அழுத்தவிகிதம்

ஒரு இயந்திரத்தில் எரிபொருள் எரியும் போது ஏற்படும் அழுத்த மாறுபாடுகள்

அழுத்தவிகிதம் (Compression ratio) என்பது ஒரு உள் எரி பொறி அல்லது வெளி எரி பொறியின் எரி அறையின் குறைந்தபட்ச கன அளவுக்கும் அதிகபட்ச கன அளவுக்கும் உள்ள விகிதமாகும். இது எரி பொறியின் அடிப்படைப் பண்பாகும். ஒரு பொறியின் உருளையின் உள்ளே உலக்கை அல்லது அழுந்துருள் (piston) இயங்கும்போது ஏற்படும் இயக்கப்பருமன், இறுதிப் பருமன் ஆகிய இரண்டும் சேர்ந்த கூட்டுப்பருமனுக்கும், இறுதிப் பருமனுக்கும் உள்ள விகிதமே அமுக்க விகிதம் (compression ratio) என வரையறுக்கப் படுகிறது. இது உருளையின் வடிவத்தைப் பொறுத்தமையும் இயல்பான அழுக்க விகிதமாகும். நடைமுறையில் உள்ள அமுக்க விகிதம், இயல்பு அமுக்க விகிதத்தை விடக் குறைவாகவே இருக்கும். இதற்குக் காரணம் உட்பெறு வழியிதழின் (inlet valve) தாழ்த்தமான திறப்பால் (delayed opening), பருமன் திறமை (volumeric efficiency) குறைவதேயாகும். தீப்பொறி கொண்டு, மூட்டி எரியவிடும் பொறிகளில், அமுக்க விகிதம், இத்தகைய பொறிகளில், இயல்பாக உள்ள மிக நீண்ட நேரத் திறப்பால் ஏற்படும் அடிப்பு (knock) அல்லது இடிப்பால், வரம்புப்படுத்தப்படுகிறது. இந்த இடிப்பு, எரிபொருளின் மூலக்கூறுக் கட்டமைப்பு, எரிகலவையின் எரியும் முன்புள்ள வெப்பநிலை, எரிதல் நிகழும் வெளியின் வடிவம் அளவு. பற்றியெரியத் தொடங்கும் நேரம், ஆகிய பொறிக் கூறுபாடுகளைச் சார்ந்துள்ளது. எடுத்துக்காட்டாக, ஹெப்ட்டேனைவிட ஐசோ - ஆக்ட்டேன், பெஞ்சீன், எரிசாராயம்(alcohol) ஆகியவை அதிக அமுக்க.விகிதத்தில் எரிய ஏற்றன. அமுக்கித் தீமுட்டும் பொறிகளிலுள்ள உய்ய அமுக்க விகிதம் (critical compression ratio) எரிபொருளுக்குத் தீ மூட்டத் தேவையான அளவினதாகும். இது எரிபொருளையும் எரிதல் அல்லது கனற்சி நிகழும் உருளையின் வடிவத்தையும் பொறுத்தே அமைகிறது.

விகித வாய்ப்பாடு

அமுக்கம், விசை, வேலை, சக்தி ஆகியவை ஒன்றுக்கொன்று தொடர்பு உடைய எண்ணக்கருக்கள் ஆகும். யாதாயினும் ஒரு பரப்பின் ஓரலகுப் பரப்பளவு மீது அப்பரப்புக்குச் செங்குத்தாக செயற்படும் விசையானது அமுக்கம் எனப்படும்.

                        விசை(force)
அமுக்கம் (pressure) =    --------------
                      விசை செயற்படும் பரப்பளவு (area)

விசையின் அனைத்துலக அலகு (SI), நியூற்றன் (N) ஆகும். பரப்பளவின் அனைத்துலக அலகு, மீட்டர் ஆகும். அமுக்கம் சதுர மீட்டருக்கு, 1 நியூற்றன் ஆயின், அது ஒரு பஸ்கால் (Pa) என்று அழைக்கப் படுகிறது. பஸ்கால், அழுத்தத்தை அளக்கும் அனைத்துலக அலகு ஆகும். சில மாசுட்டா(Mazda-->SkyActiv) இயந்திரங்கள், 2012 ஆண்டிலிருந்து 14.0:1 என்ற அளவில் அழுத்தவிகிதங்களைப் பெற்றுத் திகழ்கின்றன. இதற்குரிய முக்கிய காரணம் யாதெனில், மேம்படுத்தப்பட்ட எரியூட்டப்பட்ட எரிபொருளின் புகையை வெளிவிடும் வழிமுறையாகும்.

பயன்பாடுகள்

நம் அன்றாட வாழ்வில் அழுக்கத்தை குறைப்பதனாலும், அதிகப் படுத்துவதாலும், பல பயன்களை நாம் பெறலாம். வீடு கட்டுதலில், செங்குத்தான முட்டுக் கம்பத்திற்குக் கீழே, ஒரு பலகையை வைத்தல் என்பது முட்டுக் கொடுக்கும் சந்தர்ப்பங்களில் பயனாகிறது. கட்டடங்களின் சுவர்களில், அக்கட்டிடத்தின் அடித்தளத்தினைக் காண, அதனை அகலமாகக் கட்டுவர் அதன் மேல் எழுப்பும் சுவரானது, அத்திவாரத்தின் மேல் அழுக்கத்தினைத் தந்து உறுதியைத்தரும். சேற்று நிலத்தில் நடந்தால், கால்களின் அழுத்தத்தால் கால்கள் புதையும். இதற்கு காரணமான அமுக்கத்தினை, அச்சேற்றில் குறைக்க, அதன் மீது ஒரு பலகையை வைத்து, அதன் மீது நடப்பர். இதனால் அமுக்கம் பரவலாக்கப் பட்டு, கால்கள் அழுந்தாது. தொடருந்து வண்டிகள் பயணிக்கும், இருப்புப் பாதையின் கீழ் கட்டைகளைச் சீராக்க வைப்பர். இதனால் இருப்புப்பாதையின் மேல் வண்டி செல்லும் போது, அதன் எடையினால் அதிகரிக்கும் அமுக்கம், கட்டைகளின் மேல் பரவலாகி சமன் ஆகும். கோடாரி, அலவாங்கு, உளி, ஆப்பு, கத்தி போன்றவற்றின் அலகுகளைக் கூராக்குவதனால், அதன் செயல் திறன் அதிகமாகும். அதே போன்று, தைக்கும் ஊசியின் முனையை கூராக்குவதால், அதன் அமுக்கம் குறைந்து, விரைவாகத் துளைக்கும். சோப்பினை இரு துண்டுகளாக மாற்ற கத்தியால் வெட்டுவது வழக்கம். மாறாக நூல் அல்லது மெல்லிய கம்பியை, சோப்பினைச் சுற்றி, இறுக அமுக்கி இழுக்கும் போது, அச்சோப்பு இரண்டு துண்டாகும். இவ்வாறு சிறுசிறு வேலைகளுக்கு நாம் அமுக்கத்தினைப் பயன்படுத்தினாலும், பெரிய அளவில் அல்லது இயந்திரங்களில் பயன்படுத்த, அதன் அமுக்க விகிதத்தைக் கணக்கிட வேண்டியுள்ளது.

துணை நூல்கள்

1. Compressed Air and Gas Institute, Compressed Air and Gas Handbook, 3rd Edition, McGraw Hill Book Company, New York, 1966.
2. Scheel, C.F., Gas and Air Compression Machinery, McGraw-Hill Book Company, New York, 1961.
3. Cherkassky, V.M., Pumps, Fans, Compressors, (English Translation), Mir Publishers, Moscow, 1985