కారు కాలుష్యం: దాని ప్రమాదాలను అర్థం చేసుకోండి
సాంకేతిక పరిణామం ఉన్నప్పటికీ, కార్ల దహన యంత్రాలు ఇప్పటికీ నగరాల్లో కాలుష్యానికి ఎక్కువగా బాధ్యత వహిస్తున్నాయి
చిత్రం: అన్‌స్ప్లాష్‌లో ఎవ్జెనీ చెబోటరేవ్
మొదటి ఇంజన్లు 18వ శతాబ్దంలో కనిపించాయి. ప్రసిద్ధ ఆవిరి యంత్రాలు - కట్టెల వాడకంతో అవి బాహ్య దహనం ద్వారా శక్తిని పొందాయి. 19వ శతాబ్దంలో, మొదటి అంతర్గత దహన యంత్రాలు కనిపించాయి, ఇందులో ఇంధనం ఇంజిన్‌లోనే కాలిపోతుంది. అంతర్గత దహన యంత్రాలు వాటి బహుముఖ ప్రజ్ఞ, సామర్థ్యం మరియు వివిధ రకాల యంత్రాలకు అనుగుణంగా ఉండే అవకాశం కారణంగా ఆవిరి యంత్రాల కంటే ప్రయోజనాన్ని కలిగి ఉంటాయి. అయినప్పటికీ, కార్ల నుండి వచ్చే కాలుష్యం ఉత్పత్తికి వారు ఎక్కువగా బాధ్యత వహిస్తారు.
అంతర్గత దహన యంత్రాలు అధ్యయనం చేయడం మరియు మెరుగుపరచడం ప్రారంభించాయి, ఈ రోజు రవాణా సాధనాలలో పెద్ద ఎత్తున ఉపయోగించబడుతున్నాయి - విమానాలు, కార్లు, రోడ్లు మరియు ఇతర ఆటోమోటివ్ వాహనాలు, ఓడలు మొదలైనవి. దీని వినియోగం పెరగడంతో, వాయు కాలుష్యాన్ని ఉత్పత్తి చేసే మరియు జనాభాలో ఆరోగ్య సమస్యలకు కారణమయ్యే వాయువుల ఉద్గారం వంటి ఇంజిన్‌లకు అంతర్లీనంగా ఉన్న సమస్యలతో ఆందోళన ఉంది.
సంవత్సరాలుగా, అంతర్గత దహన యంత్రాలు అభివృద్ధి చెందాయి, వాటి పూర్వీకుల కంటే తక్కువ మరియు తక్కువ కలుషితం. ఈ మెరుగుదలలు ప్రధానంగా వంటి చర్యల కారణంగా ఉన్నాయి: ఇంజిన్‌లలోని గాలి/ఇంధన మిశ్రమాన్ని యాంత్రికంగా ఫీడ్ చేయడానికి ఉపయోగించే కార్బ్యురేటర్‌లను మార్చడం, తక్కువ ఇంధనాన్ని ఉపయోగించే మరియు మరింత ఆదర్శవంతమైన మిశ్రమాలను రూపొందించే ఎలక్ట్రానిక్ ఇంజెక్షన్ సిస్టమ్; ఉత్ప్రేరక కన్వర్టర్లను (లేదా ఉత్ప్రేరకాలు) సృష్టించడం, ఇది దహన సమయంలో ఉత్పన్నమయ్యే వాయువులలో కొంత భాగాన్ని వాహన ఎగ్జాస్ట్ ద్వారా విడుదల చేసే ముందు విషరహిత వాయువులుగా మారుస్తుంది, ఇతర చర్యలతో పాటు. అయినప్పటికీ, వాహన సముదాయంలో పెరుగుదల మరియు పట్టణ కేంద్రాలలో జనాభా ఏకాగ్రత గాలిలో కారు కాలుష్యం యొక్క సమస్యను ఉంచే కారకాలు - అక్షరాలా.
మీ కారు ఇంజిన్ ఎలా పనిచేస్తుందో తెలుసా?
వాహనాల్లో కాలుష్య వాయువులు ఎలా ఏర్పడతాయో అర్థం చేసుకోవడానికి, ఇంజిన్ ఎలా పనిచేస్తుందో తెలుసుకోవడం ముఖ్యం. చాలా కార్లు నాలుగు-స్ట్రోక్ ఇంజన్లు అని పిలవబడేవి: తీసుకోవడం, కుదింపు, విస్తరణ-పేలుడు మరియు ఎగ్జాస్ట్. వీడియోలో గ్యాసోలిన్ మరియు డీజిల్ ఇంజిన్ల ఆపరేషన్ గురించి చాలా వివరణాత్మక యానిమేషన్ ఉంది.సంక్షిప్తంగా, కారు ఇంజిన్ చేసే పని ఏమిటంటే వాతావరణ గాలిని (అధిక ఆక్సిజన్ సాంద్రతతో) ఇంధనంతో కలపడం. ఈ మిశ్రమం ఒక ఎక్సోథర్మిక్ కెమికల్ రియాక్షన్‌ను (వేడి విడుదలతో) ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది దహన చాంబర్‌లోని వాయువుల విస్తరణకు కారణమవుతుంది, పిస్టన్‌ను నొక్కడం ద్వారా ఇంజిన్‌లో రోటరీ కదలికను ఉత్పత్తి చేస్తుంది - తద్వారా వేడిని పనిగా మారుస్తుంది - మరియు దహన ఫలితంగా వాయువులు డిచ్ఛార్జ్ వాల్వ్ తెరవడం ద్వారా తొలగించబడతాయి - ఇది కార్ల నుండి వచ్చే కాలుష్యం.
దహనం
దహనం జరగాలంటే, మూడు అంశాలు ఉండాలి:- ఇంధనం: అంతర్గత దహన యంత్రాలలో ప్రధానంగా హైడ్రోజన్ (H) మరియు కార్బన్ (C)తో కూడిన హైడ్రోకార్బన్లు;
- ఆక్సిజన్: ఆక్సిడైజర్;
- వేడి: అంతర్గత దహన యంత్రాలలో, స్పార్క్ (గ్యాసోలిన్ ఇంజిన్) లేదా ఇన్‌టేక్ ఎయిర్ (డీజిల్ ఇంజన్) కుదింపు ద్వారా వేడి ఉత్పత్తి అవుతుంది.
- ఇంధనం నుండి హైడ్రోకార్బన్ల దహన పూర్తి లేదా అసంపూర్ణంగా ఉంటుంది.
మొత్తం ఇంధనాన్ని వినియోగించడానికి తగినంత ఆక్సిజన్ ఉన్నప్పుడు సంపూర్ణత ఏర్పడుతుంది. కార్బన్ మరియు హైడ్రోజన్ (హైడ్రోకార్బన్లు) నుండి తయారైన సమ్మేళనాల కోసం, పూర్తి దహన ఉత్పత్తులు: కార్బన్ డయాక్సైడ్ (CO2), నీరు (H2O) మరియు శక్తి. పూర్తి దహనం అనువైనది, ఎందుకంటే ఇది ఇంధనాన్ని బాగా ఉపయోగించుకుంటుంది, కానీ ప్రతిచర్య ఫలితంగా కార్బన్ డయాక్సైడ్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది విషపూరిత వాయువు కానప్పటికీ - ఇంటి లోపల పెద్ద మొత్తంలో లీక్ అయినట్లయితే, అది ఊపిరాడకుండా చేస్తుంది - ఇది తెలిసిన గ్రీన్‌హౌస్. వాయువు.
అసంపూర్ణ దహనం, మొత్తం ఇంధనాన్ని వినియోగించడానికి తగినంత ఆక్సిజన్ లేనప్పుడు, కార్లలో కాలుష్యం ఏర్పడుతుంది. ఇది ఒక ఉత్పత్తిగా కార్బన్ మోనాక్సైడ్ (CO), ఎలిమెంటల్ కార్బన్ (C) - మసి (ముదురు పొగ, బొగ్గు యొక్క చిన్న ఘన కణాల నుండి ఏర్పడుతుంది) - ఆల్డిహైడ్లు మరియు నలుసు పదార్థాలను కలిగి ఉంటుంది.
ఇంధనాల కూర్పులో నత్రజని మరియు సల్ఫర్ కూడా ఉన్నాయి, కానీ తక్కువ పరిమాణంలో, అవి దహన ప్రక్రియలో ఉన్నప్పుడు సల్ఫర్ డయాక్సైడ్ (SO2), హైడ్రోజన్ సల్ఫైడ్ (H2S) మరియు నైట్రోజన్ ఆక్సైడ్లు (NOx) వంటి విష సమ్మేళనాలను ఏర్పరుస్తాయి. నైట్రోజన్ ఆక్సైడ్లు ఏర్పడటం అనేది నియంత్రించడం చాలా కష్టమైన ప్రక్రియ, ఎందుకంటే ఇంధనంలో ఉండటంతో పాటు, నత్రజని గాలిలో కూడా ఉంటుంది - వాయు నత్రజని (N2) రూపంలో - ఇది దహన చాంబర్‌లోని అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ఉంటుంది. ఆక్సిజన్‌తో ప్రతిచర్యకు లోనవుతుంది.
ప్రజారోగ్యం మరియు పర్యావరణ సమస్య
అంతర్గత దహన యంత్రాలలో ఉత్పన్నమయ్యే కార్ల కాలుష్యాన్ని ఏర్పరిచే వాయువులు మానవ ఆరోగ్యానికి మరియు పర్యావరణానికి అనేక సమస్యలను కలిగిస్తాయి. ఆక్సైడ్లు SO2 మరియు NOx శ్వాసకోశ వ్యవస్థను ప్రభావితం చేస్తాయి మరియు యాసిడ్ వర్షాన్ని కలిగిస్తాయి, CO రక్తం యొక్క ఆక్సిజన్-వాహక సామర్థ్యాన్ని తగ్గిస్తుంది మరియు రేణువుల పదార్థం శ్వాసకోశ అలెర్జీలకు కారణమవుతుంది మరియు ఇతర కాలుష్య కారకాల (భారీ లోహాలు, క్యాన్సర్ కారక కర్బన సమ్మేళనాలు) వెక్టర్స్ (వాహక)
నగరాల్లో కాలుష్యం యొక్క గొప్ప ఉద్గారాలు ఉన్నప్పుడు, థర్మల్ ఇన్వర్షన్ వంటి సహజ దృగ్విషయాలు ఇప్పటికీ ఉన్నాయి, ఇది కాలుష్య దృష్టాంతాన్ని మరింత దిగజార్చుతుంది, ఎందుకంటే ఇది ఈ వాయువుల వ్యాప్తిని మరింత కష్టతరం చేస్తుంది మరియు జనాభాను ఎక్కువ కాలం వాటికి బహిర్గతం చేస్తుంది.
2002లో, యునైటెడ్ స్టేట్స్ ఎన్విరాన్‌మెంటల్ ప్రొటెక్షన్ ఏజెన్సీ (EPA) ఒక నివేదికను విడుదల చేసింది, దీనిలో డీజిల్ చమురు ఆవిరికి ఎక్కువ కాలం బహిర్గతం కావడం వల్ల కలిగే నష్టాల గురించి హెచ్చరించింది. నివేదిక ప్రకారం, ఈ నలుసు పదార్థాలు, సల్ఫర్ మరియు నైట్రోజన్ ఆక్సైడ్లను దీర్ఘకాలం పీల్చడం వల్ల మానవులకు క్యాన్సర్ వస్తుంది. 2013లో, ఇంటర్నేషనల్ ఏజెన్సీ ఫర్ రీసెర్చ్ ఆన్ క్యాన్సర్ (IARC) డీజిల్ ఇంజిన్ల నుండి వెలువడే ఉద్గారాలు ఊపిరితిత్తుల క్యాన్సర్ మరియు బహుశా మూత్రాశయ క్యాన్సర్‌కు కూడా కారణమవుతాయని నిర్ధారించింది. లండన్‌లో కార్ల నుండి వచ్చే వాయు కాలుష్యం కారణంగా మరణించిన కేసు కూడా ఉంది.
అంతర్గత దహన యంత్రాల మధ్య వ్యత్యాసం
గ్యాసోలిన్ మరియు డీజిల్ ఇంజిన్లు
గ్యాసోలిన్ మరియు డీజిల్ ఇంజిన్ల ఆపరేషన్ పైన వివరించిన విధంగా ఉంటుంది. ఈ ఇంజిన్ల మధ్య ప్రధాన వ్యత్యాసం ఏమిటంటే, గ్యాసోలిన్ ఇంజిన్‌లో, దహన చాంబర్‌లోకి ప్రవేశించేది గాలి మరియు ఇంధన మిశ్రమం, మరియు ఈ ఇంజిన్ యొక్క జ్వలన (దహన ప్రారంభం/ప్రారంభం) స్పార్క్ ప్లగ్ అందించిన స్పార్క్ నుండి సంభవిస్తుంది. జ్వలన యొక్క. మరోవైపు, డీజిల్ ఇంజిన్‌లో, మొదట్లో గాలి మాత్రమే దహన చాంబర్‌లోకి చొప్పించబడుతుంది, ఇది పిస్టన్ ద్వారా కుదించబడుతుంది మరియు అధిక పీడనంతో ఈ గాలిలోకి డీజిల్ ఇంజెక్షన్ నుండి జ్వలన ఏర్పడుతుంది.
గ్యాసోలిన్ అనేది అత్యంత పేలుడు ఇంధనం (వీడియోలో చూపిన విధంగా), ఇది కారుకు అధిక శక్తిని మరియు భ్రమణంలో వేగవంతమైన ప్రతిస్పందనను ఇస్తుంది. డీజిల్ ఇంజిన్ నెమ్మదిగా మరియు మరింత నిరంతర ఇంధనాన్ని కాల్చేస్తుంది, పిస్టన్‌ను మరింత శాశ్వతంగా క్రిందికి "నెట్టడం" మరియు స్లో రివ్స్ వద్ద ఎక్కువ టార్క్ (స్పిన్నింగ్ ఎఫర్ట్) అందిస్తుంది. ఇది బలమైనదిగా చేస్తుంది మరియు అందువల్ల పెద్ద లోడ్లతో రవాణా సాధనాల్లో ఉపయోగించడానికి మరింత అనుకూలంగా ఉంటుంది. ఈ ప్రయోజనం డీజిల్ ఇంజిన్ మరింత మన్నికైన లక్షణాన్ని కూడా ఇస్తుంది, ఎందుకంటే ఇది ఇంజిన్ క్రాంక్‌లపై (క్రాంక్ షాఫ్ట్) తక్కువ ప్రభావాన్ని కలిగిస్తుంది.
డీజిల్ ఇంజిన్‌లో, ఫ్యూయల్ ఇంజెక్షన్ సాంప్రదాయిక ఆకస్మిక దహన ప్రక్రియలో జరుగుతుంది, ఇక్కడ డీజిల్ భారీగా కుదించబడిన గాలిలోకి ఇంజెక్ట్ చేయబడుతుంది. ఇది ఉష్ణోగ్రతలో ఆకస్మిక పెరుగుదలకు దారి తీస్తుంది, ఇది NOx ఏర్పడటానికి అనుకూలమైన స్థాయిలను చేరుకుంటుంది మరియు పైరోలిసిస్ ప్రక్రియకు (అధిక ఉష్ణోగ్రతల చర్య ద్వారా సంభవించే విశ్లేషణ ప్రతిచర్య లేదా కుళ్ళిపోవడం) దోహదం చేస్తుంది, ఇక్కడ నలుసు పదార్థం ఉత్పత్తి అవుతుంది. ఈ ఇంధనం తక్కువ అస్థిరతను కలిగి ఉంటుంది. ఇది సంపీడన వాయువులోకి నేరుగా ఇంజెక్ట్ చేయబడినందున (దహన ప్రక్రియ మొదలవుతుంది), దాని మిశ్రమం గ్యాసోలిన్‌లో సంభవించే దానికంటే తక్కువ సజాతీయంగా ముగుస్తుంది. ప్రతిస్పందించే మిశ్రమంలో అదనపు గాలి లేకపోవడం అసంపూర్ణ దహన, ఉద్గార మసి, కార్బన్ మోనాక్సైడ్ (CO), మరియు హైడ్రోకార్బన్లు (HC) కారణమవుతుంది. ఈ కారకాల కారణంగా, డీజిల్ ఇంజన్లు, గ్యాసోలిన్ ఇంజిన్‌లకు సంబంధించి, రేణువుల ఉద్గారాల పరంగా వాతావరణంలోకి ఏడు రెట్లు ఎక్కువ కాలుష్య కారకాలను విడుదల చేస్తాయి. మరోవైపు గ్యాసోలిన్ అధిక శాతం కార్బన్ డయాక్సైడ్ (CO2)ను విడుదల చేస్తుంది.
ఫ్లెక్స్ ఇంజిన్
ఫ్లెక్స్ ఇంజిన్ అనేది ఒకటి కంటే ఎక్కువ రకాల ఇంధనంతో పనిచేసే ఇంజిన్. బ్రెజిల్‌లో, గ్యాసోలిన్ మరియు ఇథనాల్‌ను ఉపయోగించే అత్యంత సాధారణ సౌకర్యవంతమైన ఇంధన వాహనం.
ఈ ఫ్లెక్స్ కార్ల ఇంజన్ ఒకటి. ఇది గ్యాసోలిన్ మరియు ఇథనాల్ రెండింటితో పని చేయడానికి, దాని పనితీరులో జోక్యం చేసుకునే కొన్ని వేరియబుల్స్ ఉన్నాయి. ఈ వేరియబుల్స్‌లో, మేము ఇంజిన్ (గాలి/ఇంధన మిశ్రమం) యొక్క స్టోయికియోమెట్రిక్ నిష్పత్తిని పేర్కొనవచ్చు, ఇది ఇంధన లక్షణంతో మారుతుంది, ఎక్కువ లేదా తక్కువ కెలోరిఫిక్ విలువతో ఉంటుంది, ఇది ఇంజిన్ ద్వారా ఇంధన వినియోగాన్ని కూడా మారుస్తుంది. ఫ్లెక్సిబుల్ ఫ్యూయల్ వాహనం ట్యాంక్‌లోకి ప్రవేశించిన ఇంధన మిశ్రమాన్ని గుర్తించే సెన్సార్‌ను కలిగి ఉంటుంది మరియు ఇంజెక్షన్‌ను తదనుగుణంగా సర్దుబాటు చేస్తుంది.
