High-pressure steam locomotive
একটি উচ্চ-চাপের বাষ্পীয় লোকোমোটিভ হল একটি বয়লার সহ একটি বাষ্পীয় লোকোমোটিভ যা অন্যান্য লোকোমোটিভগুলির জন্য স্বাভাবিক বলে বিবেচিত চাপের চেয়ে অনেক বেশি চাপে কাজ করে। বেশিরভাগ লোকোমোটিভ বাষ্প চাপের সাথে কাজ করে। বাষ্পের পরবর্তী বছরগুলিতে বয়লারের চাপ সাধারণত ছিল। উচ্চ-চাপের লোকোমোটিভগুলি শুরু করার কথা বিবেচনা করা যেতে পারে, যখন বিশেষ নির্মাণ কৌশলগুলির প্রয়োজন হয়, তবে কিছুতে বয়লার ছিল যা উপরে কাজ করত। একটি তাপ ইঞ্জিনের দক্ষতা সর্বাধিক করার জন্য উচ্চ চাপের কারণ মূলত নির্ভর করে যে তাপমাত্রায় তাপ গ্রহণ করা হয় (অর্থাৎ। বয়লারে বাষ্প উত্তোলন) যতদূর সম্ভব যে তাপমাত্রায় এটি প্রত্যাখ্যান করা হয় (অর্থাৎ। যখন এটি সিলিন্ডার ছেড়ে যায় তখন বাষ্প)। এটি নিকোলাস লিওনার্ড সাদি কারনোট দ্বারা পরিমাপ করা হয়েছিল। দুটি বিকল্প রয়েছেঃ গ্রহণযোগ্যতার তাপমাত্রা বাড়ান বা প্রত্যাখ্যানের তাপমাত্রা কমিয়ে দিন। একটি বাষ্প ইঞ্জিনের জন্য, প্রথমটির অর্থ হল উচ্চ চাপ এবং তাপমাত্রায় বাষ্প উত্তোলন করা, যা প্রকৌশলের দিক থেকে মোটামুটি সোজা। পরেরটি দুটি উপায়ে প্রয়োগ করা যেতে পারেঃ নিষ্কাশন বাষ্পকে আরও প্রসারিত করার জন্য বড় সিলিন্ডার এবং/অথবা প্রত্যাখ্যান তাপমাত্রা আরও কমাতে নিষ্কাশনকে ঘনীভূত করা। যাইহোক, উভয় বাস্তবায়নই চূড়ান্তঃ প্রথমটি লোডিং গেজ দ্বারা সীমাবদ্ধ এবং দ্বিতীয়টি পরিচালনা করার জন্য নিষ্কাশন বাষ্পের ব্যাপক পরিমাণে ঘর্ষণগত ক্ষতির কারণে স্ব-পরাজিত হতে থাকে। সুতরাং এটি প্রায়শই বিবেচনা করা হয় যে উচ্চ চাপ হল লোকোমোটিভ জ্বালানী দক্ষতা উন্নত করার উপায়। যাইহোক, এই দিকের পরীক্ষাগুলি সর্বদা অনেক বেশি ক্রয় এবং রক্ষণাবেক্ষণ ব্যয়ের দ্বারা পরাজিত হয়েছিল। গ্রহণযোগ্য তাপমাত্রা বাড়ানোর একটি সহজ উপায় হল একটি পরিমিত বাষ্প চাপ এবং একটি সুপারহিটার ব্যবহার করা। উচ্চ চাপের জটিলতার অসুবিধা উচ্চ চাপের লোকোমোটিভগুলি প্রচলিত নকশার তুলনায় অনেক বেশি জটিল ছিল। এটি কেবল উপযুক্তভাবে বর্ধিত শক্তি এবং আরও শক্তভাবে স্টোকিং সহ একটি সাধারণ ফায়ার-টিউব বয়লার তৈরির বিষয় ছিল না। বয়লার শেলের কাঠামোগত শক্তির প্রয়োজনীয়তা এটিকে অবাস্তব করে তোলে; এটি অসম্ভবভাবে পুরু এবং ভারী হয়ে ওঠে। উচ্চ বাষ্প চাপের জন্য জল-নল বয়লার সর্বজনীনভাবে ব্যবহৃত হয়। বাষ্পীয় ড্রাম এবং তাদের আন্তঃসংযোগকারী টিউবগুলি পুরু দেয়াল সহ তুলনামূলকভাবে ছোট ব্যাসের এবং তাই অনেক বেশি শক্তিশালী। স্কেল জমা পরবর্তী অসুবিধা হল বয়লার টিউবগুলিতে স্কেল জমা এবং জারা। টিউবগুলির ভিতরে জমা হওয়া স্কেল অদৃশ্য, সাধারণত অ্যাক্সেসযোগ্য নয় এবং একটি মারাত্মক বিপদ, কারণ এটি স্থানীয়ভাবে অতিরিক্ত গরম এবং টিউবটির ব্যর্থতার দিকে পরিচালিত করে। 1907 এবং 1910 সালে ফরাসি নর্ড নেটওয়ার্কে পরীক্ষিত ডু টেম্পল ডিজাইনের মতো প্রাথমিক জল-নল বয়লারগুলির ক্ষেত্রে এটি একটি বড় ত্রুটি ছিল। রয়্যাল নেভির বয়লারগুলিতে জলের টিউবগুলি বাঁকানো টিউবগুলির নিচে সাবধানে সংখ্যাযুক্ত বল ফেলে বাধা দেওয়ার জন্য পরীক্ষা করা হয়েছিল। নিরাপত্তাজনিত উদ্বেগ একটি প্রচলিত বয়লারের সাথে ফায়ারবক্সে হঠাৎ বাষ্প ফুটো যথেষ্ট বিপজ্জনক-আগুনটি ফায়ারবক্সের দরজা থেকে বিস্ফোরিত হওয়ার সম্ভাবনা রয়েছে, যার ফলে পথে যে কেউ অসন্তুষ্ট হতে পারে। একটি উচ্চ-চাপ বয়লারের সাথে ফলাফলগুলি আরও বেশি বিপজ্জনক কারণ শক্তির বৃহত্তর মুক্তির কারণে। এটি ফিউরি ট্র্যাজেডির দ্বারা প্রদর্শিত হয়েছিল, যদিও সেই ক্ষেত্রে টিউব ব্যর্থতার কারণ স্কেলিংয়ের পরিবর্তে বাষ্প প্রবাহের অভাবের কারণে অতিরিক্ত গরম হওয়ার সিদ্ধান্ত নেওয়া হয়েছিল। জ্যাকব পারকিনস ছিলেন উচ্চ-চাপের বাষ্পের প্রথম দিকের একজন পরীক্ষাকর্তা। পার্কিনস তাঁর "হার্মেটিক টিউব" ব্যবস্থাটি লোকোমোটিভ বয়লারগুলিতে প্রয়োগ করেছিলেন এবং এই নীতি ব্যবহার করে বেশ কয়েকটি লোকোমোটিভ 1836 সালে লন্ডন এবং দক্ষিণ পশ্চিম রেলপথের জন্য তৈরি করা হয়েছিল। শ্মিট সিস্টেম উচ্চ চাপে জারা এবং স্কেল সমস্যা এড়ানোর একটি উপায় হল পাতিত জল ব্যবহার করা, যেমন বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলিতে করা হয়। অক্সিজেন এবং কার্বন ডাই অক্সাইডের মতো দ্রবীভূত গ্যাসগুলিও উচ্চ তাপমাত্রা এবং চাপে ক্ষয় ঘটায় এবং এগুলি অবশ্যই বাইরে রাখতে হবে। বেশিরভাগ লোকোমোটিভগুলিতে কনডেনসার ছিল না, তাই বিশুদ্ধ খাদ্য জলের কোনও উৎস ছিল না। একটি সমাধান ছিল শ্মিট পদ্ধতি। বিন্যাস শ্মিট ব্যবস্থায় একটি সিল করা অতি-উচ্চ-চাপের বর্তনী ব্যবহার করা হত যা একটি উচ্চ-চাপ বয়লারের ভিতরে গরম কয়েলগুলির মাধ্যমে কেবল একটি উচ্চ-চাপের বর্তনীতে তাপ স্থানান্তর করত। যদি এই পরেরটি সাধারণ জল দিয়ে খাওয়ানো হয়, তবে হিটিং কয়েলের বাইরের দিকে স্কেল তৈরি হতে পারে, তবে এটি অতিরিক্ত উত্তাপ সৃষ্টি করতে পারে না কারণ আল্ট্রা-এইচপি টিউবগুলি তাদের অভ্যন্তরীণ বাষ্প তাপমাত্রা সহ্য করতে যথেষ্ট সক্ষম ছিল, যদিও ফায়ারবক্স শিখা তাপমাত্রা নয়। চাপ সিল করা অতি-উচ্চ-চাপের সার্কিট গুলি নিক্ষেপের হারের উপর নির্ভর করে মাঝখানে চলে। এইচপি বয়লারটি প্রায় কাজ করছিল এবং নিম্নচাপ বয়লারটি প্রায় কাজ করছিল। ইউ. এইচ. পি এবং এইচ. পি বয়লারগুলি জল-নল নকশার ছিল, অন্যদিকে এল. পি বয়লারটি বাষ্প ইঞ্জিনগুলির জন্য একটি সাধারণ ফায়ার-টিউব বয়লার ছিল। এলপি সিলিন্ডারগুলি এইচপি সিলিন্ডার নিষ্কাশন এবং এলপি বয়লার আউটপুটের মিশ্রণ দিয়ে চালিত হয়েছিল। এইচপি এবং এলপি বয়লার উভয়েরই সুপারহিটার ছিল। উদাহরণস্বরূপ ফরাসি পিএল241পি, জার্মান এইচ 17-206 এবং ব্রিটিশ এলএমএস 6399 ফিউরি সকলেই শ্মিট পদ্ধতি ব্যবহার করেছিল এবং মূলত একই নকশার ছিল। নিউ ইয়র্ক সেন্ট্রাল এইচএস-1এ এবং কানাডিয়ান 8000-ও শ্মিট পদ্ধতি ব্যবহার করত কিন্তু মোটামুটি আকারে বড় ছিল-8000-এর ওজন ফিউরির দ্বিগুণেরও বেশি ছিল। শোয়ার্জকফ-লোফলার ব্যবস্থা এইচপি বয়লারে স্কেলিং এড়ানোর আরেকটি উপায় হল আগুন থেকে তাপ স্থানান্তর করার জন্য একা বাষ্প ব্যবহার করা; বাষ্প অবশ্যই স্কেল জমা করতে পারে না। একটি এইচপি বাষ্প জেনারেটর থেকে স্যাচুরেটেড বাষ্প এইচপি সুপারহিটার টিউবগুলির মাধ্যমে পাম্প করা হয়েছিল যা ফায়ারবক্সকে সারিবদ্ধ করেছিল। সেখানে এটি প্রায় সুপারহিট করা হয়েছিল এবং চাপ বাড়ানো হয়েছিল। এর মাত্র এক চতুর্থাংশ এইচপি সিলিন্ডারে খাওয়ানো হয়েছিল; বাকিগুলি বাষ্প জেনারেটরে ফিরিয়ে দেওয়া হয়েছিল যেখানে চক্রটি চালিয়ে যাওয়ার জন্য এর তাপ আরও বেশি জল বাষ্পীভূত করেছিল। বাষ্প বর্তনী এইচপি সিলিন্ডার নিষ্কাশন একটি এলপি ফিড হিটারের মধ্য দিয়ে যায়, এবং তারপরে একটি এলপি বয়লারের টিউবগুলি; এটি মোটামুটিভাবে শ্মিট সিস্টেমে এলপি বয়লারের সমতুল্য ছিল, তবে এইচপি নিষ্কাশন বাষ্প দ্বারা উত্তপ্ত হয়েছিল দহন গ্যাস নয়। এলপি বয়লারে বাষ্প উত্তোলন করা হয়, এলপি সুপারহিটার এবং তারপর এলপি সিলিন্ডারে খাওয়ানো হয়। এল. পি. নিষ্কাশন ধোঁয়ার বাক্সে ব্লাস্টপাইপটি ভরিয়ে দেয়। এলপি বয়লার হিটিং টিউবগুলিতে ঘনীভূত এইচপি নিষ্কাশনটি এইচপি বাষ্প জেনারেটরে পুনরায় পাম্প করা হয়েছিল। এটি একটি জটিল ব্যবস্থা ছিল। উদাহরণ এই ব্যবস্থা ব্যবহার করে নির্মিত একমাত্র লোকোমোটিভ ছিল 1930 সালের জার্মান ডিআর্জি এইচ 02 1001। এটি সাফল্য ছিল না, আশাহীনভাবে অবিশ্বস্ত ছিল। সোজা পদ্ধতি ফায়ার-টিউব বয়লার বাল্ডউইন 60000 প্রোটোটাইপ একটি পরিমিত কাজ করে এবং উপরে বর্ণিত জটিল সিস্টেমগুলির কোনওটিই ব্যবহার করে না। এটিতে একটি তুলনামূলকভাবে প্রচলিত জল-নল বয়লার এবং একটি অগ্নি-নল বয়লার ছিল। তা সত্ত্বেও, উচ্চ রক্ষণাবেক্ষণ খরচ এবং দুর্বল নির্ভরযোগ্যতা উচ্চ চাপ এবং চক্রবৃদ্ধি দ্বারা প্রতিশ্রুতিবদ্ধ জ্বালানী অর্থনীতিকে বাতিল করার চেয়ে বেশি, এবং নকশাটি পুনরাবৃত্তি করা হয়নি। অন্যান্য তুলনামূলকভাবে প্রচলিত উচ্চ-চাপের লোকোমোটিভগুলি মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে নির্মিত হয়েছিল, যার মধ্যে 1933 সালের উল্লেখযোগ্য ট্রিপল-সম্প্রসারণ এল এফ লরি লোকোমোটিভ রয়েছে। কেউই সফল হননি। এইচ. ডব্লিউ. বেল অ্যান্ড কোম্পানি 1908 সালে উচ্চ-চাপের লোকোমোটিভগুলির একটি সফল লাইন চালু করে যা 1920-এর দশক পর্যন্ত উৎপাদন অব্যাহত রাখে। এই যন্ত্রগুলিতে ব্যবহৃত মৌলিক প্রযুক্তি স্ট্যানলি স্টিমার থেকে উদ্ভূত হয়েছিল। এগুলির মধ্যে সবচেয়ে ছোট ছিল শুধুমাত্র ওজনের এবং হুইলবেস সহ ছোট ন্যারো-গেজ মেশিন, তবে এগুলি পরিচালিত হত এবং বয়লারগুলি পরীক্ষা করা হত। উল্লম্ব ফায়ার-টিউব বয়লারটি পিয়ানো তারের সাথে ক্ষতবিক্ষত ছিল এবং সংযোগকারী রড এবং ক্র্যাঙ্কগুলি সম্পূর্ণরূপে আবদ্ধ ছিল এবং একটি অক্ষের সাথে সজ্জিত ছিল। বেল লোকোমোটিভ ওয়ার্কস পরবর্তী মডেলগুলির বিজ্ঞাপন দেয় আরও পরিমিত বা কম দামে। গ্রেট ব্রিটেনে, এলএনইআর ক্লাস ডব্লিউ1-এ একটি সামুদ্রিক ধরনের জল-নল বয়লার কাজ করছিল। এটি খুব একটা সফল হয়নি এবং একটি প্রচলিত ফায়ার-টিউব বয়লার দিয়ে পুনর্নির্মাণ করা হয়েছিল। আরও দেখুন উন্নত বাষ্প প্রযুক্তি রেফারেন্স বাহ্যিক সংযোগ লোকো লোকোমোটিভস উচ্চ-চাপের বাষ্প ইঞ্জিনগুলির পাশাপাশি রেলের অন্যান্য অনেক অদ্ভুততা সম্পর্কে প্রচুর পরিমাণে তথ্য। পরীক্ষামূলক লোকোমোটিভ বাষ্প লোকোমোটিভ প্রকার জল-নল বয়লার