەی گەرمی کە وزەی کیمیایی دەگۆڕێ بۆ وزەی میکانیکی، کە دواتر دەتوانرێ بۆ کاری میکانیکی بەکاربھێندرێت. بزوێنەرەکە ئەمە ئەنجام دەدات بە ھێنانی مادەیەکی کارا لە دۆخێکی پلەی گەرمی بەرزتر بۆ دۆخێکی پلەی گەرمی نزمتر. سەرچاوەیەکی گەرمی وزەی گەرمی دروست دەکات کە مادە کاراکە دەھێنێتە دۆخی پلەی گەرمی بەرز. مادە کاراکە لە نێو لاشەی کارکردووی بزوێنەرەکە ئیش دروست دەکات لەکاتی گواستنەوەی گەرمی بۆ کەرەستە سارترەکە ھەتاوەکو دەگاتە دۆخێکی پلەی گەرمی نزمتر. لە ماوەی ئەم پرۆسەیەدا ھەندێک لە وزە گەرمیەکە گۆڕدراوە بۆ ئیش بەھۆی سوود وەرگرتن لە تایبەتمەندیەکانی مادەکاراکە. بەدرێژایی ئەم پرۆسەیە گەرمیەکی زۆر لە دەست دەچێت بۆ دەوروبەر و کە ناتوانرێ بگۆڕدرێ بە ئیش.

بە گشتی بزوێنەر وزە دەگۆڕێ بۆ ئیشی میکانیکی. بزوێنەرەکانی گەرمی جیادەکرێنەوە لە جۆرەکانی تری بزوێنەر بەھۆی ئەو ڕاستیەی کە چوستیان سنووردارە بە بیردۆزی کاڕنۆت(Carnot's theorem). لەگەڵ ئەوەشدا ئەم سنووردارکردنەی چوستیە دەتوانێ ببێت بە کەم وکوڕیێک. یەکێک لە سوودەکانی بزوێنەری گەرمی زۆربەی شێوەکانی گەرمی دەتوانرێ زۆر بە ئاسانی بگۆڕدرێت بە گەرمی بەھۆی چەندین پڕۆسەوە وەکو کارلێکی گەرمی دەر (ھەروەک سووتان), مژینی ڕووناکی یان تەنۆلکەی پڕ لە وزە، لێکخشاندن، پەرشبوون، وە بەرگری. لەوکاتەوەی سەرچاوەی گەرمیەکە وزەی گەرمی دەبەخشێ بە بزوێنەرەکە دەتوانرێ توانای بدرێت بەھۆی نزیکەی ھەرجۆرێک لە وزە. بزوێنەرەکانی گەرمی زۆر فرەکردارن و مەودایەکی فراوانی گونجانیان ھەیە.

بزوێنەرەکانی گەرمی بەزۆری تێکەڵ دەکرێن لەگەڵ سووڕەکان کە ھەوڵدەدرێ جێبەجێی بکرێن. بەشێوەیەکی ئاسایی، زاراوەی "بزوێنەر" بەکاردێت بۆ ئامێرێکی فیزیایی، وە "سووڕ" بۆ نموونەکە(models).

ھەڵسەنگاندن

لە داینەمیکی گەرمیدا، بزوێنەرەکانی گەرمی بەزۆری نموونەکراون بە بەکارھێنانی نموونەیەکی ستانداردی میکانیکی ھەروەک سووڕی ئۆتۆ (Otto cycle). نموونە بیردۆزییەکە دەتوانرێ پاڵفتە و زیادبکرێت بە داتا ڕاستیەکانی بزوێنەرێکی ئیش پێکراوەوە، بە بەکارھێنانی ئامێری وەک ھێڵکاری ڕێبەر.

بە گشتی، ھەرچەندی جیاوازی نێوان سەرچاوە گەرمەکە و لاشە ساردەکە زۆربێت، چوستیە گەرمیە شاراوەکەی سووڕەکە زیاتر دەبێ. لەسەر زەوی، لایەنە ساردەکەی ھەر بزوێنەرێکی گەرمی سنووردارە بۆ نزیکبوونەوە لە پلەی گەرمی دەورووبەری ژینگەکە، یاخود کەمتر نەبێ لە ٣٠٠ کێلڤن، بۆیە زۆربەی ھەوڵەکان بۆ بەرەو پێشبردنی چوستیەکانی داینەمیکە گەرمی بزوێنەرە جیاوازەکان جەخت بکەرە سەر بەرزکردنەوەی پلەی گەرمی سەرچاوەکە، وە لەگەڵ سنووری ماددەکان. بەرزترین چووستی بیردۆزی بزوێنەرێک (کە تاکو ئێستا ھیچ بزوێنەرێک بەدەست نەھێنراوە) یەکسانە بە جیاوازی نێوان پلەی گەرمی کۆتاییە گەرم و ساردەکان دابەشی پلەی گەرمی کۆتاییە گەرمەکە، ھەموو ئەمانە بە پلەی گەرمی پەتی دەردەبرێت (بە کڵڤن).

چوستی بزوێنەری گەرمی پێشنیارکراو یان بەکارھاتوو ئێستا مەودایەکی گەورەی ھەیە:

٣٪ (٩٧٪ گەرمی بەفیڕۆچووە) بۆ وزەی پێشنیارکراوی زەریا

٢٥٪ بۆ زۆربەی بزوێنەری سەیارەی بەنزین

٤٩٪ وێستگەی کارەبای خەڵوز

٦٠٪ ھەڵمی ساردکراوی تۆڕباینی گاز

نموونەی بزوێنەری گەرمی

گرنگە تێبینی بکەی کە ھەرچەندە ھەندێک شوێنی ئاسایی سوتانیان ھەیە (ناوەکی و دەرەکی), دەتوانرێ لەگەڵ ئەوانیتر بخرێتەگەر. بۆ نموونە، (جۆن ئێریکسن: John Ericsson) بزوێنەرێکی گەرمی جۆری دەرەکی گەشەپێدا لەسەر سووڕێک کاریدەکرد کە زۆر بە بزوێنەری سووڕی دیزڵ(Diesel cycle) دەچوو.

نموونەکانی ڕۆژانە

نموونەکانی ڕۆژانەی بزوێنەرێکی گەرمی کە بنکەی بەرھەم ھێنانی کارەبا بە گەرمی، بزوێنەری سوتانی ناوەکی، وە بزوێنەری ھەڵمی دەگرێتەوە. ھەموو ئەم جۆری بزوێنەرو گەرمیانە توانایان دەدرێتێ بەھۆی فراوان بوونی گازە گەرمکراوەکان.

سووڕی دۆخ_گۆڕین

لەم سووڕ و بزوێنەرانە، شلگازە کاراکان گاز و شلەن. بزوێنەرەکە شلگازە کاراکە دەگۆڕێ بۆ شلەیەک، لە شلەوە بۆ گاز، یان ھەردووکیان، ئیش دروست دەکات لە فراوانکردنی یان پەستاوتنی شلگازەکە.

• سووڕی ڕانکین(Rankine cycle) (بزوێنەری ھەڵمی کلاسیکی)
• سووڕی دروستکردنەوە (Regenerative cycle)
• سووڕی ڕانکینی ئەندامی(Organic Rankine cycle)
• سووڕی ھەڵم بۆ شل(Vapor to liquid cycle)
• سووڕی شل بۆ ڕەق(Liquid to solid cycle)
• سووڕی ڕەق بۆ گاز(Solid to gas cycle)

سووڕی تەنھا-گاز

لەم سووڕ و بزوێنەرانەدا شلگازە کاراکە ھەمیشە گازێکە (ھیچ دۆخ گۆڕینێک نیە):

• سووڕی کاڕنۆ (Carnot cycle)
• سووڕی ئێریکسن (Ericsson cycle)
• بزوێنەری سووتانی ناوەکی
• سووڕی ئۆتۆ (Otto cycle)
• سووڕی دیزڵ (Diesel cycle)
• سووڕی بڕەیتن (Brayton cycle) یان سووڕی جووڵ (Joule cycle)
• سووڕی لینیۆر(Lenoir cycle)
• سووڕی میلەر (Miller cycle)
• سووڕی ئاتکینسن (Atkinson cycle)

سووڕی تەنھا-شل

لەم سوور و بزوێنەرانەدا شلگازە کاراکان تەنھا شلەن:

• سووڕی ستێرلینگ (Stirling cycle)
• Heat Regenerative Cyclone

مێژوو

بزوێنەری گەرمیەکان لەکۆنەوە ناسراون بەڵام تەنھا دروستکرابوون بۆ ئامێری سوودمەند لە سەردەمی شۆڕشی پیشەسازی سەدەی ١٨. کە بەردەوامن لە گەشەسەندن تا ئەمڕۆ.

پڕۆسەکانی بزوێنەری گەرمی

سووڕ	پەستان ٢→١	گەرمی خستنەسەر ٣→٢	فراوانبوون ٤→٣	دەرکردنی گەرمی ١→٤	تێبینی
سووڕی پاوەری سووتانی دەرەکی - یان ھیت پەمپ
کاڕنۆت	ئایسنترۆپیک(isentropic)	ھاوگەرمی	ئایسنترۆپیک	ھاوگەرمی	بزوێنەری گەرمی کاڕنۆت
ئێریکسن	ھاوگەرمی(isothermal)	پەستان نەگۆڕ(isobaric)	ھاوگەرمی	پەستان نەگۆڕ	دووەم سووڕی ئێریکسن لە ساڵی ١٨٥٣
ڕانکین	ئادیاباتیک(adiabatic)	پەستان نەگۆڕ	ئادیاباتیک	پەستان نەگۆڕ	بزوێنەری ھەڵمی
ستێرلینگ	ھاوگەرمی	ھاوقەبارە(isochoric)	ھاوگەرمی	ھاوقەبارە	بزوێنەری ستێرلینگ
سووڕی پاوەری سووتانی ناوەکی
بڕایتن	ئادیاباتیک	پەستان نەگۆڕ	ئادیاباتیک	پەستان نەگۆڕ	بزوێنەری جێت
دیزڵ	ئادیاباتیک	پەستان نەگۆڕ	ئادیاباتیک	ھاوقەبارە	بزوێنەری دیزڵ
لینیۆر		ھاوقەبارە	ئادیاباتیک	پەستان نەگۆڕ	تێبینی. ٢→١ ھەردوو ھەرمی دەردان و پەستاوتن دەگرێتەوە
ئۆتۆ	ئایسنترۆپیک	ھاوقەبارە	ئایسنترۆپیک	ھاوقەبارە	بزوێنەری گازۆلین

ھەریەک لەم پڕۆسانە یەکێکن لەمانەی خوارەوە:

• ھاوگەرمی (لە پلەی گەرمی جێگیردا، دەمێنێتەوە بە زیادکردن یان کەمکردنی ھەرمی)
• پەستان نەگۆڕ(لە پەستانی جێگیردا)
• ھاوقەبارە (لە قەبارەی جێگیردا)
• ئادیاباتیک (گەرمی نە زیاد دەکرێت نە کەمدەکرێت بە دریژایی پڕۆسەکە)
• ئایسنترۆپیک (پڕۆسەی ئادیاباتیکی پێچەوانەیی، گەرمی زیاد ناکرێ وە کەم ناکرێ بەدرێژایی پڕۆسەی ئایسترۆپیەوە)