Power Engineering MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Power Engineering - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

व्याख्या:

स्टीम दर:

• एक भाप संयंत्र की क्षमता को अक्सर स्टीम दर या विशिष्ट भाप खपत के संदर्भ में व्यक्त किया जाता है।
• इसे प्रति यूनिट शाफ्ट आउटपुट (1 kW) उत्पन्न करने के लिए आवश्यक भाप प्रवाह दर (kg/s) के रूप में परिभाषित किया गया है।

\(Steam\;Rate = \frac{{3600}}{{{W_{net}}}}\;kg/kW - hr\)

व्याख्या:

एक रेसिप्रोकेटिंग एयर कंप्रेसर में कार्य इनपुट

• एक रेसिप्रोकेटिंग एयर कंप्रेसर में कार्य इनपुट, किसी दिए गए वायु के द्रव्यमान को प्रारंभिक दाब और तापमान से उच्च दाब तक संपीड़ित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा की मात्रा को संदर्भित करता है। यह ऊर्जा उस प्रक्रिया पथ पर निर्भर करती है जिसका संपीड़न अनुसरण करता है (जैसे, समतापीय, समदैशिक, या बहुपद)।

संपीडन PV = स्थिरांक (समतापीय प्रक्रिया) का पालन करता है।

ऊष्मागतिक विश्लेषण:

• एक रेसिप्रोकेटिंग एयर कंप्रेसर में, संपीड़न प्रक्रिया विभिन्न ऊष्मागतिक पथों का पालन कर सकती है, जैसे कि समतापीय, रुद्धोष्म (समदैशिक), या बहुपद प्रक्रियाएँ।
• एक संपीड़न प्रक्रिया में कार्य इनपुट दाब-आयतन (P-V) वक्र के नीचे के क्षेत्र द्वारा दिया जाता है। इसलिए, किया गया कार्य प्रक्रिया पथ पर निर्भर करता है।
• एक समतापीय प्रक्रिया (PV = स्थिरांक) के लिए, संपीड़न के दौरान वायु का तापमान स्थिर रहता है। इसे प्राप्त करने के लिए परिवेश के साथ पूर्ण ऊष्मा हस्तांतरण की आवश्यकता होती है, यह सुनिश्चित करना कि संपीड़न के दौरान उत्पन्न ऊष्मा को लगातार हटा दिया जाता है।

एक समतापीय प्रक्रिया में किया गया कार्य:

समतापीय संपीड़न के दौरान किया गया कार्य इस प्रकार दिया जाता है:

W_{समतापीय} = mRT ln (P₂/P₁)

• m: संपीड़ित की जा रही वायु का द्रव्यमान
• R: विशिष्ट गैस स्थिरांक
• T: वायु का निरपेक्ष तापमान (एक समतापीय प्रक्रिया में स्थिर)
• P₁: वायु का प्रारंभिक दाब
• P₂: वायु का अंतिम दाब

एक समतापीय प्रक्रिया में, कार्य इनपुट दाब अनुपात (P₂/P₁) के प्राकृतिक लघुगणक के समानुपाती होता है, और तापमान स्थिर रहता है। यह अन्य प्रक्रियाओं की तुलना में सबसे कम मात्रा में कार्य करता है क्योंकि संपीड़न के दौरान उत्पन्न ऊष्मा को हटा दिया जाता है, जिससे तापमान और दाब में वृद्धि को दिए गए दाब अनुपात से अधिक नहीं होने से रोका जाता है।

क्यों समतापीय संपीड़न को न्यूनतम कार्य की आवश्यकता होती है:

• समतापीय संपीड़न के दौरान, वायु का तापमान स्थिर रहता है, जो किसी दिए गए आयतन में कमी के लिए दाब वृद्धि को कम करने में मदद करता है।
• दाब वृद्धि में कमी के परिणामस्वरूप P-V वक्र के नीचे का क्षेत्र कम हो जाता है, जिससे कार्य इनपुट कम हो जाता है।
• इसके विपरीत, रुद्धोष्म या बहुपद प्रक्रियाओं में, संपीड़न के दौरान तापमान बढ़ जाता है, जिससे उच्च दाब वृद्धि होती है और परिणामस्वरूप, अधिक कार्य इनपुट होता है।

व्यावहारिक चुनौतियाँ:

• जबकि समतापीय संपीड़न सैद्धांतिक रूप से सबसे कुशल है, व्यवहार में पूर्ण समतापीय परिस्थितियों को प्राप्त करना तेजी से संपीड़न के दौरान निरंतर ऊष्मा हस्तांतरण को बनाए रखने में कठिनाई के कारण चुनौतीपूर्ण है।
• समतापीय संपीड़न के अनुमान के लिए, बहु-चरण कंप्रेसर में इंटरकूलर का उपयोग अक्सर वायु को चरणों के बीच ठंडा करने के लिए किया जाता है, जिससे समग्र कार्य इनपुट कम हो जाता है।

संप्रत्यय:

हम पारस्परिक कंप्रेसर में वायु को संपीडित करने के लिए आवश्यक शक्ति इनपुट को निर्धारित करने के लिए बहुपद प्रक्रिया समीकरणों और यांत्रिक दक्षता का उपयोग करते हैं।

दिया गया है:

• वायु की द्रव्यमान प्रवाह दर, \( \dot{m} = 20 \, \text{kg/min} = 0.333 \, \text{kg/s} \)
• इनलेट दबाव, \( P_1 = 110 \, \text{kPa} \)
• इनलेट तापमान, \( T_1 = 300 \, \text{K} \)
• आउटलेट दबाव, \( P_2 = 660 \, \text{kPa} \)
• बहुपद सूचकांक, \( n = 1.25 \)
• गैस स्थिरांक, \( R = 0.287 \, \text{kJ/kg·K} \)
• यांत्रिक दक्षता, \( \eta_{\text{mech}} = 80\% = 0.8 \)
• दिया गया है: \( (6)^{0.2} = 1.43 \)

चरण 1: बहुपद कार्य किया गया गणना करें

प्रति किग्रा वायु के लिए बहुपद प्रक्रिया के लिए किया गया कार्य है:

\( W_{\text{polytropic}} = \frac{n}{n-1} \times R \times T_1 \times \left[ \left( \frac{P_2}{P_1} \right)^{\frac{n-1}{n}} - 1 \right] \)

मानों को प्रतिस्थापित करें:

\( W_{\text{polytropic}} = \frac{1.25}{0.25} \times 0.287 \times 300 \times \left[ (6)^{0.2} - 1 \right] \)

\( W_{\text{polytropic}} = 5 \times 0.287 \times 300 \times (1.43 - 1) \)

\( W_{\text{polytropic}} = 184.515 \, \text{kJ/kg} \)

चरण 2: इंगित शक्ति की गणना करें

इंगित शक्ति द्रव्यमान प्रवाह दर से गुणा किया गया कार्य है:

\( P_{\text{indicated}} = \dot{m} \times W_{\text{polytropic}} \)

\( P_{\text{indicated}} = 0.333 \times 184.515 = 61.5 \, \text{kW} \)

चरण 3: शक्ति इनपुट की गणना करें

शक्ति इनपुट यांत्रिक दक्षता के लिए खाते में है:

\( P_{\text{input}} = \frac{P_{\text{indicated}}}{\eta_{\text{mech}}} \)

\( P_{\text{input}} = \frac{61.5}{0.8} = 76.875 \, \text{kW} \)

व्याख्या:

बैटरी में संग्रहीत ऊर्जा

• बैटरी में संग्रहीत ऊर्जा उस विद्युत ऊर्जा की मात्रा को संदर्भित करती है जिसे किसी दिए गए समय में बैटरी में संचित और बनाए रखा जा सकता है, जो बाद में उपयोग के लिए उपलब्ध होती है। यह बैटरी को आपूर्ति की गई शुद्ध शक्ति और चार्जिंग की अवधि से निर्धारित होता है।

बैटरी में संग्रहीत ऊर्जा का निर्धारण करने के लिए, निम्नलिखित चरण किए जाते हैं:

बैटरी को आपूर्ति की गई शुद्ध शक्ति जनरेटर की शक्ति उत्पादन शक्ति माइनस परिवेश में ऊष्मा हस्तांतरण हानि है।

शुद्ध शक्ति = जनरेटर शक्ति - ऊष्मा हानि

शुद्ध शक्ति = 6 kW - 0.3 kW = 5.7 kW

बैटरी में संग्रहीत ऊर्जा की गणना सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है:

ऊर्जा = शुद्ध शक्ति x समय

यहाँ, शुद्ध शक्ति 5.7 kW है, और समय अवधि 2 घंटे है।

ऊर्जा = 5.7 x 2 = 11.4 kWh

चूँकि 1 kWh = 3600 kJ, किलो जूल में संग्रहीत ऊर्जा है:

ऊर्जा = 11.4 x 3600 = 41040 kJ​

व्याख्या:

अक्षीय प्रवाह कंप्रेसर का लोडिंग गुणांक

परिभाषा: अक्षीय प्रवाह कंप्रेसर का लोडिंग गुणांक एक आयामहीन प्राचल है जो कंप्रेसर के किसी दिए गए चरण में रोटर ब्लेड द्वारा वायु प्रवाह को दी जाने वाली ऊर्जा की मात्रा का प्रतिनिधित्व करता है। यह कंप्रेसर चरण के प्रदर्शन और दक्षता को निर्धारित करने में एक आवश्यक कारक है। लोडिंग गुणांक को आमतौर पर किए गए चरण कार्य और रोटर के परिधीय वेग (u) के संदर्भ में व्यक्त किया जाता है।

लोडिंग गुणांक, जिसे अक्सर ψ के रूप में दर्शाया जाता है, को गणितीय रूप से इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है:

ψ = Δh/u²

जहाँ:

• Δh: चरण कार्य या एन्थैल्पी वृद्धि (J/kg).
• u: रोटर का परिधीय वेग (m/s).

लोडिंग गुणांक (ψ) परिधीय वेग (u) के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती है। सूत्र से स्पष्ट है:

ψ = Δh/u²

सही उत्‍तर मुंबई है।

• भाभा परमाणु अनुसंधान केंद्र (BARC) मुंबई में स्थित है ।

Key Points 

• भाभा परमाणु अनुसंधान केंद्र:
  • इसकी स्थापना 1954 में हुई थी।
  • इसका मुख्यालय ट्राम्बे, मुंबई में है।
  • पहले इसे परमाणु ऊर्जा प्रतिष्ठान के नाम से जाना जाता था।
  • वर्तमान में, भापअ केंद्र के घर में आठ अनुसंधान रिएक्टर हैं:
    • अप्सरा, एक मेगावाट का स्विमिंग पूल-प्रकार का रिएक्टर।
    • साइरस, 40 मेगावाट का रिएक्टर।
    • ध्रुव, एक 100 मेगावाट उच्च शक्ति परमाणु अनुसंधान रिएक्टर।
    • ज़र्लियाना, पूर्णिमा I, पूर्णिमा II, पूर्णिमा III और कामिनी
  • यह परमाणु ऊर्जा विभाग के तत्वावधान में आता है।

Additional Information 

• भारत में अन्य परमाणु अनुसंधान केंद्र: 
  • परमाणु खनिज अन्वेषण और अनुसंधान निदेशालय (AMD) हैदराबाद में स्थित है।
  • इंदिरा गांधी परमाणु अनुसंधान केंद्र (IGCAR) तमिलनाडु के कलपक्कम में स्थित है।
  • वैरिएबल एनर्जी साइक्लोट्रॉन सेंटर (VECC) कोलकाता में स्थित है।

वर्णन:

साधारण आवेग टरबाइन (डी लवल टरबाइन):

• इसमें पहला कार्यरत आवेग टरबाइन है। 
• इसमें नोज़ल और गतिमान ब्लेडों का एकल समूह शामिल होता है। इसलिए बॉयलर दबाव से संघनित दबाव तक कुल दबाव कमी एकल नोज़ल में होती है जो 3000 rpm की दबाव सीमा से अधिक उच्च घूर्णन गति प्रदान करती है। 
• इन टरबाइनों का प्रयोग अधिकांश निम्न शक्ति और उच्च-गति वाले उद्देश्यों में किया जाता है।

Additional Information

वर्णन:

ध्यान दें कि समान अधिकतम और न्यूनतम तापमान के साथ कार्नो चक्र 2’-3-4-1 ’की तुलना में रैंन्की चक्र की दक्षता कम होती है।इसका कारण यह है कि औसत तापमान जिस पर रैंन्की चक्र में ऊष्मा जोड़ी जाती है वह  T2 और T2' के बीच स्थित होता है और इस प्रकार स्थिर तापमान T2'  से कम पर कार्नो चक्र में ऊष्मा को जोड़ा जाता है।

एक पंप का निर्माण करना बहुत मुश्किल है जो स्थिति 1 '(T-s आरेख; कार्नो वाष्प चक्र के संदर्भ में)पर तरल और वाष्प के मिश्रण को नियंत्रित कर सके और स्थिति 2' पर संतृप्त तरल वितरित कर सके।

अब पूरी तरह से वाष्प को संघनित करना और पंप में केवल तरल को नियंत्रित करना बहुत आसान है (रैंन्की चक्र)

कार्नो चक्र में, संपीड़न गीला संपीड़न है इसलिए पंप कार्य की आवश्यकता रैंन्की चक्र की तुलना में अधिक होती है जहां पंप केवल संतृप्त तरल को संपीड़ित करता है। इस प्रकार समान अधिकतम और न्यूनतम तापमान पर रैंन्की चक्र के लिए विशिष्ट कार्य आउटपुट कार्नो चक्र से अधिक होता है।

इसके अलावा कार्य अनुपात को टरबाइन में किए गए कार्य के शुद्ध कार्य के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है।

\(r_w=\frac{W_{net}}{W_T}=\frac{W_T-W_C}{W_T}\)

इसलिए कार्नो चक्र के लिए कार्य अनुपात निम्न होता है।

वर्णन:

बॉयलर:

• A. S. M. E. के अनुसार भाप उत्पादक इकाई या बॉयलर को "ऊष्मा के स्थानांतरण के लिए उपकरण के साथ मिलकर ऊष्मा के उत्पादन, भट्टी पर गर्म करने या पुनरावेष्‍टन के लिए उपकरणों के संयोजन" के रूप में परिभाषित किया जाता है। इसलिए इसे तरल पदार्थ को गर्म करने और वाष्पीकृत करने के लिए उपलब्ध कराया जाता है। 

बॉयलर के प्रकार:

जल ट्यूब बॉयलर:

• जब पानी ट्यूब के अंदर होती है (जिसे जल ट्यूब कहा जाता है) जो बाहर से ज्वाला और गर्म गैसों से घिरी होती है, तो ऐसे बॉयलर को जल ट्यूब बॉयलर कहा जाता है। 
• वे संरचना और निर्माण में सुरक्षित, तीव्र वाष्पीय, लोचदार होते हैं। 
• इन बॉयलरों का उपयोग व्यापक रूप से इसलिए किया जाता है क्योंकि उनका निर्माण उच्च दबाव और बड़े वाष्पीकरणीय क्षमताओं के लिए किया जा सकता है। 

जल ट्यूब बॉयलर के प्रकार 

• बैबॉक और विलकॉक्स बॉयलर
• स्टर्लिंग बॉयलर
• लमोंट बॉयलर
• बेंसन बायलर
• लोफर बॉयलर आदि।

अग्नि ट्यूब बॉयलर: 

• जब ईंधन के दहन द्वारा उत्पादित ज्वाला और गर्म गैसें उन ट्यूबों (बहुट्यूब नामक) के माध्यम से पारित होती हैं, जो पानी से घिरे होते हैं, तो ऐसे बॉयलर को अग्नि ट्यूब बॉयलर कहा जाता है। 

अग्नि ट्यूब बॉयलर के प्रकार:

• साधारण ऊर्ध्वाधर बॉयलर 
• लेंकेशायर बॉयलर
• कोचरन बॉयलर
• स्वचालित बॉयलर 

अतिक्रांतिक बॉयलर:

• भाप उत्पादन इकाइयों की एक बड़ी संख्या को 125 atm और 510°C से 300 atm और 660°C तक की सीमा में कार्य करने के लिए डिज़ाइन किया जाता है। इन्हें मूल रूप से उपक्रांतिक और अतिक्रांतिक के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। उपक्रांतिक में पूर्वतापक, उद्वाष्पक और अतितापक शामिल होते हैं जबकि अतिक्रांतिक बॉयलर को केवल पूर्वतापक और अतितापक की आवश्यकता होती है। 
• अतिक्रांतिक बॉयलर 22 MPa से अधिक के दबाव पर संचालित होते हैं और इसे बॉयलर के माध्यम से एकबार के रूप में भी संदर्भित किया जाता है चूँकि संभरण पानी प्रत्येक भाप चक्र में बॉयलर के माध्यम से केवल एक बार प्रसारित होती है। 

संकल्पना:

अपकेंद्रीय संपीडक

• वायु को रेडियल ब्लेडों के साथ एक घूर्णित प्रणोदक के केंद्र में खिंचा जाता है और अपकेंद्रीय बल द्वारा केंद्र की ओर दबाया जाता है।
• वायु की इस रेडियल गतिविधि के परिणामस्वरूप दबाव वृद्धि होती है।
• वायुप्रवाह दर प्रत्यागामी संपीडक की तुलना में अधिक होती है। लेकिन अधिकतम दबाव मान प्रत्यागामी संपीडक की तुलना में कम होती है।
• अपकेंद्रीय संपीडक का प्रयोग जेट इंजनों और छोटे गैस वाले टरबाइन इंजनों में किया गया था।
• बड़े इंजनों के लिए अक्षीय संपीडक को निम्न अग्र क्षेत्रफल की आवश्यकता होती है और यह अधिक दक्ष होते हैं।

अपकेंद्रीय संपीडक के लिए दबाव अनुपात = 4 : 1

अक्षीय प्रवाह वाले संपीडक के लिए दबाव अनुपात = 1.2 : 1

सही उत्‍तर एन्थ्रेसाइट है।

• एन्थ्रेसाइट में 86%-97% कार्बन होता है और आम तौर पर कोयले के सभी स्तरों का उच्चतम ताप का महत्व होता है। इसमें कार्बन की मात्रा सबसे अधिक होती है।
• एन्थ्रेसाइट एक गर्म, साफ लौ के साथ दहन करता है, जिसमें सल्फर और वाष्पशील की कम सामग्री होती है।
• इसका उपयोग घरेलू अनुप्रयोगों या अन्य विशिष्ट औद्योगिक उपयोगों में किया जाता है जिनके लिए धुआं रहित ईंधन की आवश्यकता होती है।
• भारत में, यह केवल जम्मू और कश्मीर के केंद्र शासित प्रदेश में पाया जाता है।

Additional Information

संकल्पना:

अग्नि ट्यूब बॉयलर: इस बॉयलर में गर्म फ्लू गैस ट्यूब के अंदर मौजूद होती हैं और पानी उन्हें घेरता है। वे निम्न-दबाव वाले बॉयलर होते हैं। संचालन दबाव लगभग 25 बार होता है।

अग्नि ट्यूब बॉयलर के उदाहरण:

• कोर्निश बॉयलर
• कोचरन बॉयलर
• लोकोमोटिव बॉयलर
• लैंकेशायर बॉयलर
• स्कॉटिश समुद्री बॉयलर

जल ट्यूब बॉयलर: इस बॉयलर में जल ट्यूब के अंदर मौजूद होता है और गर्म फ्लू गैस उन्हें घेरती है। वे उच्च-दबाव वाले बॉयलर होते हैं। संचालन दबाव लगभग 250 बार होता है।

जल ट्यूब बॉयलर के उदाहरण:

• स्टर्लिंग बॉयलर
• बैबकॉक और विलकॉक्स बॉयलर
• यारो बॉयलर
• लमोंट बायलर
• लोफलर बॉयलर
• वेलोक्स बॉयलर

लोकोमोटिव बॉयलर में, ड्रैफ्ट एक स्टीम जेट द्वारा उत्पन्न होता है।

ड्रैफ्ट तापीय विद्युत संयंत्र की सबसे आवश्यक प्रणालियों में से एक है जो दहन के लिए आवश्यक मात्रा में वायु की आपूर्ति करता है और प्रणाली से जले हुए उत्पादों को निकालता है।

प्राकृतिक ड्रैफ्ट: चिमनी के अंदर गर्म गैसों और उसके बाहर ठंडी वायुमंडलीय वायु के बीच घनत्व के अंतर के कारण चिमनी द्वारा एक ड्रैफ्ट उत्पन्न होता है।

प्रेरित ड्रैफ्ट: ईंधन के आधार में वायु का दाब चिमनी के नीचे या उसके पास रखे पंखे के माध्यम से वायुमंडल के नीचे हो जाता है।

स्टीम जेट ड्रैफ्ट:

          a)प्रेरित वाष्प जेट: चिमनी में रखे नोजल से पारित की गई वाष्प जेट द्वारा निर्मित ड्रैफ्ट होता है।

         b)कृत्रिम वाष्प जेट:  भट्ठी की आग की जालिका के नीचे राखदानी में रखे नोजल से पारित की गई वाष्प जेट द्वारा निर्मित ड्रैफ्ट होता है। उदाहरण: लोकोमोटिव बॉयलर

संतुलित ड्रैफ्ट: यह प्रेरित और कृत्रिम ड्रैफ्ट का एक संयोजन है। 

सही उत्तर कोयला है।

• अनवीकरणीय संसाधन:
  • जिन स्रोतों को नष्ट किए जाने के बाद उन्हें बदला या पुन: उपयोग नहीं किया जा सकता, उन्हें अनवीकरणीय संसाधन कहा जाता है।
  • ये सीमित संसाधन हैं, इसलिए इनका उपयोग सीमित रूप से किया जाता है।
  • ये पर्यावरण के अनुकूल नहीं हैं क्योंकि कार्बन उत्सर्जन की मात्रा अधिक होती है।
  • इन संसाधनों की लागत अधिक है।
  • ये प्रदूषण-मुक्त नहीं हैं।
  • इन्हे निम्र रखरखाव लागत की आवश्यकता होती है।
  • कोयला, तेल, परमाणु ऊर्जा, पेट्रोलियम, प्राकृतिक गैस, बैटरी, शेल गैस, फॉस्फेट इसके कुछ उदाहरण हैं।

Additional Information

• नवीकरणीय संसाधन:
  • मानव द्वारा उपयोग किए जाने वाले संसाधन, जब से मानव जीवन है।
  • इन संसाधनों का उपयोग हमारे पूर्वजों द्वारा प्रकाश, आश्रय, परिवहन, खाना पकाने, तापन, नुकसान से सुरक्षा जैसे दैनिक उद्देश्यों के लिए किया जाता था।
  • इन्हें ऊर्जा के गैर-पारंपरिक स्रोतों के रूप में भी जाना जाता है।
  • उदाहरण के लिए मृदा, जल निकाय, सूर्य, पवन, ज्वारीय ऊर्जा, भू-तापीय, वन, पर्वत, वन्य जीवन, वायुमंडलीय संसाधन।
  • इनका असीमित उपयोग किया जा सकता है।
  • वे पर्यावरण के अनुकूल हैं।
  • लागत कम है।
  • ये प्रदूषण-मुक्त हैं।
  • इन्हे उच्च रखरखाव लागत की आवश्यकता होती है।
  • ये स्थायी संसाधन हैं।
  • ये पृथ्वी पर मौजूद जीवन को कोई नुकसान नहीं पहुंचाते।

सही उत्तर रूस है।

• रूस ने दुनिया का पहला तैरता हुआ परमाणु संयंत्र विकसित किया है।

Key Points

• अकादमिक लोमोनोसोव दुनिया का पहला तैरता हुआ परमाणु रिएक्टर है।
• अकादमिक लोमोनोसोव का नाम 18वीं शताब्दी के रूसी वैज्ञानिक मिखाइल लोमोनोसोव के नाम पर रखा गया था।
• हाल ही में, पर्यावरणविदों ने इस क्षेत्र में गंभीर जोखिमों की चेतावनी के बावजूद, इसने 22 दिनों में 5,000 किमी की आर्कटिक यात्रा पूरी कर ली है।
• संयंत्र को रूस द्वारा 19 मई 2018 को सेंट पीटर्सबर्ग शिपयार्ड में लॉन्च किया गया था।
• अकादमिक लोमोनोसोव के बाहरी हिस्से को राष्ट्र के ध्वज के लाल, सफेद और नीले रंगों के साथ चित्रित किया गया है।​