مەکینەی گەرمی

دەقی گەورە

ھێڵکاری بزوێنەری گەرمی

لە داینەمیکە گەرمی و ئەندازیاری دا، بزوێنەری گەرمی (بە ئینگلیزی: Heat engine) کە گەرمی یاخود وزەی گەرمی و وزەی کیمیایی دەگۆڕێ بۆ وزەی میکانیکی، کە دواتر دەتوانرێ بۆ کاری میکانیکی بەکاربھێندرێت. بزوێنەرکە ئەمە ئەنجام دەدات بە ھێنانی مادەیەکی کارا(working substance) 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 ھەتا وەکو 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 چووە بۆ دەوروبەر و کە ناتوانرێ بگۆڕدرێ بە ئیش، وەهەروەها بەهۆی لێکخشاندنیشەوە

بە گشتی بزوێنەرێک وزە دەگۆڕێ بۆ ئیشی میکانیکی. بزوێنەرەکانی گەرمی خۆیان لە جۆرەکانی تری بزوێنەر جیادەکەنەوە بەھۆی ئەو ڕاستیەی کە چوستیان(efficiency) سنووردارە بەگوێرەی بیردۆزی کاڕنۆت(Carnot's theorem). لەگەڵ ئەوەشدا ئەم سنووردارکردنی چوستیە دەتوانێ ببێت بە کەموکوڕییەک، یەکێک لە سوودەکانی بزوێنەری گەرمی ئەوەیە کە زۆربەی شێوەکانی وزە 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 بدرێتێت بە نزیکەی ھەرجۆرێک لە وزە، بزوێنەرەکانی گەرمی زۆر فرەکردارن و مەودایەکی فراوانی گونجانیان ھەیە لە بەکارهێنانەکاندا.

بزوێنەری گەرمی بەزۆری تێکەڵ دەکرێن لەگەڵ سووڕەکان (خولەکان)(cycle) کە ھەوڵدەدەن جێبەجێی بکەن. بەشێوەیەکی ئاسایی، زاراوەی «بزوێنەر» بەکاردێت بۆ ئامێرێکی فیزیایی وە «سووڕ» بۆ نموونەکان(models).

ھەڵسەنگاندن

لە داینەمیکی گەرمیدا، بزوێنەرەکانی گەرمی بە زۆری نموونەکراون بە بەکارھێنانی نموونەیەکی ستانداردی میکانیکی ھەروەک سووڕی ئۆتۆ (Otto cycle). نموونە بیردۆزییەکە دەتوانرێ پوخت بکرێ و زیادبکرێت بەبەراورد بە داتا ڕاستیەکانی بزوێنەرێکی ئیش پێکراوەوە، بە بەکارھێنانی ئامرازەکانی وەک ھێڵکاری(diagram). بەگشتی، هەرچەندی نێوان سەرچاوە گەرمە و لاشە ساردەکە زۆربێت، ئەوا چوستی گەرمی زیاتر دەبێ. لەسەر زەوی، بڕی ساردی هەر بزوێنەرێکی گەرمی سنووردارە بۆ نزیکبوونەوە لە پلەی گەرمی ژینگەی دەوروبەر، یاخود کەمتر نەبێ لە 300 کڵڤن، بۆیە زۆربەی هەوڵەکان بۆ بەرزکردنەوەی چوستی داینەمیکە گەرمیی بزوێنەرە جیاوازەکان، جەخت دەکرێتە سەر پلەی گەرمی سەرچاوەکە و جۆری ماددەکە. بەرزترین چوستی بیردۆزی بزوێنەرێک (theoretical efficiency) (کە تاوەکو ئێستا بەدەست نەهێنراوە) یەکسانە بە جیاوازی نێوان کۆتا پلەی گەرمی و کۆتا پلەی سارد دابەشی کۆتا پلەی گەرمی، هەموو ئەم پلە گەرمیانە بە پلەی گەرمی پەتی دەدەبڕێت (کڵڤن).

چوستی بزوێنەرێکی گەرمی پێشنیارکراو یان بەکارهاتوو لە ئێستادا مەودایەکی گەورەی هەیە:

• 3٪ بۆ وزەی پێشنیرکراوی زەریا (٪97 گەرمی بەفیڕۆچووە) OTEC
• 25٪ بۆزۆربەی بزوێنەرەکانی ئۆتۆمبێلی بەنزین
• 49٪ وێستگەی کارەبای خەڵووز وەک (Avedore Power Station)
• 60% هەڵمی ساردکراوی تۆڕباینی گاز

نموونەی بزوێنەری گەرمی

گرنگە تێبینی بکەی کە ھەرچەندە ھەندێک لە سووڕەکان (cycles) شوێنێکی ئاسایی سووتانیان ھەیە (ناوەکی و دەرەکی), دەتوانرێ لەگەڵ ئەوانیتر بخرێتەگەر. بۆ نموونە، (جۆن ئێریکسن: John Ericsson) بوێنەرێکی گەرمی جۆری دەرەکی گەشەپێدا لەسەر سووڕێک کاریدەکرد کە زۆر بە بزوێنەری سووڕی دیزڵ (Diesel cycle) دەچوو. لەگەڵ ئەوەشدا، بزوێنەرێک بەگەرمی دەرەکی کارکردوو دەتوانرێ بە هەردوو جۆری سووڕی دەرەکی و ناوەکی بخرێتەگەڕ.

نموونەکانی ڕۆژانە

نموونەکانی ڕۆژانەی بزوێنەری گەرمی کە بنکەی بەرھەم ھێنانی کارەبا بە گەرمی، بزوێنەری سووتانی ناوەکی، وە بزوێنەری ھەڵمی دەگرێتەوە. ھەموو ئەم جۆری بزوێنەری گەرمیانە توانایان دەدرێتێ(وزەیان دەدرێتێ) بەھۆی فراوان بوونی گازە گەرمکراوەکان.

سووڕەکانی دۆخ-گۆڕن

لەم سووڕ و بزوێنەرانەدا، شلگازە کاراکان (Working_fluid) گاز و شلەن. بزوێنەرەکە شلگازە کاراکە دەگۆڕێ لە شلەیەکەوە بۆ گازێک، یان لە گازەوە بۆ شلە، یان هەردوکیان، کە ئیشێک دروستدەکات لە فراونکردن یان پەستاوتنی شلگازەکە.

• سووڕی ڕانکین (Rankine cycle)، بزوێنەری هەڵمی کلاسیکی
• سووڕی دروستکردنەوە (Regenerative cycle)
• سووڕی ڕانکینی ئەندامی (Organic Rankine cycle)
• سووڕی هەڵم بۆ شل (Vapor to liquid cycle) وەک (Minto_wheel )
• سووڕی شل بۆ ڕەق (Liquid to solid cycle)
• سووڕی ڕەق بۆ گاز (Solid to gas cycle)، سەهۆڵی وشک هەڵدەکشێ بۆ گاز (هەڵچوون ڕاستەوخۆ لەڕەقەوە بۆ گاز)

سووڕی تەنها-گاز

لەم جۆرە سووڕ و بزوێنەرانەدا شلگازە کاراکە هەمیشە گازە، (هیچ دۆخ گۆڕینێک نیە):

• سووڕی کاڕنۆت (Carnot cycle)
• سووڕی ئێریکسن (Ericsson cycle)
• بزوێنەری سووتانی ناوەکی (I.C.E)
• 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 تەنها-شل

لەم جۆرە بزوێنەرانەدا شلگازە کاراکان تەنها شلەن:

• سووڕی ستێرلینگ(Stirling cycle) وەک malone engine
• Heat Regenerative Cyclone