Monday, January 3, 2011

ඩීසල් එන්ජිම

ඩීසල් එන්ජිම අභ්‍යන්තර දහන එන්ජින් තාක්ෂණයේ විප්ලවයක් කල සොයාගැනීමක්. ජර්මන් ජාතික ශීතකරන ඉන්ජිනේරු වරයෙක් වන රුඩොල්ෆ් ඩීසල් තමයි ඒ සොයාගැනීම සිදුකලේ. වර්ශ 1894 සිට 1897 දක්වා ඔහු සිදුකළ පරීක්ෂණ වල ප්‍රතිඵලයක් ලෙස වර්ශ 1897දී පළමු සාර්ථක ක්‍රියාකාරී ඩීසල් එන්ජිම නිපදවන්නට ඔහුට හැකිවුනා.

ඩීසල් එන්ජිමේ විශේෂත්වය  වන්නේ එහිදී භාවිත වන ඉන්ධනය වන ඩීසල්, දහනය කිරීමට පෙට්‍රල්, භූමිතෙල් හෝ ගෑස් එන්ජිමක මෙන් වෙනම සපයන ගිනි පුළිඟුවක් භාවිතා නොකිරීමයි. එම නිසා ඩීසල් එන්ජිම ස්වයං දහන එන්ජිම ලෙසත් හඳුන්වනව.  ඩීසල් එන්ජිමේදී දහන කුටීරය තුල තාපය නිපදවීමට සලස්වා එම තාපයෙන් ඩීසල් දහනය වීමට සලස්වයි.

අපි දැන් ඩීසල් එන්ජිමක් ක්‍රියා කරන්නේ කේසේදැයි විමසා බලමු. දෙපහර ඩීසල් එන්ජිමක ක්‍රියාකාරීත්වය තරමක් සංකීර්ණ නිසාත් ඒවායේ භාවිතය අඩු නිසාත් (ලංකාවේ භාවිතාවන කැනේඩියානු දුම්-රිය එන්ජින් දෙපහර ඩීසල් එන්ජින්ය )මේ සඳහා අපි සිවු පහර ඩීසල් එන්ජිමක් දෙස අවධානය යොමු කරමු.

ඩීසල් එන්ජිමක් PV=nRT යන සමීකරණය අනුගමනය කරයි. භෞතික විද්‍යාව හදාරා ඇති අයට නම් මෙම සමීකරණය ඉතා හුරු පුරුදුය. කෙසේ වෙතත් මෙහිදී;

P=දහන කුටීරය තුල පීඩනය,
V=දහන කුටීරයේ පරිමාව,
n=දහන කුටීරය තුල ඇති වායු හා ඩීසල් මිශ්‍රණයේ අණු ප්‍රමාණය
R=වායු නියතය,
T=දහන කුටීරය තුල උශ්ණත්වය, ලෙස අර්ථ දැක්විය හැක.

නවත්වා ඇති එන්ජිම පනගැන්වීමේදී භාහිර යන්ත්‍රණයක් මගින් එන්ජිම භ්‍රමණය කළ යුතු වේ(මෙහිදී විදුලි මෝටරයකින් හෝ අතින් භ්‍රමණය කිරීමක් සිදුකරයි ). මෙහිදී පළමුව දහන කුටීරය තුලට වායුව ඇදගැනීම සිදුවේ (චූශන පහර ). මේ සඳහා එන්ජිම වට 1/2 ක් භමණය විය යුතුය.


ඉන්පසුව මීළඟ වට 1/2 තුලදී වායු ඇදගැනීම හා පිටවීම වැලකී ඇදගත් වායුව සම්පීඩනය වීමට පටන්ගනී


ඩීසල් දහනය වීමට අවශ්‍ය තාපය නිපදවෙන්නේ මෙම සම්පීඩන පහර නිසාය. මෙහිදී ඉහත සමීකරනයට අනුව V අඩුවීම නිසා P වැඩිවෙයි, එනම් පිස්ටනය දහන කුටීරය දිගේ ඉහලට තල්ලු වීම නිස දහන කුටීරය තුල පරිමාව අඩු වී පීඩනය වැඩි වෙයි. නමුත් වාතය සම්පීඩ්‍ය තරලයක් නිසා PV ගුණිතය නියතව පවතින්නේ නැත. එනම් සමීකරනයේ වම් අත පැත්තේ අගය වැඩි වෙයි.

දැන් සමීකරනය තුලිත වීමට දකුණු අත පැත්තේ අගය වැඩිවිය යුතුය. මේ සඳහා n වෙනස් විය නොහැක, එනම් දහන කුටීරයට අලුතින් වාතය එකතු වීම හෝ පිටවීමක් සිදු නොවන නිසා.
R යනු නියතයක් නිසා R වැඩි විය නොහැක, එමගින් ද සමීකරනය තුලිත විය නොහැක.
සිදුවන එකම කරුන නම් T වැඩිවීමයි, එනම් දහන කුටීරය තුල උශ්ණත්වය ඉහල යාමයි, එමගින් සමීකරනයේ දකුණු අත පැත්තේ අගය ඉහල යයි, දැන් සමීකරනය නැවතත් තුලිතය. මේසේ නිපදවෙන තාපය ඩීසල් දහනය කිරීමට යොදාගනී.

මීලඟට සම්පීඩන පහර අවසන් වනවාත් සමඟම දහන කුටීරය තුලට නැහැසියක් හරහා(රූපසටහන් වල උඩ නිල්පටින් දක්වා ඇති ) ඩීසල් ඉතාමත් කුඩා බිඳිති ලෙස වේගයෙන් විදිනු ලබයි. ඉහත කී පරිදි රත්වූ දහන කුටීරය තුලට, මේසේ කුඩා බිඳිති ලෙස  ඩීසල් පැමිණි විගස එම බිඳිති දහනය වී දහන කුටීරය තුල උශ්ණත්වය ක්ෂ්ණයකින් ඉහල යයි. ඩීසල් ඉතා සියුම් බිඳිති ලෙස සපයන්නේ දහනය කාර්යක්ශමව සිදුවීමටයි.

                                                             

එමනිසා සමීකරනයේ දකුණු පැත්තේ අගය වැඩිවෙයි (T වැඩිවීම නිසා ). සමීකරනය තුලිත වීමට ඊට සාපේක්ෂව සමීකරනයේ වම් පැත්තේ අගයද වැඩිවිය යුතුය. ඒ සඳහා සමීකරනයේ වම් පැත්තේ P අගය  වැඩිවෙයි(දකුණුපැත්තේ T වැඩිවීමට සාපේක්ශව ). මේ මොහොතේදී තවමත් එන්ජිම සම්පීඩන පහර අවස්ථාවේම පවතින නිසාත් දහන කුටීරය තුල පීඩනය ඉතාම ඉහල අගයකට පැමිනෙයි. මේ අධික පීඩනය නිසා පිස්ටනය පහලට තල්ලුවී දහන කුටීරය තුල පරිමාව වැඩිකරගනී, නමුත් PV ගුණිතයේ වෙනසක් සිදුවන්නේ නැත, මන්දයත් වාතය සම්පීඩ්‍ය තරලයක් නිසා එහි PV අතර සම්භන්ධතාව අරෙඛීය නිසා. මෙලෙස පිස්ටනය පහලට තල්ලු වීම බල පහරයි,
මෙලෙස බල පහරක් ලැබීම එන්ජිම පනගැන්වීමයි, දැන් එන්ජිමට භාහිර බලයක් නොමැතිව තනිවම  භ්‍රමණය විය හැක. බල පහරේදීත් එන්ජිම තවත් වට 1/2 භ්‍රමණය වේ දැන් එන්ජිම වට 1 1/2ක් භ්‍රමණය වී ඇත. 


පහලට තල්ලු වුන පිස්ටනය ජවරෝදයේ ගම්‍යතාව නිස නැවතත් ඉහලට තල්ලුවේ මෙහිදී පිටාර වෑල්වය විවෘත්ත වෙයි, එමගින් ඩීසල් දහනය වී සෑදුන වායුව (CO2 ආදී)දහන කුටීරයෙන් ඉවත්ව් යයි. මෙය පිටාර පහරයි. මෙහිදී එන්ජිම තවත් වට 1/2 ක් භ්‍රමණය වේ.

ජව රෝදයේ ගම්‍යතාව නිසා එන්ජිම තව වට 1 ක් භ්‍රමණය වී නැවතත් පිළිවෙලින්, චූශන පහරක්, සම්පීඩන පහරක් අවසානයේ නැවතත් බල පහරක් හා පිටාර පහරක් ඇති කරයි. මෙහිදී එන්ජිම තව වටයක් සම්පූර්ණ කරයි. මේ ක්‍රියාවලිය දිගටම සිදුවීමෙන් එන්ජිම දිගින් දිගටම ධාවනය වෙයි.

ඩීසල් එන්ජිමක ක්‍රියාකාරීත්වය මෙලෙස කෙටියෙන් සඳහන් කල හැක. සවිස්තරව සඳහන් කරන්නේ නම් ඉතා දීර්ඝව විස්තර කල හැක. නමුත් මෙහිලා මගේ අරමුණ වූයේ දළවශයෙන් පාඨකයාට ඩීසල් එන්ජිම ගැන අවබෝධයක් ලබාදීමයි. එම අරමුන ඉටුවුනා නම් මගේ වෑයම සාර්ථකය.

4 comments:

  1. එල කිරි හොදට කරන් යන්න. අපිට පරිගනක වලට වඩා යමක් දෙනවනම් තවත් හොදයි

    ReplyDelete
  2. ටී.බී,
    ස්තුතියි මේ ලින්ක් එක පෙන්නුවට. එදා ගැටලුව ඇහැව්වට අදයි එන්න ලැබුනේ. ඇත්තටම සරළව කියලා දෙන හින්දා තේරුම් ගන්න ලේසියි. දිගමට අපිව දැනුවත් කරන්න පුලුවන් ලිපි ලියන්න හැකියෙව්වායි පතනවා.

    ස්තුතියි

    ReplyDelete
  3. @ බුද්ධි,
    ඔබටත් බොහොම ස්තූතියි ඔබේ අදහස් දක්වල ලිපි සාර්ථක කරගන්න උපකාර කිරීම ගැන. ඉඩ කඩ ඇති වෙලාවල මේ පැත්තෙ ඇවිත් යන්න..., නැවතත් ස්තූතියි.

    ReplyDelete
  4. මම o /l දෙවන පාර කරනවා පාඩම නැවත මතක් කරගන්න හැකිවීම සම්බන්දව ඔබට ස්තිත්යි

    ReplyDelete

ඔබේ ටීකාව පහතින් සටහන් කරන්න