Azərbaycan Respublikası Elm və Təhsil Nazirliyi Kimya və biologiya fakültəsi

Mövzu III
Daxili yanma mühərriklərinin qaz tullantılarından təmizlənməsi
Daxili yanma mühərriki — ardıcıl olaraq yanacağın yanmasından alınan enerjini mexaniki enerjiyə çevirən qurğudur. Yanacaq xaricində baş verən mühərriklər (məsələn buxar maşını, stiril mühərrik və b.) buraya aid deyildirlər. Qaz turbinləri isə daxili yanma mühərriki sayılır. Daxili yanma mühərrikləri (DYM) avtomobillərdə, qatarlarda, hava nəqliyyatında və maşınlarda tətbiq edilirlər. DYM-də ümumi olaraq hava-yanacaq qarışı kamerada alovlandırılır və yandırlır. Yanacaq zamanı ayrılan istiliyin nəticəsində kamerada olan qazın genişlənməsi silindrdə olan porşeni və ya turbinin pərini itələyir. Vankel mühərrikində porşenlər ardıcıl olaraq işləyirlər. Çünki DYM çoxunda bunlardan Dizel prinsiplərindən istifadə edilir.
4-Gedişli Otto mühərrikinin işləmə prinsipi
Bütün 4 gedişli (taktlı) mühərriklər daimi olaraq iş prosesini təkrar edirlər. Bu proses aşağıdakı addımlardan ibarətdir:
1-ci gediş:Sorma (Qaz və ya yanacaqla hava qarışığı) və ya yanacaq kamerasının sərbəst doldurulması. Giriş ventil açılır və çıxış ventil isə bağlı saxlanır. Kolba aşağı ölü nöqtəsində yerləşir.
2-ci gediş: Sıxma (Yanacaq qarşığı sıxılır. Ventillərin ikisi də bağlı olur. Porşen aşağıya hərəkət edərək yanacaq-hava qarışığını sıxır. Porşen aşağı nöqtədən yuxarıya hərəkət edir. Bu nöqtəyə bir az qalmış yanacağa od vurulur. Bu Otto mühərriklərində kənar alışqanın hesabına, Dizel mühərriklərində isə öz-özünə avtomatik olaraq yerinə yetirilir.
3-ci gediş: İşləmə (Yanacaq qarşığı yanır və porşen itələnir). Ventillər bağlı qalır.Temperaturun qalxması və qazın həcminin genişlənməsi nəticəsində kamerada təzyiq artır. Bu porşeni aşağı ölü nöqtəsinə qədər itələyir. Bu zaman porşen ilə şatunla əlqədə olan dirsəkli val hərəkətə gəlir və irəli-geri hərəkət fırlanma hərəkətinə çevrilir.
4-ci gediş:İxracetmə (Yanmış qazın xaric edilməsi). Çıxış ventil açılır və yuxarıya (ölü nöqtəsinə)hərəkət edən porşen kamerada əmələ gəlmiş qazı xaricə itələyir. Qaz xüsusi borularda təmizlənərək ətraf mühitə ötürülür.
Sonuncu gedişlə bərabər olaraq kameraya yeni yanacaq sorulur və proses təkrarlanır. Yanancaq qarşığının sıxılması kimyəvi enerjinin mexaniki enerjiyə çevrilməsinə xidmət edir.
İki cür DYM mövcuddur. Onların iş tsiklləri bir-birindən fərqlənirlər. İki gedişli mühərriklərdə qazın sorulması və xarici və həmçinin sıxma və yanma prosesləri parallel baş verir. Burada da yuxarıda qeyd olunan tsiklin bütün mərhələləri baş verir. Sadəcə olaraq onlar 2 gedişli mühərrikdə kombinasiya olunublar. Onun üçün tam iş tsikli üçün 4 yox 2 gediş tələb olunur. Bu mühərriklərdə sorma və yanacaq qarşığının sıxılması mühərrikdən kənarda baş verir (çox vaxt dirsəkli valın alt hissəsində). Bu konstruksiyalarda dirsəkli val yalnız bir dəfə dönür. Qaz dəyişilməsi açıq halda baş verdiyindən, yanmış qazla təzə qazın nisbi qarışması baş verir.
DYM-inin aşağıdakı növləri vardır:
1.Termodinamiki xüsussiyətinə görə
-Otto mühərriki.
-Dizel mühərriki.
2. İş üsuluna görə
-İki gedişli,
-Dörd gedişli.
3. Hərəkət formasına görə:-Porşenli mühərrik (dirsəkli val, qol və porşenin kombinasiyası)
-Fırlanan porşenli mühərrik (məs. Vankel və ya sferik mühərrik),
-Xətti porşenli mühərrik,
-Dönən porşenli mühərrik (irəli-geri hərəkət),
-Mederer-mühərriki (porşen qol ilə birlikdə hazırlanır).
4.Silindrlərin sayına və quruluşuna görə
- Bir silindrli (1),
- Ardıcıl silindrli (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 16),
-U formalı (4, 12, 16),
-V formalı (2, 4, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 24),
-VR formalı (5, 6, 8, 12, 16),
-W-mühərriki (3, 8, 12, 16, 18, 24),
-Y-mühərriki (3, 6, 12, 18, 24),
-H-mühərriki (16, 24, 40),
-X-mühərriki (16, 24),
-Boks formalı (2, 4, 6, 8, 12),
-Ulduz formalı (3, 5, 7, 9, 11),
5.Alışdırma üsuluna görə
-xaricidən alışdırma,
-daxildən alışdırma,
-öz-özünə alışdırma.
Sənayeləşmə prosesinin genişlənməsi və buxar maşınlarından intensiv istifadə olunması mühəndisləri daha kiçik həcmli mühərrriklərin hazırlanması üzərində düşünməyə vadar edir. Bu baxımdan ilk dəfə olaraq qazla işləyən mühərriklərin ixtirası baş verir.Qaz mühərrikləri kiçik müəssisələr üçün nəzərdə tutulmuşdur. Qazla işləyən mühərriklər daxili yanma mühərriki olub, qazın silindrdə yanması zamanı əmələ gələn təzyiq nəticəsində porşenin itələnməsi ilə hərəkətə gətirilirdi. Gilizlərdə yüksək temperaturda baş verən iş, işçi hissələrin soyudulmasını və yağlanmasını tələb edirdi. Bu problem 1860-cı ildə belqiyalı mühəndis Jozef Lenoar (fransızca Joseph Etienne Lenoir) tərəfindən həll edilir. O, ilk qaz mühərrikini düzəldir. Mühərrik əsasən içərisində kolba yerləşdirilmiş silindrdən ibarət idi. Mühərrikin işləmə prinsipi buxar maşınları ilə oxşar idi. Fərq orasında idi ki, burada qaz sıxılmamış halda gah kolbanın altında, gah da üst tərəfində yandırılırdı. Yanma zamanı əmələ gələn qaz təzyiqi kolbanı irəli-geri hərəkət etdirərək dirsəkli valın köməyi ilə çarxı fırladırdı. Silindrin hər iki tərəfində qaz çıxması üçün deşik nəzərdə tutulmuşdur. Qazın yandırılması elektrik induksiya aparatının köməyi ilə yerinə yetirilirdi. Burada yenilik qaz qarışığının işçi kamerada partladılmasından ibarət idi. Apardığı sınaqlar nəticəsində Lenoara məlum olmuşdur ki, bu mühərrikin arabalarda tətbiqinin texniki baxımdan çoxlu çatışmamazlıqları vardır. Ancaq ağac qırıntılarından əldə edilmiş yanacaq baha olduğundan, benzin ilə işləyən mühərriklərin düzəldilməsi daha perspektivli idi. Benzinlə işləyən mühərriklərdə benzini işçi zonaya püskürtmək üçün karbüratorların düzəldilməsinə ehtiyac var idi. İlk benzinlə işləyən mühərrik 1863-cü ildə alman mühəndisi Otto (almanca Nicolaus August Otto) tərəfindən işlənmişdir. 1864-cü ildə o Eugen Langen ilə birlikdə ilk dəfə olaraq mühərrik hazırlayan firmanı "N. A. Otto & Cie" yaradır və qaz mühərriklərinin istehsalı ilə məşğul olur. Bu mühərrikin ixtirası ilə avtomobilin yaranması istiqamətində ilk addım atılmış olur. 1867-ci ildə Parisdə keçirilən dünya sərgisində Otto düzəltdiyi qaz mühərrikini nümayiş etdirir. O dövrdə məlum olan başqa mühərriklərlə müqayisədə Otto mühərriki təxminən 60% az yanacaq işlədirdi. 1876-ci ildə o dörd taktlı mühərrik düzəltməyə nail olur. Bu mühərrik bu gün texnikadan məlum olan daxili yanma mühərrikləri üçün əsas sayılır. 1884-cü ildə Otto qaz mühərrikləri üçün elektrik alışqanı ixtira edir. Bununla daxili yanma mühərriklərində başqa yanacaqlardan da istifadə etmək mümkün olur.
Ekologiya canlı və cansız təbiətin qarşılıqlı münasibətini öyrənən elmdir. Ekologiya təbiət elmlərinin ən öncül, xüsusi əhəmiyyətə malik olan sahəsidir. Bəşəriyyətin müasir yaşayışını ekologiyasız təsəvvür etmək mümkün deyildir. Beynəlxalq səviyyədə ətraf mühitin qorunması həlli vacib olan bir nömrəli məsələdir.
Ətraf mühitin qorunması - ekoloji problemləri həll etməkdir. Ekoloji problemlər bəşəriyyətin qlobal problemlərinin bir hissəsidir.
Qlobal problemlərin xüsusiyyətləri odur ki, onlar planetar xarakterə malik olub bütün bəşəriyyətə aid olur, bütün müasir sivilizasiyanı məhv etməklə hədələyir, aradan qaldırılması üçün təcili və effektiv tədbirlərə ehtiyac duyulur, beynəlxalq, dövlətlərarası səylər tələb edir, hazırda və gələcək nəsil üçün sivilizasiyanın qorunub saxlanılması uğrunda hər bir kəsin sərmayə qoymasını tələb edir.
Hazırda dünyada qlobal ekoloji problemlərə təbii ehtiyatların tükənməsi, istixana effektinin yaranması, ozon qatının nazikləşməsi, tullantıların artmsı, torpaqların, suyun çirklənməsi, dünya okeanı ilə bağlı problemlər, kiyəvi turşu yağışları və s. daxildir.
Fizika təbiəti oyrənən elm olduğundan ekoloji problemlərin həlli yolları fizikasız mümkün deyil. Bu fikri mən müxtəlif dərslərdə şagirdlərimə izah edirəm. Məsələn, 8-ci sinifdə "Daxiliyanma mühərrikləri" mövzusunda dərsdə atmosfer ekologiyasından söhbət açıram. Müasir zamanda avtomobillər şəhər havasının çirklənməsinin başlıca amilidir. Hazırda onların sayı yarım milyarddan artıqdır. Avtomobillərdən çıxan tullantılar şəhərlərdə ona görə təhlükəlidir ki, onlar əsasən yer səthindən 60-90 sm səviyyədə, xüsusən də işıqforlar olan avtomobil yollarında havanı çirkləndirirlər.
Qeyd edirəm ki, yerindən götürülmə, tormozlama, mühərrikin boş-boşuna işləməsi zamanı, həmçinin çala-çuxurlarda daha çox kanserogen maddələr ayrılır. Məhz buna görə də "Hidrogen-gələcəyin yanacağı" fikri son vaxtlar daha tez-tez işlədilir. İri avtomobil istehsalçılarının əksəriyyəti yanacaq elementləri ilə təcrübələr keçirirlər. Hidrogen mühərriklər dizel və benzin mühərrikləri ilə müqayisədə ekoloji cəhətdən daha təmiz olurlar. Bu yaxınlarda İngiltərədə bir şirkət karbon qazı və su buxarından ibarət olan yeni yanacaq növü haqqında xəbər verdi. Həmin sahənin quraşdırdığı kompleks hər gün 1 ton yanacaq istehsal edəcək. Ənənəvi neftin əvəzi olan belə yanacaq ətraf mühiti xeyli yaxşılaşdırır.
VII sinifdə "Gəmilərin üzməsi" mövzusunda dərsdə neft tankerlərinin qəzaları nəticəsində yaranan ekoloji fəlakətdən danışıram. Neftin sıxlığı suyun sıxlığından az olduğu üçün o, suyun üzərinə çıxır və hər tərəfə yayılır. Bu zaman neftin altında olan canlı aləm məhv olur. Ona görə də qəza zamanı dağılmış nefti qısa müddətdə yığıb, ərazını təmizləmək üçün müxtəlif üsullardan istifadə edirlər.
Ekologiya idarəsi neftlə çirklənmiş torpaqların təmizlənməsində mexaniki və bioremeditasiya üsullara üstünlük verir. Neftlə çirklənmiş torpaqların mexaniki üsulla təmizlənməsi istehsal gücü 20m3/saat olan qurğuda həyata keçirilir. Neftlə çirklənmiş torpaqlar sexin ərazisində olan müvəqqəti saxlama sahəsinə özüboşaldan yük maşınları vasitəsi ilə gətirilərək boşaldılır. Çirkli torpaqlar tələbata uyğun olaraq qurğuya verilir. Qurğuya daxil olan çirkli torpaqlar bərk tullantılardan və neft məhsullarından mexaniki üsulla təmizlənir.
"Səs dalğaları" mövzusunun tədrisi zamanı mən şagirdlərə səs dalğalarının insan orqanizminə müsbət və mənfi təsirlərindən danışıb, onlara "Səs dalğaları" təqdimatımı göstərirəm. Təqdimatda dəniz ləpələrinin, quşların səslərinin insana müsbət təsiri göstərilir. Müqayisə üçün belə faktları şagirdlərə çatdırıram:

Yarpaqların xışıltısı - 3-5 db

Uçan təyyarənin səsi - 120 db
Diskotekada musiqinin səsi - 100 db
Yol verilən küy normalarından artıq olan səslər (təbii fondan artıq) insana mənfi təsir göstərir: yorğunluq artır, nevrozlar əmələ gəlir.
Fizika otağında olan kompüteri işlədəndə hələ ilk dərslərdə aşağıdakı məlumatla uşaqları tanış edirəm. Adətən dörd il xidmət göstərən bir çip yaddaşın istehsalına "çipin öz çəkisindən 800 dəfə çox faydalı qazıntılar sərf olunur". Yaponiya, Fransa və Birləşmiş Ştatların analitikləri hesab edirlər ki, 32 meqabayt həcmli yaddaşı və 2 qram çəkisi olan bir çipin istehsalına ən azı 1,6 kq faydalı qazıntılar, 32 kq-dan az olmayaraq su və 72 qram ammonyak və xlorid turşusu kimi zəhərli kimyəvi maddələr tələb olunur.
"Azərbaycan Respublikasında ekoloji vəziyyətin yaxşılaşdırılmasına dair 2006-2010-cu illər üçün Kompleks Tədbirlər Planı"nın təsdiq edilməsi haqqında" Azərbaycan Respublikasının Prezidenti cənab İlham Əliyevin sərəncamında qeyd olunur ki, "Azərbaycan Respublikası hazırda iqtisadi yüksəliş dövrünü yaşayır. Ölkənin geniş sosial-iqtisadi islahatlara söykənən ümumi inkişaf konsepsiyasında ətraf mühitin mühafizəsi, insanların sağlam təbii mühitdə yaşaması və təbii sərvətlərdən xalqın rifahının yaxşılaşması naminə istifadəsi məsələləri mühüm yer tutur".
Dərslərdə bu sərəncam haqqında şagirdlərə danışıb, Prezidentimizin ekoloji məsələlərə göstərdiyi diqqətini vurğulayıram. Bildirirəm ki, respublikada bütün yeni tikilən müəssisələr güclü qoruyucu və təmizləyici qurğularla təmin olunur.
Az tullantı yaradan texnologiyaların tətbiqi, alternativ enerjidən istifadə, çirklənmiş torpaqların, suların təmizlənməsi, tullantıların utilizasiyası sahəsində elmi nailiyyətlərin istehsalata tətbiqi sahəsində respublikamızda mühüm işlər görülür.
Ümummilli liderimiz Heydər Əliyev demişdir: "Texniki düşüncəni, biosfer və ekosistem düşüncəsi əvəz etməlidir. Hamı başa düşməlidir ki, canlı aləm biosferin bir hissəsidir və biosferin tərkib hissəsi saxlanmasa, ekosistem yaşaya bilməz".
Ekologiyaya münasibətdə ulu öndərimizin bu müdrik sözlərini hər birimiz həmişə rəhbər tutmalıyıq.