تھرمل حالات اور درجہ بند انجن کی طاقت

جب الیکٹرک موٹر چلتی ہے، تو یہ استعمال ہونے والی برقی توانائی کے کس حصے کو ضائع کرتی ہے اس کا احاطہ کرنے سے محروم ہوجاتی ہے۔ وائنڈنگز کی فعال مزاحمت میں نقصانات اسٹیل میں ہوتے ہیں جب مقناطیسی سرکٹ میں مقناطیسی بہاؤ تبدیل ہوتا ہے، نیز بیرنگ میں رگڑ اور ہوا کے خلاف مشین کے گھومنے والے حصوں کی رگڑ کی وجہ سے مکینیکل نقصانات ہوتے ہیں۔ آخر میں، تمام کھوئی ہوئی توانائی حرارت کی توانائی میں تبدیل ہو جاتی ہے، جو انجن کو گرم کرنے اور ماحول میں منتشر ہونے کے لیے استعمال ہوتی ہے۔

انجن کے نقصانات مستقل اور متغیر ہوتے ہیں۔ مستقل میں سٹیل کے نقصانات اور وائنڈنگز میں مکینیکل نقصانات شامل ہیں جہاں کرنٹ مستقل ہے، اور موٹر وائنڈنگز میں متغیر نقصانات۔

سوئچ آن کرنے کے بعد ابتدائی مدت میں، انجن میں جاری ہونے والی زیادہ تر حرارت اس کے درجہ حرارت میں اضافہ کرتی ہے، اور کم ماحول میں جاتی ہے۔ پھر، جیسے جیسے انجن کا درجہ حرارت بڑھتا ہے، زیادہ سے زیادہ حرارت ماحول میں منتقل ہوتی ہے، اور ایک موقع ایسا آتا ہے جب پیدا ہونے والی تمام حرارت خلا میں منتشر ہو جاتی ہے۔اس کے بعد حرارتی توازن قائم ہو جاتا ہے اور انجن کے درجہ حرارت میں مزید اضافہ رک جاتا ہے۔ اس انجن کے وارم اپ درجہ حرارت کو مستحکم حالت کہا جاتا ہے۔ اگر انجن کا بوجھ تبدیل نہیں ہوتا ہے تو وقت کے ساتھ مستحکم درجہ حرارت برقرار رہتا ہے۔

حرارت Q کی مقدار جو انجن میں 1 s میں خارج ہوتی ہے اس کا تعین فارمولے سے کیا جا سکتا ہے۔

جہاں η- انجن کی کارکردگی؛ P2 موٹر شافٹ پاور ہے۔

یہ اس فارمولے کی پیروی کرتا ہے کہ انجن پر جتنا زیادہ بوجھ ہوتا ہے، اس میں اتنی ہی زیادہ حرارت پیدا ہوتی ہے اور اس کا ساکن درجہ حرارت اتنا ہی زیادہ ہوتا ہے۔

الیکٹرک موٹروں کے آپریشن کے تجربے سے پتہ چلتا ہے کہ ان کی خرابی کی بنیادی وجہ سمیٹ کا زیادہ گرم ہونا ہے۔ جب تک موصلیت کا درجہ حرارت جائز قیمت سے زیادہ نہیں ہوتا ہے، موصلیت کا تھرمل لباس بہت آہستہ آہستہ جمع ہوتا ہے۔ لیکن جیسے جیسے درجہ حرارت بڑھتا ہے، موصلیت کا لباس تیزی سے بڑھ جاتا ہے۔ عملی طور پر یقین کریں کہ ہر 8 ° C پر موصلیت کو زیادہ گرم کرنے سے اس کی زندگی آدھی رہ جاتی ہے۔ لہٰذا، ریٹیڈ لوڈ اور 105 ° C تک حرارتی درجہ حرارت پر وائنڈنگز کی روئی کی موصلیت والی موٹر تقریباً 15 سال تک کام کر سکتی ہے، جب اوور لوڈ ہو اور درجہ حرارت 145 ° C تک بڑھ جائے، تو موٹر 1.5 ماہ کے بعد ناکام ہو جائے گی۔

GOST کے مطابق، الیکٹریکل انجینئرنگ میں استعمال ہونے والے موصلی مواد کو گرمی کی مزاحمت کے لحاظ سے سات کلاسوں میں تقسیم کیا گیا ہے، جن میں سے ہر ایک کے لیے زیادہ سے زیادہ قابل اجازت درجہ حرارت مقرر کیا گیا ہے (ٹیبل 1)۔

گرمی مزاحمت کلاس Y کے لیے محیطی درجہ حرارت (USSR + 35 ° C میں قبول کیا جاتا ہے) سے اوپر موڑنے والی موٹر کا درجہ حرارت 55 ° C ہے، کلاس A - 70 ° C، کلاس B کے لئے - 95 ° C ہے ، کلاس I کے لیے — 145 ° C، کلاس G کے لیے 155 ° C سے اوپر۔دیئے گئے انجن کے درجہ حرارت میں اضافہ اس کے بوجھ اور آپریٹنگ موڈ کی شدت پر منحصر ہے۔ 35 ° C سے کم محیطی درجہ حرارت پر، موٹر کو اس کی ریٹیڈ پاور سے اوپر لوڈ کیا جا سکتا ہے، لیکن تاکہ موصلیت کا حرارتی درجہ حرارت قابل اجازت حد سے زیادہ نہ ہو۔

مواد کی خصوصیت حرارت کے خلاف مزاحمت کی کلاس زیادہ سے زیادہ قابل اجازت درجہ حرارت، °C غیر رنگدار سوتی کپڑے، دھاگے، کاغذ اور سیلولوز اور ریشم کے ریشے دار مواد Y 90 وہی مواد، لیکن بائنڈر کے ساتھ رنگدار A 105 کچھ مصنوعی نامیاتی فلمیں E 120 Mica اور Mica کے طور پر۔ آرگینک بائنڈرز پر مشتمل فائبر گلاس کا V 130 وہی مواد جو مصنوعی بائنڈرز اور امپریگنیٹنگ ایجنٹس کے ساتھ مل کر F 155 وہی مواد لیکن سلکان، آرگینک بائنڈر اور امپریگنیٹنگ کمپاؤنڈز H 180 Mica کے ساتھ مل کر، سیرامک ​​مواد، شیشہ، کوارٹز کے بغیر استعمال کیا جاتا ہے یا غیر نامیاتی بائنڈر جی کے ساتھ 180 سے زیادہ

جب انجن چل رہا ہو تو حرارت B کی ایک معلوم مقدار کی بنیاد پر، محیطی درجہ حرارت سے زیادہ انجن کا درجہ حرارت τ°C کا حساب لگایا جا سکتا ہے، یعنی سپر ہیٹ درجہ حرارت

جہاں A انجن کی حرارت کی منتقلی ہے، J/deg •s؛ e قدرتی لوگارتھمز کی بنیاد ہے (e = 2.718)؛ C انجن کی تھرمل صلاحیت ہے، J/سٹی؛ τО- τ پر انجن کے درجہ حرارت میں ابتدائی اضافہ۔

مستحکم حالت کے انجن کا درجہ حرارت τу τ = ∞ لے کر پچھلے اظہار سے حاصل کیا جا سکتا ہے... پھر τу = Q / А... τо = 0 پر، مساوات (2) شکل لیتی ہے

پھر ہم C/A سے T کا تناسب ظاہر کرتے ہیں۔

جہاں T حرارتی وقت مستقل ہے، s۔

حرارتی مستقل وہ وقت ہے جو انجن کو ماحول میں حرارت کی منتقلی کی عدم موجودگی میں مستحکم حالت کے درجہ حرارت تک گرم کرنے میں لگتا ہے۔ حرارت کی منتقلی کی موجودگی میں، حرارتی درجہ حرارت اس سے کم اور برابر ہوگا۔

وقت مستقل کو گرافک طور پر پایا جا سکتا ہے (تصویر 1، اے)۔ ایسا کرنے کے لیے، کوآرڈینیٹ کی اصل سے ایک ٹینجنٹ لائن کھینچی جاتی ہے جب تک کہ یہ ایک افقی سیدھی لکیر سے جو پوائنٹ اے سے گزرتی ہے، اسٹیشنری ہیٹنگ کے درجہ حرارت کے مطابق ہوتی ہے۔ سیگمنٹ ss T کے برابر ہوگا اور سیگمنٹ ab اس وقت Ty کے برابر ہوگا جس کے دوران انجن مستحکم درجہ حرارت تک پہنچتا ہے τу… اسے عام طور پر 4T کے برابر لیا جاتا ہے۔

حرارتی مستقل کا انحصار موٹر کی ریٹیڈ پاور، اس کی رفتار، ڈیزائن اور کولنگ کے طریقہ پر ہوتا ہے، لیکن اس کے بوجھ کی شدت پر انحصار نہیں کرتا۔

چاول۔ 1. انجن کو گرم کرنے اور ٹھنڈک کرنے والے منحنی خطوط: a — حرارتی مستقل کی گرافیکل تعریف؛ b — مختلف بوجھ پر حرارتی منحنی خطوط

اگر انجن، گرم ہونے کے بعد، نیٹ ورک سے منقطع ہو جاتا ہے، تو اس لمحے سے یہ گرمی پیدا نہیں کرتا، لیکن جمع شدہ حرارت ماحول میں پھیلتی رہتی ہے، انجن ٹھنڈا ہو جاتا ہے۔

کولنگ مساوات کی شکل ہے۔

اور وکر تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ 1، ایک.

اظہار میں، To ٹھنڈک کا وقت مستقل ہے۔ یہ حرارتی مستقل T سے مختلف ہے کیونکہ آرام میں انجن سے حرارت کی منتقلی چلتے ہوئے انجن سے حرارت کی منتقلی سے مختلف ہے۔مساوات اس وقت ممکن ہے جب نیٹ ورک سے منقطع انجن میں بیرونی وینٹیلیشن ہو۔ عام طور پر کولنگ وکر ہیٹنگ وکر سے زیادہ چاپلوس ہوتا ہے۔ بیرونی ہوا کے بہاؤ والے انجنوں کے لیے، To T سے تقریباً 2 گنا زیادہ ہے۔ عملی طور پر، ہم یہ فرض کر سکتے ہیں کہ 3To سے 5To کے وقفہ کے بعد، انجن کا درجہ حرارت محیطی درجہ حرارت کے برابر ہو جاتا ہے۔

موٹر کی برائے نام طاقت کے صحیح انتخاب کے ساتھ، مستحکم حالت میں زیادہ گرم ہونے کا درجہ حرارت سمیٹنے والی تار کی موصلیت کی کلاس کے مطابق درجہ حرارت میں اضافہ کے برابر ہونا چاہیے۔ ایک ہی انجن کے مختلف بوجھ P1 <P2 <P3 کچھ نقصانات ΔP1 <ΔP2 <ΔP3 اور زیادہ گرم درجہ حرارت کی اقدار (تصویر 1، b) کے مساوی ہیں۔ ریٹیڈ لوڈ پر، موٹر خطرناک حد سے زیادہ گرم کیے بغیر طویل عرصے تک کام کر سکتی ہے، جب کہ جب لوڈ سوئچنگ کے جائز وقت تک بڑھ جاتا ہے، تو یہ t2 سے زیادہ نہیں ہوگا، اور پاور پر t3 سے زیادہ نہیں ہوگا۔

مندرجہ بالا کی بنیاد پر، ہم انجن کی ریٹیڈ پاور کی درج ذیل تعریف دے سکتے ہیں۔ موٹر کی ریٹیڈ پاور وہ شافٹ پاور ہے جس پر اس کے وائنڈنگ کا درجہ حرارت ماحول کے درجہ حرارت سے زیادہ گرمی کے قبول شدہ معیارات کے مطابق ہے۔