जहाज़ की सहायक मशीनें

जहाज़ को सहायक मशीनें क्यों चाहिए

सहायक मशीनें वे सब मशीनें हैं जो मुख्य इंजन या प्रोपेलर नहीं हैं, पर जहाज़ को चालू रखने के लिए ज़रूरी हैं। जहाज़ हफ़्तों समुद्र में रह सकता है, इसलिए वह अपना ठंडा करने का पानी, मीठा पानी, बिजली और सफ़ाई खुद बनाता है।

पंप

पंप तरल को बहाता है और उसका दबाव बढ़ाता है। दो मुख्य वर्ग:

• अपकेंद्री (सेंट्रीफ़्यूगल) पंप: घूमता इम्पेलर तरल को बाहर फेंकता है। मध्यम दबाव पर बड़ा और सहज बहाव देता है। समुद्री पानी से ठंडक, बैलास्ट, आग बुझाने और बिल्ज में इस्तेमाल होता है। चालू करने से पहले इसे तरल से भरना पड़ता है (प्राइमिंग)।
• धनात्मक विस्थापन पंप (गियर, स्क्रू, पिस्टन): हर चक्कर में तय आयतन फँसाकर आगे धकेलता है। ऊँचा दबाव देता है और गाढ़े तरलों के साथ चलता है, इसलिए ईंधन और चिकनाई तेल के लिए। यह हवा भी निकाल सकता है, इसलिए स्वयं-प्राइमिंग है।

हेड यानी दबाव को तरल की ऊँचाई में लिखना: H = P / (ρg)। लगभग 10.2 मी पानी का हेड 1 बार के बराबर है। पंप की शक्ति: P = ρ g Q H / η, जहाँ Q बहाव (घन मी/से) और η दक्षता है।

हाइड्रॉलिक उपकरण

हाइड्रॉलिक प्रणाली बंद पाइपों में तरल (तेल) से बल पहुँचाती है। पास्कल का नियम: बंद बर्तन में तरल पर लगाया दबाव हर जगह बराबर पहुँचता है। इसलिए दबाव p = F1/A1 = F2/A2 और बड़े पिस्टन पर बल F2 = F1 × (A2/A1)।

बल गुणा होता है, पर बड़ा पिस्टन कम चलता है: d2 = d1 × (A1/A2)। ऊर्जा पैदा नहीं होती: किया गया काम = मिला काम (हानि छोड़कर)। तेल इसलिए लेते हैं कि वह लगभग असंपीड्य है और चिकनाई भी देता है।

जहाज़ पर हाइड्रॉलिक स्टीयरिंग गियर, डेक क्रेन, विंच और लंगर खींचने की मशीन (windlass), हैच कवर और स्टेबिलाइज़र में लगती है। पंप दबाव देता है, वाल्व तेल की दिशा तय करते हैं, और रैम या मोटर काम करते हैं। रिसाव देखिए और तेल साफ़ रखिए।

मीठा पानी बनाने की मशीनें

जहाज़ अपनी ज़रूरत का सारा पीने और बॉयलर का पानी साथ नहीं रख सकता। मीठा पानी बनाने की मशीन (इवैपोरेटर) उसे समुद्री पानी से बनाती है।

• इंजन की ठंडक-प्रणाली का गर्म पानी (लगभग 70 से 80 °C), जो वरना बर्बाद होता, समुद्री पानी को गर्म करता है।
• खोल में तेज़ निर्वात रखते हैं, इसलिए पानी सिर्फ़ 40 से 45 °C पर उबलता है। इससे ऊर्जा बचती है और परत (scale) कम जमती है।
• भाप ऊपर कंडेंसर तक जाती है, जो समुद्री पानी से ठंडा है, और शुद्ध पानी बनकर ट्रे में जमा होती है। नमक पीछे रहता है और गाढ़ा खारा पानी (brine) बाहर पंप कर देते हैं।
• सैलिनोमीटर उत्पाद में नमक जाँचता है। ज़्यादा खारा हो तो पानी वापस फेंक दिया जाता है।

आगे खनिज और क्लोरीन मिलाकर यह पीने का पानी बनता है।

प्रदूषण-नियंत्रण उपकरण

MARPOL जहाज़ों से कचरा छोड़ने से पहले साफ़ करने को कहता है।

• तेल-पानी अलग करने की मशीन (OWS): तेल पानी से हल्का है, इसलिए शांत टंकी में ऊपर तैरता है और हटा लिया जाता है (गुरुत्व पृथक्करण, अक्सर फ़िल्टरों के साथ)। पानी तभी बाहर जाता है जब तेल 15 ppm या कम हो, जिसे तेल-मात्रा मीटर जाँचता है और सीमा पार होते ही निकासी रोक देता है।
• सीवेज उपचार संयंत्र: जीवाणु कचरा तोड़ते हैं और पानी कीटाणु-मुक्त किया जाता है।
• इन्सिनरेटर: तेल की गाद और कुछ कचरा जलाता है।
• बैलास्ट पानी उपचार: छोड़ने से पहले फ़िल्टर और UV प्रकाश समुद्री जीव मारते हैं।
• निकास साफ़ करना: स्क्रबर सल्फ़र हटाते हैं और उत्प्रेरक नाइट्रोजन ऑक्साइड घटाते हैं।

हर निकासी का रिकॉर्ड Oil Record Book में रखा जाता है।

करके देखिए: चार छोटे प्रयोग

3D में हर स्लाइडर चलाइए और देखने से पहले बदलाव का अंदाज़ा लगाइए। घर पर: (1) गिलास में पानी पर तेल डालिए और उसे ऊपर आते देखिए, (2) अलग-अलग आकार की दो सिरिंजों को पानी भरी पतली नली से जोड़कर छोटी को दबाइए, (3) भाप उठते बर्तन पर ठंडी स्टील की प्लेट रखकर बूँदें पकड़िए।

मुख्य सूत्र और परिभाषाएँ

• हेड H = P / (ρ g)
• पंप की शक्ति P = ρ g Q H / η
• पास्कल: F1/A1 = F2/A2, यानी F2 = F1 × A2/A1
• दूरी: d1 × A1 = d2 × A2
• OWS से निकले पानी में तेल ≤ 15 ppm (MARPOL)
• पानी ρ = 1000 किग्रा/घन मी, g = 9.81 मी/से²

हल किए गए उदाहरण

आम गलतियाँ

• सोचना कि हाइड्रॉलिक जैक मुफ़्त ऊर्जा देता है। बल गुणा होता है पर दूरी घटती है, इसलिए काम वही रहता है।
• बहुत गाढ़े तेल के लिए अपकेंद्री पंप लगाना। धनात्मक विस्थापन पंप बेहतर है।
• अपकेंद्री पंप को प्राइम करना भूलना। हवा से भरा हो तो वह तरल खींच नहीं सकता।
• सोचना कि निर्वात से पानी ज़्यादा गर्म पर उबलता है। कम दबाव से क्वथनांक घटता है।