Hot air engine
ہاٹ ایئر انجن (جسے تاریخی طور پر ایئر انجن یا کیلوری انجن کہا جاتا ہے) کوئی بھی ہیٹ انجن ہے جو تھرمل توانائی کو مکینیکل کام میں تبدیل کرنے کے لیے درجہ حرارت کی تبدیلی کے زیر اثر ہوا کی توسیع اور سنکچن کا استعمال کرتا ہے۔ یہ انجن متعدد تھرموڈینامک سائیکلوں پر مبنی ہو سکتے ہیں جن میں سر جارج کیلی اور جان ایرکسن جیسے اوپن سائیکل ڈیوائسز اور رابرٹ سٹرلنگ کے کلوزڈ سائیکل انجن شامل ہیں۔ گرم ہوا کے انجن بہتر معروف اندرونی دہن پر مبنی انجن اور بھاپ انجن سے الگ ہیں۔ ایک عام نفاذ میں، ہوا کو سلنڈر میں بار بار گرم اور ٹھنڈا کیا جاتا ہے اور اس کے نتیجے میں توسیع اور سنکچن کو پسٹن کو منتقل کرنے اور مفید مکینیکل کام پیدا کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ تعریف "ہاٹ ایئر انجن" کی اصطلاح خاص طور پر تھرموڈینامک سائیکل انجام دینے والے کسی بھی انجن کو خارج کرتی ہے جس میں کام کرنے والا سیال مرحلے کی منتقلی سے گزرتا ہے، جیسے رینکائن سائیکل۔ روایتی اندرونی دہن انجن بھی خارج ہیں، جن میں کام کرنے والے سلنڈر کے اندر ایندھن کے دہن کے ذریعے کام کرنے والے سیال میں حرارت شامل کی جاتی ہے۔ مسلسل دہن کی اقسام، جیسے جارج بریٹن کی ریڈی موٹر اور متعلقہ گیس ٹربائن، کو بارڈر لائن کیس کے طور پر دیکھا جا سکتا ہے۔ تاریخ قدیم زمانے کے لوگ گرم ہوا کی وسیع خاصیت سے واقف تھے۔ ہیرو آف اسکندریہ کے نیومیٹکا میں ایسے آلات کی وضاحت کی گئی ہے جو قربانی کی قربان گاہ پر آگ بھڑکنے پر خود بخود مندر کے دروازے کھولنے کے لیے استعمال ہو سکتے ہیں۔ گرم ہوا کے انجن، یا صرف ہوا کے انجن کہلانے والے آلات، 1699 کے اوائل سے ریکارڈ کیے گئے ہیں۔ 1699 میں، گیلوم امونٹنز (1663-1705) نے پیرس میں رائل اکیڈمی آف سائنسز کو اپنی ایجاد پر ایک رپورٹ پیش کی: ایک پہیہ جسے گرمی سے موڑنے کے لیے بنایا گیا تھا۔ پہیا عمودی طور پر نصب کیا گیا تھا۔ پہیے کے مرکز کے ارد گرد پانی سے بھرے کمرے تھے۔ پہیے کے کنارے پر ہوا سے بھرے چیمبروں کو پہیے کے ایک طرف آگ لگا کر گرم کیا جاتا تھا۔ گرم ہوا پھیل گئی اور ٹیوبوں کے ذریعے پانی کو ایک چیمبر سے دوسرے چیمبر میں جانے پر مجبور کیا گیا، جس سے پہیے کا توازن خراب ہو گیا اور وہ مڑ گیا۔ دیکھیں: امونٹنز (20 جون 1699) "موئین ڈی سبسیٹیوئر کموڈمنٹ ایل ایکشن ڈو فیو، ا لا فورس ڈیس ہومس ایٹ ڈیس چیواکس پور موووائر لیس مشینیں" (مردوں اور گھوڑوں کی طاقت کے لیے آگ کے عمل کو آسانی سے تبدیل کرنے کا مطلب [یعنی، طاقت] مشینوں کو منتقل کرنے کے لیے)، میموریز ڈی ایل اکیڈمی رائل ڈیس سائنسز، صفحات 112-126۔ یادداشتوں کو ہسٹوائر ڈی ایل اکیڈمی رائل ڈیس سائنسز، این 1699 میں ظاہر کیا گیا ہے، جو 1732 میں شائع ہوا تھا۔ امونٹنز مولن ا فیو (فائر مل) کے آپریشن کی وضاحت صفحات 123-126 پر کی گئی ہے۔ اس کی مشین کو صفحہ 126 کے نیچے پلیٹ پر دکھایا گیا ہے۔ انگریزی میں امونٹنز کے آگ سے چلنے والے پہیے کے بیان کے لیے، دیکھیں: رابرٹ اسٹیورٹ، اسٹیم انجنوں کے تاریخی اور وضاحتی قصے اور ان کے موجد اور امپروورز (لندن، انگلینڈ: وائٹ مین اور کرمپ، 1829)، جلد۔ 1، صفحات 130-132 ؛ مشین کی ایک مثال اس وقت کے آس پاس نظر آتی ہے جب گیس کے قوانین پہلی بار طے کیے گئے تھے، اور ابتدائی پیٹنٹ میں کول بروکڈیل شارپشائر کے قریب ہائی ایرکال کے ویکر ہنری ووڈ (1759 کا انگریزی پیٹنٹ 739) اور سکلکوٹس یارکشائر کے انجینئر تھامس میڈ (1791 کا انگریزی پیٹنٹ 979) شامل ہیں، مؤخر الذکر خاص طور پر ایک بے گھر قسم کے انجن کے ضروری عناصر پر مشتمل ہے (میڈ نے اسے ٹرانسفرر قرار دیا)۔ یہ امکان نہیں ہے کہ ان میں سے کسی بھی پیٹنٹ کے نتیجے میں ایک حقیقی انجن تیار ہوا اور اس کی سب سے قدیم قابل عمل مثال شاید انگریزی موجد سر جارج کیلی کا اوپن سائیکل فرنس گیس انجن تھا۔ امکان ہے کہ رابرٹ سٹرلنگ کا 1818 کا ایئر انجن، جس میں ان کا جدید اکانومائزر (1816 میں پیٹنٹ شدہ) شامل تھا، پہلا ایئر انجن تھا جسے عملی طور پر کام میں لایا گیا تھا۔ اکانومائزر، جسے اب ری جنریٹر کے نام سے جانا جاتا ہے، انجن کے گرم حصے سے حرارت کو ذخیرہ کرتا ہے کیونکہ ہوا ٹھنڈی طرف گزرتی ہے، اور ٹھنڈی ہوا کو گرمی چھوڑتی ہے کیونکہ یہ گرم طرف لوٹتی ہے۔ اس اختراع نے سٹرلنگ کے انجن کی کارکردگی کو بہتر بنایا اور اسے کسی بھی ہوائی انجن میں موجود ہونا چاہیے جسے مناسب طریقے سے سٹرلنگ انجن کہا جاتا ہے۔ سٹرلنگ نے 1827 میں اپنے بھائی جیمز کے ساتھ مل کر دوسرے ہاٹ ایئر انجن کا پیٹنٹ کروایا۔ انہوں نے ڈیزائن کو الٹ دیا تاکہ نقل مکانی کرنے والوں کے گرم سرے مشینری کے نیچے ہوں اور انہوں نے ایک کمپریسڈ ایئر پمپ شامل کیا تاکہ اندر کی ہوا کو دباؤ میں تقریبا 20 ماحول تک بڑھایا جا سکے۔ چیمبرز نے کہا ہے کہ یہ مکینیکل نقائص کی وجہ سے ناکام رہا اور "گرمی کے غیر متوقع جمع ہونے کی وجہ سے، ری جنریٹر کے ٹھنڈے حصے میں چھلنی یا چھوٹے راستوں کے ذریعے مکمل طور پر نہیں نکالا گیا، جس کی بیرونی سطح اتنی بڑی نہیں تھی کہ جب انجن انتہائی کمپریسڈ ہوا کے ساتھ کام کر رہا تھا تو غیر بحال شدہ گرمی کو پھینک سکے۔" پارکنسن اور کراسلی، انگریزی پیٹنٹ، 1828 نے اپنا گرم ہوا کا انجن تیار کیا۔ اس انجن میں ایئر چیمبر جزوی طور پر، ٹھنڈے پانی میں ڈوبنے سے، بیرونی سردی کے سامنے آ جاتا ہے، اور اس کے اوپری حصے کو بھاپ سے گرم کیا جاتا ہے۔ ایک اندرونی برتن اس چیمبر میں اوپر اور نیچے جاتا ہے، اور ایسا کرتے ہوئے ہوا کو بے گھر کر دیتا ہے، باری باری اسے ٹھنڈے پانی اور گرم بھاپ کے گرم اور ٹھنڈے اثرات سے بے نقاب کرتا ہے، جس سے اس کا درجہ حرارت اور وسعت کی حالت بدل جاتی ہے۔ اتار چڑھاؤ ایک سلنڈر میں پسٹن کے تبادلے کا سبب بنتے ہیں جس کے سروں سے ایئر چیمبر متبادل طور پر جڑا ہوتا ہے۔ 1829 میں آرنوٹ نے اپنی ہوا کی توسیع کی مشین کا پیٹنٹ کروایا جہاں قریبی سلنڈر کے نچلے حصے کے قریب ایک گرٹ پر آگ لگائی جاتی ہے، اور سلنڈر تازہ ہوا سے بھرا ہوا ہے جسے حال ہی میں داخل کیا گیا ہے۔ ایک ڈھیلا پسٹن اوپر کی طرف کھینچا جاتا ہے تاکہ اوپر کے سلنڈر میں موجود تمام ہوا کو آگ کے ذریعے ایک ٹیوب سے گزارا جائے، اور حجم کی توسیع یا اضافے کی طرف مائل ہونے والی لچک میں اضافہ ہو، جو آگ اسے دینے کی صلاحیت رکھتی ہے۔ ان کے بعد اگلے سال (1830) کیپٹن ایرکسن آئے جنہوں نے اپنے دوسرے ہاٹ ایئر انجن کا پیٹنٹ کروایا۔ وضاحتیں اسے مزید خاص طور پر بیان کرتی ہیں، "ایک سرکلر چیمبر پر مشتمل ہے، جس میں ایک شنک کو پتوں یا پروں کے ذریعے شافٹ یا محور پر گھومنے کے لیے بنایا جاتا ہے، جو متبادل طور پر بھاپ کے دباؤ کے سامنے آتا ہے۔ ان پروں یا پتوں کو ایک سرکلر طیارے کے ٹکڑوں یا سوراخوں کے ذریعے کام کرنے کے لیے بنایا جاتا ہے، جو الٹا گھومتا ہے، اور اس طرح شنک کے کنارے کے ساتھ رابطے میں رکھا جاتا ہے۔" ایرکسن نے 1833 میں اپنا تیسرا ہاٹ ایئر انجن (کیلوری انجن) بنایا جس نے کچھ سال پہلے انگلینڈ میں اتنی دلچسپی پیدا کی تھی ؛ اور جو، اگر اسے عملی طور پر عمل میں لایا جائے تو، انسانی دماغ کی طرف سے تصور کردہ اب تک کی سب سے اہم مکینیکل ایجاد ثابت ہوگی، اور جو کسی بھی مہذب زندگی کو زیادہ سے زیادہ فوائد فراہم کرے گی۔ کیونکہ اس کا مقصد حرارت کی ایجنسی کے ذریعے میکانی طاقت کی پیداوار ہے، ایندھن کی اتنی کم قیمت پر کہ انسان کے پاس تقریبا لامحدود میکانی قوت ہوگی، ان علاقوں میں جہاں اب ایندھن کا وجود شاید ہی کہا جائے۔ " 1838 میں فرانچوٹ ہاٹ ایئر انجن کا پیٹنٹ دیکھا گیا، یقینی طور پر ہاٹ ایئر انجن جو کارنوٹ کی ضروریات پر عمل پیرا تھا۔ اب تک یہ تمام ہوائی انجن ناکام رہے ہیں، لیکن ٹیکنالوجی پختہ ہو رہی تھی۔ 1842 میں رابرٹ کے بھائی جیمز سٹرلنگ نے مشہور ڈنڈی سٹرلنگ انجن بنایا۔ یہ کم از کم 2 سے 3 سال تک جاری رہا لیکن پھر نامناسب تکنیکی سازوسامان کی وجہ سے اسے بند کر دیا گیا۔ ہاٹ ایئر انجن آزمائشوں اور غلطیوں کی کہانی ہے، اور صنعتی پیمانے پر ہاٹ ایئر انجنوں کو استعمال کرنے میں مزید 20 سال لگے۔ پہلے قابل اعتماد گرم ہوا کے انجن شا، روپر، ایرکسن نے بنائے تھے۔ ان میں سے کئی ہزار تعمیر کیے گئے تھے۔ تجارتی مینوفیکچررز گرم انجنوں نے پانی پمپ کرنے کے لیے ایک بازار تلاش کیا (بنیادی طور پر گھریلو پانی کے ٹینک میں) کیونکہ پانی کے داخلی راستے سے درجہ حرارت کے فرق کو برقرار رکھنے کے لیے درکار سردی فراہم ہوتی تھی، حالانکہ انہیں دوسرے تجارتی استعمال ملے۔ لندن کے ہیوارڈ، ٹائلر اینڈ کمپنی۔ پانی پمپ کرنے اور پنکاہوں کو کام کرنے کے لیے انجن c 1876-1883۔ لندن کے ہیوارڈ ٹائلر اینڈ کمپنی۔ گھریلو پانی کی فراہمی (رائڈر کا پیٹنٹ) c 1888-1901۔ ڈبلیو۔ ایچ۔ بیلی اینڈ کمپنی، سیلفورڈ۔ گھریلو پانی پمپ کرنے اور مستحکم مشینری چلانے کے لیے انجن c 1885-1887 ایڈم ووڈورڈ اینڈ سنز، اینکوٹس، مانچسٹر۔ رابنسن کا پیٹنٹ۔ c1887 نورس اینڈ ہینٹی، لندن۔ رابنسن قسم کے پمپنگ انجن کے ری سیلرز۔ c 1898-1901 C. H. ڈیلامیٹر اینڈ کمپنی، ڈیلامیٹر آئرن ورکس، نیویارک۔ 'رائڈر' اور 'ایرکسن' قسم کا انجن۔ 1870-1898 رائڈر انجن کمپنی، والڈن، نیویارک۔ 1879-1898 رائڈر ایرکسن انجن کمپنی، والڈن، نیویارک۔ 1898-تھرموڈینامک سائیکل ایک گرم ہوا کے انجن تھرموڈینامک سائیکل (مثالی طور پر) 3 یا اس سے زیادہ عملوں (عام طور پر 4) سے بنایا جا سکتا ہے۔ یہ عمل ان میں سے کوئی بھی ہو سکتا ہے: آئسوتھرمل عمل (مستقل درجہ حرارت پر، حرارت کے ذریعہ یا سنک سے گرمی شامل یا ہٹانے کے ساتھ برقرار رکھا جاتا ہے) آئسوبارک عمل (مستقل دباؤ پر) آئسومیٹرک/آئسوکورک عمل (مستقل حجم پر) اڈیباٹک عمل (کام کرنے والے سیال سے کوئی گرمی شامل یا ہٹائی نہیں جاتی ہے) آئسینٹروپک عمل، ریورسیبل اڈیباٹک عمل (کام کرنے والے سیال سے کوئی گرمی شامل یا ہٹائی نہیں جاتی ہے-اور اینٹروپی مستقل ہوتی ہے) آئسینتھالپک عمل (اینتھالپی مستقل ہوتی ہے) کچھ مثالیں (جیسا کہ اوپر بیان کردہ تمام گرم ہوا کے چکروں کو نہیں) مندرجہ ذیل ہیں: پھر بھی ایک اور مثال وولیم سائیکلئیر ہے۔ یہ بھی دیکھیں سٹرلنگ انجن تھرموکاسٹک ہاٹ ایئر انجن مینسن گائیس انجن شعلہ لکر انجن کارنوٹ ہیٹ انجن ٹائم لائن آف ہیٹ انجن ٹیکنالوجی حوالہ جات بیرونی لنکس سٹرلنگ سائیکل مشینوں کا تعارف ایئر انجن ڈیزائن میں پیش رو (مطلوبہ سوانح عمری کا انتخاب کریں) 19 ویں صدی کے انجنوں کے ہاٹ ایئر انجنوں میں گرمی کی تفریق کے طریقہ کار کے لیے آلات ویلیومیئر پیٹنٹ انکوائری