அமுக்கியின் வெப்ப இயக்கவியல்

ஓர் அமுக்கியின் அமுக்கத் திறமை (compression efficiency) இரண்டு கோட்பாட்டியலான செந்தரங்களுடன் ஒப்பிடப்படுகின்றன. அவை யாதெனில், ஒன்று சமவெப்பநிலைச் சுழற்சி (isothermal cycle) என்பதாகும். மற்றொன்று, வெப்பம் ஊராச் சுழற்சி (adiabatic cycle) என்பதாகும். நடைமுறை அமுக்கியில்/அழுத்தியில், இந்த இருவித நிகழ்வுகளில், எதுவுமே நிகழ்வதில்லை. அமுக்கியில் தவிர்க்க முடியாத சில இழப்புகள் ஏற்படுவதே இதற்குக் காரணமாகும்.

இவ்வித அமுக்க நிகழ்வை, ஓர் அழுத்தம்-பருமன் விளக்கப்படத்தில் காட்டினால், நடைமுறை அமுக்கி மேற்கூறிய இரண்டு கோட்பாட்டுச் செந்தரங்களுக்கும் இடைப்பட்ட நிலையில் செயல்படுவதைக் காண இயலும். சமவெப்ப நிலை அமுக்கத்தில் குளிர்தல் என்பது முழுமையாக நிகழும். அதாவது காற்று, நுழைவாயின் வெப்பநிலையிலேயே மாறாமல் இருக்கிறது. அமுக்கிக்குத் தரப்படும், ஆற்றல் ஏபிசிடி(ABCD) என்ற பரப்பால் அளக்கப்படும். இது மிகவும் குறைவாகவே இருக்கும். வெப்பம் ஊரா அமுக்கத்தில் குளிர்வித்தலே இருக்காது என அறியப் பட்டுள்ளது. எனவே அமுக்கத்தின் போது, தொடர்ந்து வெப்பநிலை உயரும். இந்நிலையில் வளிமம் சமவெப்பநிலை அமுக்கத்தைவிட வேகமாக வெளியேற்ற அழுத்தத்தை அடையும்.^[1]

ஒவ்வோர் உலக்கை அல்லது அழுந்துருள் அடி நிகழும் போதும், காற்றின் அழுத்தம் அதிகமாகிறது. இதனால், அதற்குத் தேவையான பணியைச் செய்யக் கூடுதலாக ஆற்றல் தேவைப் படுகிறது. இது, முன்கூறப்பட்ட ஏபிசிடி பரப்பால் சுட்டப் பட்டுள்ளது. அமுக்கம் இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட கட்டங்களில் நிகழ்த்தப்பட்டால், இந்தக் கட்டங்களுக்கு நடுவில் காற்றைக் குளிர்விக்க இயலும். இந்த இடைக்குளிர்விப்பு, நிகழ்வு இடைநிலை நடை முறை அமுக்கக் கோட்டை, மறுபடியும் வெப்பநிலைக் கோட்டிற்கு அருகில் கொண்டு செல்லும். பிசிடிஇ என்ற பரப்பு பேணப்பட்ட அல்லது மிச்சம் பிடிக்கப்பட்ட திறனைக் காட்டுகிறது. அமுக்கியில் நுழை காற்றில் கலந்துள்ள நீரின் ஆவி, மிகைச்சூடாக்கிய ஆவியாக (Super heated vapour) வெளியேறும் இயல்பு கொண்டதாக உள்ளது. இதற்குக் காரணம், அதனுடைய அழுத்தத்திற்கு ஈடான வெப்பநிலையைவிட, அதிகமாக உள்ள வெப்பநிலையே காரணமாகும். இந்த ஆவியை நீராக்க, இந்த அழுத்தத்திற்கு ஈடான தெவிட்டல் வெப்பநிலைக்கும் கீழாகக் காற்றைக் குளிர்விக்க வேண்டும். அமுக்கியைவிட்டு வெளியேறும் காற்றை உடனடியாகக் குளிர்வித்தல், அமுக்கக் காற்றிலுள்ள ஆவி, பகிர்வு அமைப்புகளுக்குச் (distribution System) செல்லாதபடித் தடுக்கப் படுகிறது. இதற்கு நீர் அல்லது காற்றால் குளிர்விக்கும் வெப்பப் பரிமாற்றக் கலன்கள் பயன்படுகின்றன. இவற்றைப் பின் குளிர்விக்கும் கலன்கள் (after-coolers) என்று அழைப்பர்.^[2]

வளிமம், ஆவி அல்லது இவ்விரண்டின் கலவையின் அழுத்தத்தை உயர்த்தும் எந்திரம் அமுக்க எந்திரம் அல்லது அமுக்கி அல்லது அழுத்தி எனப்படுகிறது. அமுக்கியில் வளிமம் செல்லும்போது அது வளிமத்தின் தன் பருமனைக் குறைத்து அதற்கு அழுத்தத்தை ஊட்டுகிறது. மைய விலகு விசிறி, அச்சுவழிப் பாய்வு விசிறிகளோடு ஒப்பிடும்போது அமுக்கிகள் உயர்அழுத்த எந்திரங்களாகும். எந்திர விசிறிகள் குறைந்த அழுத்த எந்திரங்களாகும். பல தேவைகளுக்காக வளிமம், ஆவி ஆகியவற்றின் அழுத்தத்தை அதிகரிக்க அமுக்கிகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. காற்றமுக்கிகள் பல இடங்களில் மிகப் பரவலாகப் பயன்படுகின்றன. இவை பொருள்களைச் சுமந்து செல்லவும், வண்ணப் பூச்சைத் தெளிக்கவும், வட்டைக்குக் (tyre) காற்றடிக்கவும், தூய்மை செய்யவும். அமுக்கிக் காற்றுக்கருவிகளை இயக்கிப் பாறைகளைத் துளைக்கவும் தேவையான உயரழுத்தக் காற்றைத் தருகின்றன. ஆவியாக்கக் கலனில் (evaporator) உருவாக்கப்பட்ட வளிமத்தைக் குளிர்பதனாக்க அமுக்கி அமுக்குகிறது. அமுக்கிகள் வேதியியல் செயல்முறைகள், வளிமச் செலுத்தம், வளிமச்சுழலிகள் ஆகியவற்றிலும் பிற கட்டுமானப் பணிகளிலும் பயன்படுகின்றன. அமுக்கி வகைகளில் பல வகைகள் உண்டு. அமுக்கத்தை ஏற்படுத்தும் இயக்க முறைகளைப் பொறுத்து அமுக்கிகள் ஊடாட்ட, சுழல் தாரை, மையவிலகு, அச்சுப்பாய்வு அமுக்கிகள் என வகைப்படுத்தப் படுகின்றன. அமுக்கப்படும் வளிமத்தின்மேல் எந்திர உறுப்புகள் செயல்படும் முறையைப் பொறுத்து அமுக்கிகள் நேரிடப்பெயர்ச்சி அல்லது இயங்குநிலை (dynamic) அமுக்கிகள் எனவும் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. நேரிடப்பெயர்ச்சி அமுக்கிகளில் தொடர்ந்து பாயும் வளிமப்பருமன் ஒரு மூடிய கலனில் கட்டுப்படுத்தப்படுகின்றது. மூடிய கலனில் பருமன் குறையக் குறைய வளிமத்தின் அழுத்தம் உயர்ந்து கொண்டே போகும் இயங்குநிலை அமுக்கிகளில் சுழலும் இதழ்கள் (vanes) அல்லது வாளிகள் பாய்மத்துக்கு அழுத்தத்தையும் விரைவையும் ஊட்டுகின்றன. வழக்கமாக ஒருகட்ட ஊடாட்ட அமுக்கிகள் ஒரு சதுர அங்குலத்திற்கு 150 பவுண்டு அழுத்தத்துக்கு அமுக்கப் பயன்படுகின்றன. இரு கட்ட அமுக்கிகள் சதுர அங்குலத்துக்கு 500 பவுண்டு அழுத்தம் வரையிலும், 4, 5 கட்ட அமுக்கிகள் சதுர அங்குலத்துக்கு 15,000 பவுண்டு அழுத்தம் வரையிலும் அமுக்கும்படி வடிவமைக்கப்படுகின்றன.

பொதுவாக, அமுக்கிகளின் வகைப்பாட்டிற்கு ஒப்ப, இதன் வெப்ப இயக்கவியல் மாறுபடுகின்றன. அதனால் கிடைக்கும் விளைவும் வேறுபட்டு உள்ளன என்பதைக் கவனிக்க வேண்டிய இயல்பாகும்.