விசையாழி

விசையாழி (டர்பைன்) என்பது திரவம் அல்லது காற்று ஓட்டத்திலிருந்து ஆற்றலை உறிஞ்சி பயன்மிக்க வேலைக்கு மாற்றச்செய்கின்ற ஒரு சுழலும் பொறியமைவு.^[1]

எளிய விசையாழிகளில் ஒரு நகரும் பகுதியாக உள்ள சுழல் தொகுப்பு கத்திகள் இணைக்கப்பட்டிருக்கும் கணை அல்லது பறையாக இருக்கிறது. நகரும் திரவம் கத்திகளில் செயல்படுகிறது, அல்லது கத்திகள் ஓட்டத்தோடு வினைபுரிகின்றன, இதனால் அவை சுழலிக்கான சுழல்முறை ஆற்றலை நகர்த்தவோ பிரித்தெடுக்கவோ செய்கின்றன. காற்றாலைகள் மற்றும் தண்ணீர் சக்கரங்கள் ஆகியவை முந்தையகால விசையாழிகளுக்கான உதாரணங்களாகும்.

வாயு, நீராவி மற்றும் தண்ணீர் விசையாழிகள் வழக்கமாக செயல்படு திரவத்தை உள்ளடக்கியும் கட்டுப்படுத்தவும் செய்கின்ற கத்திகளைச் சுற்றி உறையைக் கொண்டிருக்கின்றன. நீராவி விசையாழி கண்டுபிடிக்கப்பட்டதன் புகழ் எதிர்வினையாற்று விசையாழியைக் கண்டுபிடித்த பிரித்தானிய பொறியியலாளரான சர் சார்ல்ஸ் பார்ஸன் (1854-1931), மற்றும் உந்துவிசை விசையாழியைக் கண்டுபிடித்த ஸ்வீடன் பொறியியலாளர் குஸ்டாஃப் டி லேவல் (1845-1913) ஆகிய இருவரையுமே சேரும். நவீன நீராவி விசையாழிகள் ஒரே அலகிற்குள்ளாக எதிர்வினையாற்று மற்றும் உந்துவிசை விசையாழி ஆகிய இரண்டையும் கொண்டிருப்பவையாக இருக்கின்றன, இவை இவற்றின் வட்டப்பரப்பு சுற்றளவிற்கான கத்தி ஆதாரத்திலிருந்து எதிர்வினை மற்றும் உந்துவிசையின் கோணத்தில் வகைமாதிரியாக வேறுபடுகின்றன.

அமுக்கி அல்லது விசையியக்கக் குழாய் ஆகியவை விசையாழி போன்ற ஆனால் அதற்கு எதிர்மாறாக செயல்படும் சாதனமாகும். பல வாயு விசையாழி பொறிகளில் இருக்கும் இந்த அச்சு அமுக்கி ஒரு பொதுவான உதாரணமாகும். மீண்டும் இங்கே, நவீன ஊடச்சு அமுக்கிகளில் எதிர்வினையாற்றும் மற்றும் உந்துவிசை ஆகிய இரண்டும் நிறுவப்பட்டிருக்கின்றன, என்பதோடு இவை இவற்றின் வட்டப்பரப்பு சுற்றளவிற்கான கத்தி ஆதாரத்திலிருந்து எதிர்வினை மற்றும் உந்துவிசையின் கோணத்தில் வகைமாதிரியாக வேறுபடுகின்றன.

கிளாட் பர்டின் இலத்தீன் turbo , அல்லது vortex என்பதிலிருந்து 1828 ஆம் ஆண்டில் நடந்த பொறியியல் போட்டியின்போது இந்த சொற்பதத்தை உருவாக்கினார். கிளாட் பர்டினின் மாணவரான பெனாய்ட் ஃபர்னய்ரான், முதல் நடைமுறை தண்ணீர் விசையாழியை உருவாக்கினார்.

செயல்முறைக் கோட்பாடு

செயல்படு திரவம் உள்ளார்ந்த ஆற்றலையும் (அழுத்த தலை) மற்றும் இயக்க ஆற்றலையும் (விசைத் தலை) கொண்டிருக்கிறது. இந்த திரவம் அமுக்கப்படக்கூடியதாகவோ அல்லது அமுக்கப்பட முடியாததாகவோ இருக்கலாம். இந்த ஆற்றலை விசையாழிகளால் சேகரிப்பதற்கு சில இயற்பியல் கொள்கைகள் நிறுவப்பட்டிருக்கின்றன:

உந்துவிசை விசையாழிகள்: இந்த விசையாழிகள் உயர் விசையுள்ள திரவம் அல்லது வாயு வேகத்தின் ஓட்டத்தினுடைய திசையை மாற்றுகின்றன. முடிவாக கிடைக்கும் உந்துவிசை விசையாழியை சுழலச்செய்து குறைக்கப்பட்ட இயக்க ஆற்றலோடு திரவ ஓட்டத்தை விட்டுவிடச் செய்கிறது. விசையாழி சுழலி கத்திகளில் (நகரும் கத்திகளில்) திரவத்தின் அழுத்த மாற்றம் இருப்பதில்லை, நீராவி அல்லது வாயு விசையாழிகளில் அழுத்த விடுவிப்பு அனைத்தும் அசைவியக்கமில்லாத கத்திகளில் (முனைகள்) மேற்கொள்ளப்படுகின்றன.

விசையாழியை எட்டும் முன்பாக, ஒரு நுனிப்பகுதியைக் கொண்டு திரவத்தை வேகப்படுத்துவதன் மூலம் திரவத்தின் அழுத்தத் தலை விசையியக்க தலையாக மாற்றப்படுகிறது. பெல்டான் சக்கரங்கள் மற்றும் டி லேவல் விசையாழிகள் ஆகியவை இந்த நிகழ்முறையை நேரடியாகப் பயன்படுத்துகின்றன. திரவ வேகமானது சுழலியில் உள்ள கத்திப்பகுதியை எட்டுவதற்கு முன்னர் முனையால் உருவாக்கப்பட்டிருப்பதால் உந்துவிசை விசையாழிகளுக்கு சுழலியைச் சுற்றி அழுத்த உறை தேவையில்லை. நியூட்டனின் இரண்டாம் விதி உந்துவிசை விசையாழிகளுக்கான ஆற்றல் மாறாட்டத்தைப் பற்றிக் குறிப்பிடுகிறது.

எதிர்வினை விசையாழிகள்: இந்த விசையாழிகள் வாயு அல்லது திரவத்தின் அழுத்தம் அல்லது திரட்சியோடு வினைபுரிந்து முறுக்குவிசையை உருவாக்குகின்றன. வாயு அல்லது திரவத்தின் அழுத்தமானது விசையாழியின் சுழல் கத்திகளின் வழியாக கடக்கையில் மாற்றமடைகின்றன. அழுத்த விசையானது அது விசையாழி நிலையில் செயல்படுவதன்படி செயல்படு திரவத்தை உள்ளிட்டதாக இருக்க வேண்டியிருக்கிறது அல்லது அந்த விசையாழி திரவ ஓட்டத்தில் முற்றிலுமாக மூழ்கவைக்கப்பட வேண்டும் (காற்று விசையாழிகள் போன்று). உறையானது செயல்படு திரவத்தை உள்ளிட்டும் இயக்கவும் செய்கிறது என்பதோடு தண்ணீர் விசையாழிகளுக்கு இழுவைக் குழாயால் பிரிக்கப்பட்ட உறிஞ்சியை தக்கவைக்க வேண்டியிருக்கிறது. ஃபிரான்ஸிஸ் விசையாழிகள் மற்றும் பெரும்பாலான நீராவி விசையாழிகள் இதே கருத்தாக்கத்தைப் பயன்படுத்துகின்றன. அமுக்கப்படக்கூடிய செயல்படு திரவங்களுக்கு வாயுவை பயன்மி்க்க முறையில் விரிவடையச் செய்வதை கட்டுப்படுத்துவதற்கு பல்வேறு நிலைகளிலான விசையாழிகள் வழக்கமாக பயன்படுத்தப்படுகின்றன. நியூட்டனின் மூன்றாவது விதி எதிர்வினையாற்று விசையாழிகளுக்கான ஆற்றலை மாற்றுவது குறித்து விளக்குகிறது.

கடல்சார் பயன்பாடுகள் அல்லது நிலம்சார் மின்சார உருவாக்கம் போன்றவற்றிற்கு பயன்படுத்தப்படும் நீராவி விசையாழிகளில் பார்ஸன் வகைப்பட்ட எதிர்வினை விசையாழிக்கு ஒரே அளவிற்கான வெப்ப ஆற்றல் மாற்றத்திற்காக டி லாவல் வகை உந்துவிசை விசையாழியி்ல் இருப்பதுபோன்ற கத்தி வரிசைகள் ஏறத்தாழ இருமடங்காக இருக்க வேண்டியிரு்ககிறது. இது பார்ஸன் விசையாழியை மிகவும் நீளமானதாகவும் கனமானதாகவும் மாற்றுகின்ற அதே நேரத்தில் எதிர்வினை விசையாழியின் ஒட்டுமொத்த செயல்திறன் ஒரே அளவிற்கான வெப்ப ஆற்றல் மாற்றத்திற்காக சமமான உந்துவிசை விசையாழியைக் காட்டிலும் சற்றே அதிகப்படியானதாக இருக்கிறது.

நீராவி விசையாழிகள் மற்றும் பின்னாளைய வாயு விசையாழிகள் 20 ஆம் நூற்றாண்டில் தொடர்ச்சியாக உருவாக்கப்பட்டன என்பதோடு தொடர்ந்து நடைமுறையிலும் பயன்படுத்தப்பட்டு வந்தன, நவீன விசையாழி வடிவமைப்புகள் சாத்தியமுள்ள இடங்களில் மாறுபடும் கோணங்களுக்கேற்ப எதிர்வினை மற்றும் உந்துவிசை கருத்தாக்கங்களைப் பயன்படுத்துபவையாக இருக்கும். காற்று விசையாழிகள் நகரும் திரவத்திலிருந்து தூக்கியை உருவாக்குவதற்கும் அதை சுழலிக்கு அளிக்கவும் காற்றிலையைப் பயன்படுத்துகின்றன. காற்று விசையாழிகள் ஒரு கோணத்தில் விலகச் செய்வதன் மூலம் காற்றின் உந்துவிசையிலிருந்து கொஞ்சம் ஆற்றலையும் பெறுகின்றன. குறுக்கு ஓட்ட விசையாழிகள் நுனிப்பகுதி உள்ள உந்துவிசை இயந்திரமாக வடிவமைக்கப்பட்டிருக்கின்றன, ஆனால் தாழ்ந்த தலை பயன்பாடுகளில் வழக்கமான தண்ணீர் சக்கரம் போன்று எதிர்வினை வழியாக சில ஆற்றலையும் தக்கவைக்கின்றன. பலபடித்தான நிலைகள் கொண்ட விசையாழிகள் உயர் அழுத்தத்தில் எதிர்வினை அல்லது உந்துவிசை கத்தியை பயன்படுத்திக்கொள்கின்றன. நீராவி விசையாழிகள் வழக்கமாக மிகுந்த உந்துவிசை கொண்டவை, ஆனால் வாயு விசையாழிகளில் பயன்படுத்தப்படுவதைப் போன்று தொடர்ச்சியாக எதிர்வினை வடிவமைப்புகளை நோக்கி நகர்பவையாக இருக்கின்றன. குறைவான அழுத்தத்தில் செயல்படு திரவ ஊடகம் அழுத்தத்தில் ஏற்படும் சிறிய குறைந்துபோதலுக்கு ஏற்ற அளவில் விரிவடைகின்றன. இந்த நிலைகளில் (குறைந்த அழுத்த விசையாழிகளாக குறிப்பிடப்படுபவை) கத்தியானது முற்றிலும் உந்துவிசையாக உள்ளதை அடிப்படையாகக் கொண்டு எதிர்வினை வகை வடிவமைப்பாக மாறுகிறது. ஒவ்வொரு கத்திக்குமான சுழல் வேகத்தின் விளைவே இதற்கான காரணமாக அமைகிறது. அளவு அதிகரிக்கையில் கத்தியின் உயரமும் அதிகரிக்கிறது என்பதுடன் கத்தியின் அடித்தளம் நுனிக்கு சார்புடைய வகையில் மெதுவான வேகத்தில் சுழல்கிறது. வேகத்தில் ஏற்படும் இந்த மாற்றமானது வடிவமைப்பை அடிப்பகுதியிலுள்ள உந்துவிசையிலிருந்து உயர் எதிர்வினை பாணி நுனிக்கு மாற்றச்செய்கிறது.

வழக்கமான விசையாழி வடிவமைப்பு முறைகள் 19 ஆம் நூற்றாண்டின் மத்தியப் பகுதியிலிருந்து உருவாக்கப்பட்டிருக்கின்றன. திசைவேக பகுப்பாய்வு விசையாழி வடிவம் மற்றும் சுழற்சியோடு திரவத்தின் ஓட்டத்திற்கு தொடர்புடையதாக இருக்கிறது. படவிளக்க கணக்கீடுகள்தான் முதலில் பயன்படுத்தப்பட்டன. விசையாழி பாகங்களின் அடிப்படை பரிமாணத்திற்கான சூத்திரம் சிறந்த முறையில் ஆவணப்படுத்தப்பட்டிருக்கின்றன என்பதோடு ஒரு உயர் திறனுள்ள இயந்திரத்தை எந்த ஒரு திரவ ஓட்ட நிலைக்கும் ஏற்ப நம்பகமான முறையில் வடிவமைக்க முடியும். சில கணக்கீடுகள் அனுபவப்பூர்வமானவை அல்லது 'கட்டைவிரல் விதி' சூத்திரங்கள், மற்றவை வழக்கமான இயக்கவியலின் அடிப்படையில் அமைந்தவை. பெரும்பாலான பொறியியல் கணக்கீடுகளில் இருப்பதைப் போன்று எளிதாக்கப்பட்ட அனுமானங்களும் உருவாக்கப்பட்டன.

விசையியக்க முக்கோணங்கள் விசையாழி அளவில் அடிப்படை செயல்பாட்டைக் கணக்கிடுவதற்கு பயன்படுத்தப்படுகின்றன. முழுமையான விசையியக்கம் V _a1 இல் நிலைமாறாத விசையாழி முனையில் வாயு வெளியேறுகிறது. சுழலியானது U விசையியக்கத்தில் சுழல்கிறது. சுழலிக்கு சார்புடைய வகையில் வாயுவின் விசையியக்கம் அது சுழலி வாயில்பகுதியில் மோதுவதன்படி V _r1 என்பதாக இருக்கிறது. வாயுவானது சுழலியால் திருப்பப்பட்டு வெளியேறுகிறது, இது சுழலிக்கு சார்புடைய வகையில் V _r2 விசையியக்கத்தில் இருக்கிறது. இருப்பினும், முழுமையான வகையில் சுழலி வெளியேற்றும் விசையியக்கம் V _a2 என்பதாக இருக்கிறது. விசையியக்க முக்கோணங்கள் இந்த பல்வேறு விசையியக்க திசைவேகத்தைப் பயன்படுத்தி கட்டமைக்கப்படுகின்றன. விசையியக்க முக்கோணங்களை கத்தி மூலமான எந்தப் பிரிவிலும் கட்டமைக்கலாம் (உதாரணத்திற்கு: மையப்பகுதி, நுனி, நடுப்பகுதி போன்றவை) ஆனால் அவை வழக்கமாக இடைநிலை சுற்றளவிலேயே காட்டப்படும். இந்த நிலைக்கான இடைநிலைச் செயல்பாட்டை இந்த சுற்றளவில் விசையியக்க முக்கோணங்களிலிருந்து யூலர் சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்தி கணக்கிடலாம்.

\Delta \;h=u\cdot \Delta \;v_{w}

எப்போதென்றால்:

\left({\frac {\Delta \;h}{T}}\right)=\left({\frac {u}{\sqrt {T}}}\right)\cdot \left({\frac {\Delta \;v_{w}}{\sqrt {T}}}\right)

இருக்குமிடத்தில்:

\Delta \;h=\,

குறிப்பிட்ட உள்ளார்ந்த வெப்பம் நிலையைத் தாண்டி குறைவது

T=\,

விசையாழி நுழைவு மொத்த (அல்லது உறைநிலை) வெப்பநிலை

u=\,

விசையாழி சுழலி வெளிப்புற விசையியக்கம்

\Delta \;v_{w}=\,

சுழல் விசையியக்கத்திலான மாற்றம்

விசையாழி அழுத்த விகிதம் என்பது $\left({\frac {\Delta \;H}{T}}\right)$ இன் செயல்பாடும் விசையாழி செயல்திறனுமாகும்.

நவீன விசையாழி வடிவம் மேற்கொண்டும் கணக்கீடுகளைக் கொண்டிருக்கின்றன. கணக்கீட்டு திரவ இயங்குமுறைகள் வழக்கமான சூத்திரங்களுக்கென்றும் கணிப்பொறி மென்பொருள் இசைவாக்கத்திற்கென்றும் பயன்படுத்தப்படும் எளிதாக்கப்பட்ட அனுமானங்கள் பலவற்றோடும் விலக்களிப்பவையாக இருக்கின்றன. இந்தக் கருவிகள் கடந்த நாற்பது வருடங்களாக விசையாழி வடிவமைப்பில் நிலையான முன்னேற்றங்களுக்கு இட்டுச்செல்பவையாக இருக்கின்றன.

விசையாழியின் முதன்மையான எண்சார்ந்த வகைபிரிப்பு அதனுடைய திட்டவட்டமான வேகமாக இருக்கிறது. இந்த எண்ணானது ஆற்றல் மற்றும் ஓட்ட விகிதத்திற்கேற்ப விசையாழியின் அதிகபட்ச வேகத்தை விவரிப்பதாக இருக்கிறது. திட்டவட்டமான வேகம் விசையாழியிலிருந்து தனித்திருப்பதிலிருந்து பெறப்படுகிறது. கொடுக்கப்பட்ட திரவ ஓட்ட நிலைகள் மற்றும் விரும்பிய தண்டு வெளிப்பாட்டு வேகத்தில் திட்டவட்டமான வேகத்தை கணக்கிட முடியும் என்பதோடு பொருத்தமான விசையாழி வடிவமும் தேர்ந்தெடுக்கப்படுகிறது.

சில அடிப்படை சூத்திரங்களுடனான திட்டவட்ட வேகமானது சில அடிப்படை சூத்திரங்களுடன் சம்பந்தப்பட்ட செயல்திறனுடனான புதிய அளவிற்கேற்ப அறியப்பட்ட செயல்திறனின் இருந்துவரும் வடிவத்தை நம்பகமான முறையில் அளவிடுவதற்கு பயன்படுத்தப்படலாம்.

வடிவமைப்பிற்கு வெளியிலான செயல்திறன் விசையாழி வரைபடம் என்றோ குணவியல்பு என்றோ வழக்கமாக காட்சிப்படுத்தப்படுகிறது.

விசையாழிகளின் வகைகள்

நீராவி விசையாழிகள் வெப்ப சக்தி தொழிலகங்களில் மின்சார உருவாக்கத்திற்கு பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அவை நிலக்கரி அல்லது எரிபொருள் எண்ணெய் அல்லது அணுமின் சக்தியை பயன்படுத்துபவை. அவை கப்பல்களின் சுழ்ல்விசிறிகள் (எ.கா. டர்பைனியா) போன்ற நேரடியான இயக்க சாதனங்களுக்கு முன்னதாக பயன்படுத்தப்பட்டிருக்கின்றன, ஆனால் இதுபோன்ற பயன்பாடுகள் பலவும் தற்போது குறைப்பு கியர்கள் அல்லது இடைநிலை மின்னணு நிலையைப் பயன்படு்ததுகின்றன, இங்கே இயக்கச் சுமையோடு இணைக்கப்பட்டிருக்கிற மின்சாதன மோட்டாருக்கு சக்தியளிக்க விசையாழியானது மின்சாரத்தை உருவாக்க பயன்படுத்தப்படுகிறது. சுழல் மின்னணு கப்பல் இயந்திரம் இரண்டாம் உலகப்போருக்கு முன்பும் உலகப்போரின்போதும் பிரபலமானதாக இருந்தது, பிரதான காரணம் என்னவெனில் அமெரிக்காவிலும் பிரி்ட்டனிலும் போதுமான கியர்-வெட்டு வசதிகள் இல்லை.
வாயு விசையாழிகள் சிலபோது விசையாழி பொறிகள் என்று குறிப்பிடப்படுகின்றன. இதுபோன்ற என்ஜின்கள் ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட பொறிகளுக்கும் மேலாக வழக்கமாக ஒரு நுழைவழி, விசிறி, அமுக்கி, எரிப்பிடம் மற்றும் முனைப்பகுதி (மற்ற பாகங்களில் இருக்க சாத்தியமுள்ளது) ஆகியவற்றைக் கொண்டிருக்கின்றன.
ஒலிவேக விசையாழி. வாயு விசையாழி பொறிகளில் நிறுவப்பட்டிருக்கும் பெரும்பாலான விசையாழிகளில் உள்ள வாயு ஓட்டமானது விரிவாக்க நிகழ்முறை முழுவதிலும் ஒலிவேகக்குறைவாக எஞ்சிவிடுகிறது. ஒலிவேக விசையாழியில் வாயு ஓட்டமானது முனை விசிறி இழையில் வெளியேறும்போது ஒலிவேக அதிகரிப்பாகிறது, இருப்பினும் குறைவோட்ட விசையியக்கங்கள் வழக்கமாக ஒலிவேகக் குறைவாகவே இருக்கின்றன. ஒலிவேக விசையாழிகள் வழக்கத்தைக் காட்டிலும் அதிக அழுத்தத்தில் செயல்படுகின்றன, ஆனால் வழக்கமாக குறைந்த செயல்திறன் உள்ளதாகவும் பொதுவானதல்லாததாகவும் இருக்கிறது.
எதிர்-சுழல் விசையாழிகள். அச்சு விசையாழிகளைக் கொண்டு சில செயல்திறன் அனுகூலங்களை மேலோட்ட அலகிற்கு எதிர் திசையில் கீழோட்ட விசையாழி சுழன்றால் பெறப்படக்கூடியதாக இருக்கிறது. இருப்பினும், இந்த சிக்கல் எதிர்-உற்பத்தித் திறன் உள்ளது. வழக்கமாக லங்ஸ்ட்ரோம் விசையாழி என்றழைக்கப்படும் எதிர்-சுழல் நீராவி விசையாழி ஸ்வீடிஷ் பொறியியலாளரான ஃபிரெடெரிக் லங்ஸ்ட்ரோம் என்பவரால் (1875-1964) அவருடைய சகோதரரான பிரிஜர் லங்ஸ்ட்ரோமின் கூட்டு முயற்சியோடு ஸ்டாக்ஹோமில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது என்பதுடன் 1894 ஆம் ஆண்டில் காப்புரிமை பெறப்பட்டது. இந்த வடிவமைப்பு அடிப்படையில் பல-படித்தான சுற்று விசையாழியாக (அல்லது 'உள்ளடக்கப்பட்ட' விசையாழி சுழலிகள் ஜோடி) இருந்தது என்பதுடன் சில வெற்றிகளையும் எதிர்கொண்டது, குறிப்பாக இதனுடைய கச்சிதமான அளவு மற்றும் குறைவான எடை சுழல்-மினனணு பயன்பாடுகளுக்கு சிறந்த முறையில் பயனளிக்கும் கடல்சார் பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த மையவிலகல் ஏற்பாட்டில் ஒட்டுமொத்த செயல்திறனானது பார்ஸன்ஸ் அல்லது டி லாவல் விசையாழிகளைக் காட்டிலும் குறைவானதாக இருக்கிறது.
நிலைமாறாத்தன்மை இல்லா விசையாழி. பல-படித்தான விசையாழிகள் உறைநிலைத் தொகுதி (அதாவது நிலையான) நுழைவாயிலைக் கொண்டிருப்பது அவை நேரடியாக சுழலும் சுழலி கத்திகளுக்குள்ளாக வாயு ஓட்டத்தை செலுத்தச்செய்கின்றன. அசைவற்ற நிலையில்லாத விசையாழியில் மேல் ஓட்ட சுழலியில் வெளியேறும் வாயு ஓட்டமானது எதிர்கொள்ளப்படும் நிலைபெற்றுவிட்ட காற்று திசைகாட்டியின் (ஓட்டத்தின் அழுத்தம்/விசையியக்க ஆற்றல் அளவுகளை மறுஅமைவு செய்வது) இடைநிலை தொகுதி இல்லாமல் கீழோட்ட சுழலிக்குள்ளாக சென்று மோதுகிறது.
செராமிக் விசையாழி. வழக்கமான உயர்-அழுத்த விசையாழி கத்திகள் (மற்றும் திசைகாட்டிகள்) நிக்கல் கொண்டு செய்யப்படும் உலோகக் கலப்புகளிலிருந்து செய்யப்படுகின்றன என்பதோடு உலோகம் அதிக வெப்பமடைவதைத் தடுப்பதற்கு உள்ளார்ந்த கடினமான குளிர் பாதைகளைப் பயன்படுத்திக்கொள்கின்றன. சமீபத்திய ஆண்டுகளில் பரிசோதனைரீதியிலான செராமிக் கத்திகள் உருவாக்கப்பட்டு சுழலி நுழைவழி வெப்பநிலையை அதிகரிப்பது மற்றும்/அல்லது காற்றுக்குளிர்வடைவதை நீக்கும் நோக்கத்தோடு வாயு விசையாழிகளில் சோதிக்கப்படுகின்றன. செராமிக் கத்திகள் அவற்றின் உலோக இணைகளைக் காட்டிலும் எளிதில் உடையக்கூடிவைகளாக இருக்கின்றன என்பதோடு பேரிடர் ஏற்படும் செயலிழப்பின் பெரும் அபாயத்தைக் கொண்டிருப்பவையாக இருக்கின்றன. இது நிலைபெற்ற கத்திகளுக்கான ஜெட் என்ஜின்கள் மற்றும் வாயு விசையாழிகளில் அவற்றின் பயன்பாட்டை வரம்பிற்குட்படுத்த முனைகிறது.
மூடப்பட்ட விசையாழி. பல விசையாழி சுழலி கத்திகள் அவற்றில் மேல்பகுதியில் மூடப்பட்டவையாக இருக்கின்றன, இது அருகாமையிலுள்ள கத்திகளோடு உள்பகுதியில் பூட்டுவதற்கானதாகும் என்பதோடு ஈரச்செறிவை அதிகரிக்கச் செய்து கத்தி நடுங்குவதைக் குறைப்பதற்கானதுமாகும். நிலம்சார்ந்த பெரிய மின்சார உருவாக்க நீராவி விசையாழிகளில் மூடப்படுதல் எப்போதுமே உடனிணைந்ததாக இருக்கிறது, குறிப்பாக இழைவாருடன் கூடிய குறைந்த அழுத்த விசையாழியின் நீண்ட கத்திகளில். இவை கத்தியின் அடிப்பகுதியிலிருந்து பொருத்தமான தொலைவில் கத்திகளில் இடப்பட்டுள்ள துளைகள் வழியாக கடக்கும் கம்பிகள் என்பதோடு இந்த கம்பிகள் அவை கடக்குமிடத்தில் கத்திகளோடு இணைக்கப்படுகின்றன. இழைவார் கம்பிகள் கத்திகளின் மையப் பகுதியில் கத்தி நடுக்கமுறுவதை குறைப்பதற்கென்று வடிவமைக்கப்பட்டிருக்கின்றன. இழைவார் கம்பிகளின் அறிமுகமானது பெரிய அல்லது குறைந்த-அழுத்த விசையாழிகளில் கத்தி செயலிழப்பதன் நிகழ்வுகளை குறிப்பிடத்தகுந்த அளவிற்கு குறைக்கின்றன.
மூடப்படாத விசையாழி. சாத்தியமுள்ள இடங்களில் சுழலி மூடப்படுவதை நீக்குவது நவீன நடைமுறையாக இருக்கிறது, இதனால் கத்தியின் மீதான பிரிமுக சுமை மற்றும் குளிரடையும் தேவைகள் குறைகின்றன.
கத்தியில்லாத விசையாழி எல்லை அடுக்கு விளைவைப் பயன்படுத்துகிறது என்பதோடு திரவமானது வழக்கமான விசையாழியில் உள்ளதுபோன்று கத்திகளின் மீது மோதுவதில்லை.
தண்ணீர் விசையாழிகள்
- பெல்டன் விசையாழி, ஒரு வகையான உந்துவிசை தண்ணீர் விசையாழி.
- ஃபிரான்சிஸ் விசையாழி, பரவலாக பயன்படுத்தப்படும் ஒருவகையான தண்ணீர் விசையாழி.
- கப்லான் விசையாழி, பிரான்ஸிஸ் விசையின் மாறுபாட்டு வகை.
- வய்த், தண்ணீர் விசையாழி.
காற்று விசையாழி. இவை வழக்கமாக முனை மற்றும் உள் அடுக்கு திசைகாட்டி இல்லாமல் இருக்கும் ஒற்றை நிலையினதாக செயல்படுகின்றன. ஈலைன் போலீ ஒரு விதிவிலக்கு, இது நிலைப்படுத்தியையும் சுழலியையும் கொண்டிருக்கிறது என்பதுடன் உண்மையான விசையாழியாக இருக்கிறது.

அலை விசையாழி

இதர வகைகள்

விசையியக்க கலப்பு "கர்டிஸ்". முதல் நிலை அல்லது நிலைப்படுத்தியில் பொருத்தப்பட்ட முனைகளின் தொகுப்பைப் பயன்படுத்தி பின்னர் பார்ஸன்ஸ் மற்றும் டி லாவலில் இருப்பதுபோன்ற பொருத்தப்பட்ட மற்றும் சுழலும் கத்தி வரிசைகளைப் பயன்படுத்தி டி லாவல் மற்றும் பார்ஸன்ஸ் விசையாழியை கர்டிஸ் ஒருங்கிணைத்தார், பத்துவரையிலான இது பார்ஸன்ஸ் வடிவமைப்பு நிலைகளின் நூறு வரையிலும் ஒப்பிடக்கூடியது. கர்டிஸ் வடிவமைப்பின் ஒட்டுமொத்த செயல்திறன் பார்ஸன்ஸ் உடையதையோ அல்லது டி லாவன் உடையதையோ காட்டிலும் குறைவானதாக இருக்கிறது, ஆனால் இதனை குறைந்த வேகங்கள் மற்றும் குறைந்த அழுத்தங்களிலான வெற்றிகரமான செயல்பாடு உட்பட மிகவும் பரந்த அளவிற்கான வேகத்தின் வழியாக திருப்திகரமான முறையில் செயல்படுத்த முடியும், இது இதனை கப்பலின் மின்சக்தி அமைப்புக்களில் பயன்படுத்த ஏதுவானதாக்குகிறது. கர்டிஸ் ஏற்பாட்டில் நீராவியில் இழக்கப்படும் மொத்த வெப்பமும் தொடக்கநிலை முனை வரிசையில் எடுத்துச்செல்லப்படுகிறது என்பதுடன் அடுத்தடுத்து நகரும் கத்தி வரிசைகள் மற்றும் நிலைப்படுத்தப்பட்ட கத்தி வரிசைகள் ஆகிய இரண்டும் நீராவியின் திசையை சற்றே மாற்றியமைக்கின்றன. கர்டிஸ் ஏற்பாட்டின் சிறிய பிரிவைப் பயன்படுத்துகையில் கவனிக்கப்பட வேண்டியது, வகைமாதிரியாக ஒரு முனைப் பிரிவு மற்றும் இரண்டு அல்லது மூன்று நகரும் வரிசை கத்திகள் வழக்கமாக கர்டிஸ் 'சக்கரம்' என்று குறிப்பிடப்படுகின்றன என்பதோடு இந்த வடிவத்தில், பல எதிர்வினை மற்றும் உந்துவிசை விசையாழிகள் மற்றும் விசையாழி தொகுப்புக்களில் 'கட்டுப்படுத்து நிலையாக' கடலில் பரவலாக பயன்படுத்த முடியும் என்று கர்டிஸ் காண்கிறார். இந்த நடைமுறை கடல்சார் நீராவி அமைப்புக்களில் இப்போது பொதுவானதாக காணப்படுகிறது.
அழுத்த ஒன்றிணைப்பு பலநிலை உந்துவிசை அல்லது ரேட்டூ. முனை நடுப்பகுதியால் பிரிக்கப்பட்ட எளிய உந்துவிசை சுழலிகளை ரேட்டூ நிறுவிக்கொள்கிறது. நடுப்பகுதி என்பது விசையாழிக்குள்ளாக தொடர்ச்சியான சுரங்கங்கள் வெட்டிப்பிரிக்கப்பட்டுள்ளதோடு உள்ள பிரிப்புச் சுவராகும், முந்தைய நிலையைப் பார்த்திருக்கும் பரந்தகன்ற முனையுடனான கூம்பு வடிவம் என்பதோடு உந்துவிசை சுழலிக்குள்ளாக இருக்கும் நீராவி ஜெட்களை பார்த்து நேரடியாக அமைந்திருக்கும் குறுகலானவையாகவும் உள்ளன.

விசையாழிகளின் பயன்கள்

ஏறத்தாழ பூவுலகில் உள்ள எல்லா மின்னணு சக்தியும் சில வகை விசையாழியைக் கொண்டே உருவாக்கப்பட்டிருக்கின்றன. மிகவும் உயர் செயல்திறனுள்ள நீராவி விசையாழிகள் வெப்ப ஆற்றலின் 40 சதவிகிதத்தைக் கட்டுப்படுத்துகின்றன, மீதமிருப்பவை வீணாம்ச வெப்பமாக ஆவியாகின்றன.

பெரும்பாலான ஜெட் என்ஜின்கள் அவற்றின் செயல்படு திரவத்திலிருந்தும் அணுமின் கப்பல்கள் மற்றும் மின்சார தொழிலகங்களில் உள்ளதுபோன்று இயக்கவியல் சேவையை வழங்குவதற்கு விசையாழிகளை நம்பியிருக்கின்றன.

விசையாழிகள் பெரிய இயந்திரத்தின் பகுதிகளாக இருந்துவருகின்றன. உதாரணத்திற்கு ஒரு வாயு விசையாழியானது விசையாழி, குழாய்கள், அமுக்கிகள், எரிப்பிடங்கள், வெப்ப-மாற்றி, விசிறி மற்றும் (மின்சாரத்தை தயாரிப்பதற்கென்று வடிவமைக்கப்பட்ட விதத்தில்) ஒரு மாற்றி ஆகியவற்றைக் கொண்டிருக்கும் உள்ளார்ந்த எரிப்பு இயந்திரத்தைக் குறிப்பிடுவனவாக இருக்கலாம். இருப்பினும், ஒட்டுமொத்த இயந்திரமும் இந்த நிகழ்வுகளில் விசையாழிகள் என்று குறிப்பிடப்படுவது முன்னோக்கிச் செலுத்தல் வகையில் உள்ளார்ந்த எரிப்பு சாதனம் போன்ற திரவ கடத்தலுக்கு எரிபொருளிலிருந்து ஆற்றலை மாற்றச்செய்வதற்கென்று வடிவமைக்கப்படுபவை என்பதை கவனிக்க வேண்டியது அவசியம், அத்துடன் திரவத்திலிருந்து விசையாழிக்கு கொண்டுசெல்லப்படும் ஆற்றல் விசையாழிகள் வகையில் மின்சார வழங்கல்களுக்கு பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

விமான என்ஜின்கள் போன்ற பரஸ்பர உந்துதண்டு என்ஜின்கள் விசையாழிகளின் வெளிப்போக்கினால் சக்தியளிக்கப்பட்ட விசையாழியை உள்ளெடுப்பு காற்று அமுக்கியை இயக்குவதற்கு பயன்படுத்தலாம், இந்த உருவரை டர்போசார்ஜர் (டர்பைன் சூப்பர்சார்ஜ்ர்) அல்லது, பேச்சுவழக்கில் "டர்போ" என்றறியப்படுகின்றன.

விசையாழிகள் மிக அதிகமான மின்சார அடர்த்தியைக் கொண்டவையாக இருக்கலாம் (அதாவது ஆற்றலிலிருந்து எடைக்கான அல்லது ஆற்றலிலிருந்து அளவுக்கான விகிதம்). இது மிக அதிகமான வேகங்களில் செயல்பட வேண்டியிருப்பதன் அவற்றின் திறன்களால் ஏற்படுகிறது. விண்வெளி ஓடத்தின் முக்கிய என்ஜின்கள், என்ஜின்களின் எரிப்பு அறைக்குள்ளாக சுழல்விசிறிகளுக்கு சக்தியளிக்க (நீர்ம ஆக்ஸிஜன் மற்றும் நீர்ம ஹைட்ரஜன்) டர்போபம்புகளை (விசையியக்க என்ஜினால் இயக்கப்படும் விசையியக்கக் குழாயைக் கொண்டிருக்கும் இயந்திரங்கள்) பயன்படுத்துகின்றன. நீர்ம ஹைட்ரஜன் டர்போபம்ப் ஆட்டோமொபைல் என்ஜினைக் காட்டிலும் (ஏறத்தாழ 700 எல்பி எடையுள்ளது) சற்றே பெரியதாக இருக்கிறது என்பதுடன் ஏறத்தாழ 70,000 hp (52.2 MW) மின்சாரத்தை உருவாக்குகிறது.

டர்போ விரிவாக்கிகள் தொழில்துறை நிகழ்முறைகளில் குளிர்பதன மூலாதாரங்களாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

விமானத்தை தரையிலிருந்து மேலெழும்பச் செய்ய உந்துவிசையை உருவாக்கும் தொலை இயக்கி கட்டுப்பாடுள்ள விமானங்களுக்கான சக்தியளிப்பு அமைப்பாகவும் விசையாழிகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அவை வேறுபட்ட வடிவங்களில் வருகின்றன என்பதோடு ஒரு சோடா புட்டி அளவிற்கு சிறியதாகவும் இருக்கக்கூடியவை, இப்போதும் 100 கிராம் எடையோடு பொருள்களை நகர்த்துவதற்கு போதுமானதாக இருக்கிறது.

மூடப்பட்ட ஏற்ற இறக்க விசையாழிகள்

விசையாழிக்குப் பின்னால் குறைந்த அழுத்தத்தில் துணைக் காற்றுமண்டலத்தை உருவாக்கும் குறுவழி வடிவத்திலான அடைப்பு அல்லது குழாயில் மூடப்பட்டிருக்கும் ஏற்ற இறக்க விசையாழியே வளர்ந்துவரும் புதுப்பிக்கக்கூடிய ஆற்றல் தொழில்நுட்பமாக இருக்கிறது. இது விசையாழியை உயர் செயல்திறனில் செயல்பட உதவுகிறது என்று சொல்லப்படுகிறது (59.3 சதவிகித பெட்ஸ் வரம்பைக்^[2] காட்டிலும்) ஏனென்றால் இந்த விசையாழி நீராவியில் உள்ள அளவிலான விசையாழியைக் காட்டிலும் மூன்று மடங்கு அதிக சக்தியை^[3] உருவாக்கக்கூடியது. இருப்பினும் இது ஏதோ ஒருவகையில் தவறான கருத்து, ஏனென்றால் இந்த ஓட்டத்திற்கு வழங்கப்படும் பரப்பளவு மிகப்பெரிய குழாய் குறுக்குப் பகுதியாக இருக்கிறது. இந்தப் பரப்பளவு கணக்கீட்டிற்கு பயன்படுத்தப்பட்டால் இந்த விசையாழி பெட்ஸ் வரம்பை தாண்ட இயலாதது என்பதையே காட்டுகிறது. மேலும், குழாயிலான உராய்வு இழப்புக்களின் காரணமாக, குழாயைப் போன்றே அதே சுற்றளவோடு நீராவி விசையாழி அளவிற்கு அதிக ஆற்றலை உருவாக்கும் திறன்கொண்டதாக இருக்கும் என்பதற்கு வாய்ப்பில்லை.

இருப்பினும் இந்த சுழலியை புழைவாயின் கழுத்தில் அமைப்பது கத்திகள் அவற்றின் முனைகளில் ஏற்கப்படுவதற்கு உதவுகிறது (இவ்வகையில் ஹைட்ரோடைனமிக் உந்துவிசையினால் ஏற்படும் வளைவு அழுத்தம் குறைக்கப்படுகிறது) புழைவாயிலிலான பெரிய அளவிற்கான இரும்பின் நிதிசார் தாக்கம் எந்த ஒரு ஆற்றல் செலவின கணக்கீடுகளிலிருந்தும் தவிர்க்கப்பட இயலாதது.

சிஎஃப்டி உருவாக்க எண்ணிக்கையில்^[4] காட்டப்பட்டுள்ளதுபோல், கீழோட்ட குறைவான அழுத்தம் (கிரேடியண்ட் கோடுகளில் காட்டப்பட்டுள்ளது) அடைப்பானின் வெளிப்புறத்திலிருந்து அடைப்பானின் நுழைவாயிலுக்குள்ளாக மேலோட்டத்தைப் பெறுகிறது. இந்த ஓட்டம் அடைப்பானுக்குள்ளாக பெறப்பட்டு செறிவூட்டப்படுகிறது (சிவப்பு வண்ணமிட்ட பகுதியில் காணப்படுவது போன்று). இந்த ஓட்ட விசையின் பெருக்கமானது விசையாழியில் கிடைக்கக்கூடிய ஆற்றலில் 3-4 மடங்கிற்கு அதிகமாவதோடு தொடர்புகொண்டதாக இருக்கிறது. ஆகவே அடைப்பானின் கழுத்துப்பகுதியில் காணப்படும் ஒரு விசையாழி மேலும் உயர் செயல்திறனை அடையக்கூடியதாக இருக்கிறது என்பதுடன் 3-4 மடங்கிற்கான ஆற்றல் வெளிப்பாடு திறந்த அல்லது நீராவியில் இருக்கும்போது பெறக்கூடிய திறனுள்ளதாக இருக்கிறது. இருப்பினும், மேலே குறிப்பிட்டுள்ளபடி இவை பெட்ஸ் வரம்பை புறம்தள்ளுபவை என்ற முடிவிற்கு வருவது சரியானதல்ல. இந்த எண்ணிக்கை அருகாமை-தள ஓட்டத்தை மட்டுமே காட்டுகிறது, இது புழைவாய் வழியாக அதிகரிக்கச்செய்யப்படுவதாகும். தொலை-தள படம் இந்த நீராவி ஓட்டம் எவ்வாறு இடையூறினால் பாதிக்கப்படுகிறது என்பதைக் காட்டும்.

பெரிய விசையாழிகள் தடைசெய்யப்பட்டிருக்கும் இடத்தில் சிறிய விசையாழிகளைப் பயன்படுத்த உதவுகிறது என்பதால் மூடப்பட்ட அலை விசையாழிகள் மீது சமீபத்திய காலங்களில் குறிப்பிடத்தகுந்த வர்த்தக ஆர்வங்கள் காட்டப்படுகின்றன. கடல்வழி அல்லது வேகமாக ஓடும் நதிகளில் அமைக்கப்பட்டுள்ள மூடப்பட்ட அலை விசையாழிகள் நிலவுலக தளத்தோடு சுலபமாக கம்பி மூலம் இணைக்தப்படக்கூடியவை என்பதோடு சட்டக அல்லது ரிமோட் சமூகத்தோடு தொடர்புகொள்ளச் செய்யப்படுகின்றன. இதற்கு மாற்றாக விசையாழி முழுவதிலும் அதிகரித்த ஓட்டத்தை உருவாக்கும் மூடப்பட்ட விசையாழியின் உடைமைப்பொருள் வர்த்தகரீதியான உற்பத்திக்கு பயன்படுத்திக்கொள்வதற்கான அலை ஓட்டத்தை குறைவாக வைத்திருக்கச் செய்கின்றன.

அடைப்பானானது காற்றில் நடைமுறை சாத்தியமில்லாததாக இருக்கும் நிலையில், அலை விசையாழி மிகுந்த புகழையும் வர்த்தகப் பயன்பாட்டையும் பெற்றிருக்கிறது. சீரற்றதாக அல்லாத மூடப்பட்ட அலை விசையாழி (மேலே விவரிக்கப்பட்ட வகை) ஒரே திசையை நோக்கியதாக உள்ளது என்பதுடன் இது தொடர்ந்து செயல்பட மேலோட்டத்தைப் பார்த்தே இருக்க வேண்டியிருக்கிறது. இதனை ஒரு மிதவைப்பாலத்தின் கீழ் நங்கூரத்தோடு பிணைத்து மிதக்கவிடலாம், கடல் படுகையில் பொருத்தலாம், தொடர்ச்சியாக மேலோட்டத்தைப் பார்த்திருக்க காற்று அடைப்பான் போன்று விலகியிருக்க வைக்கப்படலாம். ஒரு அடைப்பான் விசையாழி அலை வேலிக்குள்ளாகவும் உருவாக்கப்படுவது விசையாழிகளின் செயல்திறனை அதிகரிக்கச் செய்கிறது. சில நிறுவனங்கள் (உதாரணத்திற்கு, சூரிய ஆற்றல்^[5]) இரு-திசை புழைவாயில்களை முன்மொழிகின்றன, இது ஒவ்வொரு ஆறுமணிநேரத்திற்கும் உள்வரும் அலையை நோக்கி திருப்ப வேண்டிய தேவையில்லாதவை.

மையநிலத்திற்கு கம்பித்தொடர்புகொண்டுள்ள அவை பட்டக இணைப்பாக அல்லது பெரும் அளவிற்கான பொது உள்கட்டுமானங்கள் நீடிக்கக்கூடியவையாக அல்லாத இடத்திலுள்ள தொலைதூர சமூகங்களுக்கான ஆற்றலை வழங்குவதற்கு படிப்படியாக குறைக்கப்பட்டவையாக இருக்கின்றன. இதேபோல் அலை ஓட்ட திறந்தநிலை விசையாழிகளுக்கு ஏதேனும் சுற்றுச்சூழல் அல்லது தோற்ற வசதி தாக்கங்கள் இருந்தால் குறைவானதாகவே இருக்கின்றன.

மேற்கோள்கள்

↑ Wragg, David W. (1973). A Dictionary of Aviation (first ed.). Osprey. p. 272. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 9780850451634.
↑ "பெட்ஸ் வரம்பு". Archived from the original on 2015-05-30. பார்க்கப்பட்ட நாள் 2010-03-24.
↑ "பிரைன் கிர்க் ஆய்வுக் கட்டுரை" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2012-09-13. பார்க்கப்பட்ட நாள் 2010-03-24.
↑ "அலை ஆற்றல்". Archived from the original on 2010-03-27. பார்க்கப்பட்ட நாள் 2010-03-24.
↑ 6.5

வெளிப்புற இணைப்புகள்

விசையாழி அறிமுக கணிதம்
1/16 ஸ்கேல் ஏர்பஸ் ஏ330 சக்தியளிக்கப்பட்ட விசையாழி ஜெட்
விசையாழி செயல்படு நிகழ்முறை
முன்னேறிய வாயு விசையாழி கருத்தாக்கம், வடிவம் மற்றும் பரிணாம முறைமை. பரணிடப்பட்டது 2010-05-29 at the வந்தவழி இயந்திரம்
ஹைட்ரோஎக்ஸ்பர்ட் பரணிடப்பட்டது 2011-07-06 at the வந்தவழி இயந்திரம் ஹைட்ரோபைட் சாப்ட்வேர், (ஃப்ரீவேர் மல்டிசர்வெய்ர் அண்ட் ஹைட்ரோபவர் சிமுலேஷன் டூல்)

[1] Wragg, David W. (1973). A Dictionary of Aviation (first ed.). Osprey. p. 272. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 9780850451634.

[2] "பெட்ஸ் வரம்பு". Archived from the original on 2015-05-30. பார்க்கப்பட்ட நாள் 2010-03-24.

[3] "பிரைன் கிர்க் ஆய்வுக் கட்டுரை" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2012-09-13. பார்க்கப்பட்ட நாள் 2010-03-24.

[4] "அலை ஆற்றல்". Archived from the original on 2010-03-27. பார்க்கப்பட்ட நாள் 2010-03-24.

[5] 6.5

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]