ಮೈಸೂರು ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯ ವಿಶ್ವಕೋಶ/ದ್ವಿಬಾಷ್ಪ ಚಕ್ರ

ದ್ವಿಬಾಷ್ಪ ಚಕ್ರ ಶಾಖಯಂತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಕಾರ್ನೋನ ಆದರ್ಶಯಂತ್ರ ಚಕ್ರದ ದಕ್ಷತೆಯೇ ಗರಿಷ್ಠವಾದದೆಂದು ಸಾಧಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದ್ದು ಅದರ ದಕ್ಷತೆಯ ಸಮೀಕರಣದ ಪ್ರಕಾರ n = (T1 - T2) / T1 ಯಾವೊಂದು ಶಾಖಯಂತ್ರ ಸ್ಥಾವರವನ್ನಾಗಲಿ ಔಷ್ಣಿಕವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚು ದಕ್ಷವಾಗಿ ಮಾಡಬೇಕಾದೆ ಅದು ಅತ್ಯಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಮೋಷ್ಣತೆಯ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಉಷ್ಣವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಂತೆಯೂ ಅತ್ಯಂತ ಕಡಿಮೆ ಸಮೋಷ್ಣತೆಯ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಉಳಿಕೆಯದನ್ನು ವಿಸರ್ಜಿಸುವಂತೆಯೂ ಇರಬೇಕು. ಎರಡು ಮಿತಿಗಳಲ್ಲೂ ಉಷ್ಣತೆಯ ಸಮ ಮಟ್ಟಗಳನ್ನು ಕಾಯ್ದುಕೊಳ್ಳುವುದೇನೋ ಪೂರಿತ ಬಾಷ್ಪದ ಉಪಯೋಗದಿಂದ ಸಾಧ್ಯ. ಆದರೆ ವಿಸರ್ಜನೆಯ ಉಷ್ಣತೆಯ ಮಟ್ಟಕ್ಕೆ ಪ್ರಕೃತಿಯ ಸ್ವಾಭಾವಿಕ ಮಡಿಲಿನ ಮಿತಿಯಿರುವುದರಿಂದ ದಕ್ಷತೆಯ ಏರಿಕೆಗೆ ಉಷ್ಣ ಹೀರಿಕೆಯ ಉಷ್ಣತೆಯ ಹೆಚ್ಚಳವನ್ನೇ ಅವಲಂಬಿಸಬೇಕೆಂಬುದು ವೇದ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ. ಪೂರಿತಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಉಷ್ಣತೆಯನ್ನು ಏರಿಸಬೇಕೆಂದರೆ ಅದರ ಒತ್ತಡವನ್ನೂ ಹೆಚ್ಚಿಸಬೇಕಿದ್ದು ಈ ಎರಡು ಅಂಶಗಳ ಏರಿಕೆ ಲೋಹ ಭಾಗಗಳ ರಚನೆಯಲ್ಲಿ ಭದ್ರತೆಯ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಒಡ್ಡುತ್ತದೆ.

ಅದರ ಸುಲಭ ಲಭ್ಯತೆಯಿಂದಲೂ ಚಾರಿತ್ರಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯಿಂದಲೂ ಬಾಷ್ಪ ಚಕ್ರಗಳಲ್ಲಿ ನೀರಿನ ಆವಿಯೇ ಬಳಕೆಯಲ್ಲಿ ಇರುವುದಾದರೂ ವಿಸ್ತರಣಾವ್ಯಾಪ್ತಿಯ ಎರಡು ಮಿತಿಗಳಲ್ಲೂ ಅಪೆಕ್ಷಣೀಯವಾದಂಥ ಭೌತಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಅದಕ್ಕಿಲ್ಲ. ಉಷ್ಣಗತಿವಿe್ಞÁನಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚು ಸೂಕ್ತವಾಗಿರುವಂಥ ಬದಲಿ ಬಾಷ್ಪದ ಅನ್ವೇಷಣೆ ನಡೆಯುತ್ತಲೇ ಇದ್ದು ಮೇಲಿನ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಪಾದರಸ ಹಾಗೂ ಡೈ ಫೀನೈಲ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಮತ್ತು ಕೆಳಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಗಂಧಕ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಅಲ್ಲದೆ ಬ್ಯೂಟೇನ್, ಪ್ರೋಪೆನ್, ಪೆಟ್ರೋಲಿಯಮ್, ಈಥರ್ ಮುಂತಾದ ಹೈಡ್ರೊಕಾರ್ಬನ್ ಸಂಯುಕ್ತಗಳೂ ಸೂಚಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ. ಉನ್ನತ ಉಷ್ಣತಾ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಪಾದರಸದ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಬಿಟ್ಟರೆ ಮಿಕ್ಕವು ವ್ಯಾವಹಾರಿಕವಾಗಿ ಫಲಪ್ರದವಾಗಿಲ್ಲ ಎನ್ನಬಹುದು. ಆದ್ದರಿಂದ ದ್ವಿತೀಯ ಅಥವಾ ಕೆಳಮಟ್ಟದ ಉಷ್ಣತೆಯಲ್ಲಿ ನೀರಿನ ಆವಿಯೇ (ಬಾಷ್ಪವೇ) ಶ್ರೇಷ್ಠ ಮಾದ್ಯಮವೆಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲ್ಪಟ್ಟು ಉಳಿದಿದೆ.

ಪಾದರಸದ ಈ ಮುಂದಿನ ವಿಶೇಷ ಗುಣಗಳು ಅದರ ಉಪಯುಕ್ತತೆಗೆ ಕಾರಣಗಳಾಗಿವೆ:

1. ಉನ್ನತ ಉಷ್ಣತೆಗಳಲ್ಲಿ ಅದರ ಬಾಷ್ಪದ ಒತ್ತಡ ಮಿತವಾಗಿರುವುದು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಚದರ ಅಂಗುಲಕ್ಕೆ 200 ಟb ನಿರುಪಾಧಿಕ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ಪಾದರಸ ಬಾಷ್ಪದ ಪೂರಿತ ಉಷ್ಣತೆ 1000 0ಈ. ಗಿಂತ ಮೇಲಿದ್ದರೆ ಜಲ ಬಾಷ್ಪದ ಪೂರಿತ ಉಷ್ಣತೆ ಕೇವಲ 382 0ಈ ಇರುವುದು.

ಈಗ 1 ಪೌಂಡ್=0.4533 ಕಿಲೋಗ್ರಾಮ್. ಲಿಈ ಅನ್ನು ಲಿಅ ಗೆ ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ಸೂತ್ರ: ಅ=(ಈ-32) 5/9

2. ಅದರ ದ್ರವ ಸಾಂದ್ರತೆ ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಇರುವುದರಿಂದ ಆವಿಗೆಯಲ್ಲಿ ದ್ರವ ಹಾಗೂ ಬಾಷ್ಪವನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲೂ ಅದರ ದ್ರವತೂಕದಿಂದಲೇ ರೇಚಕವಿಲ್ಲದೆ ಆವಿಗೆಗೆ ಅದನ್ನು ಸಾಗಿಸಲೂ ಇರುವ ಸೌಲಭ್ಯ.

3. ಅದರ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ವಿಶಿಷ್ಟೋಷ್ಣ ಕಡಿಮೆ ಆಗಿರುವುದರಿಂದ ತಿರುಬಾನಿಯಲ್ಲಿ ಅದರ ಸೂಸುವೇಗ ಹಾಳತದಲ್ಲಿದ್ದು ಕೆಲವೇ ಹಂತಗಳ ಸರಳ ತಿರುಬಾನಿಗಳನ್ನೇ ಉಪಯೋಗಿಸಬಹುದಾದ್ದು.

4. ಪಾದರಸ ಒಂದು ಧಾತುವಾದ್ದರಿಂದ ಅದರ ಸ್ಥಿರತೆ ಹಾಗೂ ರಾಸಾಯನಿಕ ಸಂಸ್ಕರಣವೊಂದರಿಂದ ಉಷ್ಣಪ್ರವಹನ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಅದು ಲೋಹದ ಮೇಲೆ ಲೇಪಗೊಳ್ಳುವಂತೆ ಮಾಡಿ ಉಷ್ಣಪ್ರವಾಹ ವೇಗವನ್ನು ಶೀಘ್ರಗೊಳಿಸುವ ಸಾಧ್ಯತೆ. ಇವಕ್ಕೆ ಪ್ರತಿಯಾಗಿ ಅದರ ತಗ್ಗುಬೆಲೆ, ಗಣನೀಯ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಅಲಭ್ಯತೆ. ಅದರ ಬಾಷ್ಪದ ವಿಷಸ್ವಭಾವ, ಸಣ್ಣಬಿರುಕು ಅಥವಾ ಸಂದುಗಳಲ್ಲೂ ತೂರಬಲ್ಲ ಅದರ ವ್ಯಾಪಕ ಗುಣ, ಆವಿಗೆಯ ಪ್ರತಿ ಅಂಗವೂ ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಷ್ಣತೆಯಲ್ಲಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡಬೇಕಾದ್ದರಿಂದ ಅವು ಹಿಗ್ಗುವ ಮತ್ತು ಅವಕ್ಕೆ ಆಧಾರವೊದಗಿಸುವ ಸಮಸ್ಯೆ - ಇವನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ.

ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ಉಗಿ ಸ್ಥಾವರದಲ್ಲೆ ಉಗಿಯ ಒತ್ತಡ ಇನ್ನು ಏರಿಸಲಾಗದ ಮಿತಿ ಮುಟ್ಟಿದಾಗ, ಬಾಷ್ಪಚಕ್ರಕ್ಕೆ ಕಳಸವಿಟ್ಟಂತೆ ಪಾದರಸಚಕ್ರವನ್ನು ಬಳಸುವುದು ಒಂದು ರೀತಿಯಾದರೆ ಸ್ವತಂತ್ರವಾಗಿ ಈ ಎರಡೂ ಮಾಧ್ಯಮಗಳ ಭಿನ್ನ ಚಕ್ರಗಳನ್ನು ಜೊತೆಯಾಗಿಯೇ ದ್ವಿಬಾಷ್ಪ ಚಕ್ರವಾಗಿ ಬಳಕೆಗೆ ತರುವುದು ಇತ್ತೀಚಿನ ರೀತಿಯಾಗಿದೆ.

ಹಲವು ಜ್ವಾಲಕಗಳಿಂದ ಹೊರಟ ಉರಿ ಅನಿಲಗಳು ದಹನ ಕೋಷ್ಠದಲ್ಲಿ ಅನುಕ್ರಮವಾಗಿ ಪಾದರಸ ಆವಿಗೆ ಮತ್ತು ಉಗಿಯ ಅಧಿಕೋಷ್ಟಕಗಳ ಮೂಲಕ ಹಾದು ಹೊಗೆ ಕೊಳವೆಗೆ ಸಾಗುತ್ತದೆ. ಪಾದರಸ ಆವಿಗೆಯಲ್ಲಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾದ ಪಾದರಸ ಬಾಷ್ಪ ಪಾದರಸ ತಿರುಬಾನಿಗೆ ಸಾಗಿಸಲ್ಪಟ್ಟು ಅಲ್ಲಿ ತನ್ನ ಕೆಳ ಒತ್ತಡದ ಮಿತಿಗೆ ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತ ಬಲೋತ್ಪಾದನೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಅಲ್ಲಿಂದ ಕಡಿಮೆ ಒತ್ತಡದ ನಿಷ್ಕಾಸಿದ ಪಾದರಸಬಾಷ್ಪವು, ಪಾದರಸದ್ರವಕಾರಿ ಹಾಗೂ ಉಗಿ ಆವಿಗೆಯ ಮೂಲಕ ಹಾಯುವಾಗ ದ್ರವವಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿತವಾದರೆ ಆಗ ಬಿಡುಗಡೆಗೊಳ್ಳುವ ಉಷ್ಣದಿಂದ ಸುಮಾರು ಆ ಉಷ್ಣತೆಯಲ್ಲಿ ಕುದಿನೀರು ಅಧಿಕ ಒತ್ತಡದ ಉಗಿಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿತವಾಗುತ್ತದೆ. ದ್ರವಪಾದರಸ ಮತ್ತೆ ಪಾದರಸ ಆವಿಗೆಗೆ ಹಿಂತಿರುಗುತ್ತದೆ. ಉಗಿ ಅಧಿಕೋಷ್ಣಕದಲ್ಲಿ ಇನ್ನೂ ಹೆಚ್ಚು ಕಾವುಗೊಂಡು ಉಗಿ ತಿರುಬಾನಿಗೆ ಬಂದು ಅಲ್ಲಿ ವಿಸ್ತರಿಸಿ ಬಲೋತ್ಪಾದನೆ ಗೈದು, ಉಗಿ ದ್ರವಕಾರಿಯಲ್ಲಿ ನೀರಾಗಿ, ಪಾದರಸದ್ರವಕಾರಿ ಹಾಗೂ ಉಗಿ ಆವಿಗೆ ರೇಚಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ. ಹೀಗೆ ಎರಡರ ಚಕ್ರಗಳು ಪೂರ್ಣಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ.

ಇಂಥ ಸ್ಥಾವರವೊಂದರ ಉದಾಹರಣೆಯಾಗಿ, ಉತ್ತರ ಅಮೆರಿಕದ ಸೌತ್ ಮೊಡೊ ಎಂಬಲ್ಲಿ 113 lb ಗೇಜ್ ಒತ್ತಡ ಹಾಗೂ 9450 F. ನಲ್ಲಿ 1, 80, 000 lb ತೂಕದ ಪಾದರಸವನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸುತ್ತ, ಅದನ್ನು 1.5 lb ನಿರುಪಾಧಿಕ ಒತ್ತಡಕ್ಕೆ ವಿಸ್ತರಿಸಿ, ದ್ರವೀಕರಿಸುವ ಉಷ್ಣದಿಂದÀ 410 lb ಗೇಜ್ ಒತ್ತಡ ಹಾಗೂ 4500 F ನ ಬಾಷ್ಪವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಿ ಅದನ್ನು 7000 F ಗೆ ಅಧಿಕೋಷ್ಣಗೊಳಿಸಿ ಉಪಯೋಗಿಸುತ್ತಿರುವುದನ್ನು ನಮೂದಿಸಬಹುದು. (ಕೆ.ವಿ.ಎಸ್.) ಪರಿಷ್ಕರಣೆ; ಹೆಚ್.ಆರ್.ಆರ್