ओवरहीटेड भाप का उपयोग रिबॉयलर को गर्म करने हेतु करना क्या उचित है?
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जैसा कि शीर्षक में उल्लेखित है, आसवन टॉवर के डिज़ाइन में उपयोगकर्ता 0.55 मेगापास्कल के अति-गर्म वाष्प का उपयोग रीबॉइलर को गर्म करने हेतु करते हैं; आमतौर पर यह संतृप्त वाष्प होती है। क्या अति-गर्म वाष्प से गर्म करने में कोई समस्या है? कृपया, सभी शिक्षकों से मार्गदर्शन प्राप्त करें! धन्यवाद!
अधिक तापमान एवं तापमान में बड़े अंतर का प्रक्रिया-माध्यम पर कोई प्रभाव पड़ता है क्या?
रीबॉयलर का सिद्धांत यह है कि इसके द्वारा डिस्टिलेशन टॉवर को ऊष्मा प्रदान की जाती है, ताकि टॉवर के नीचे मौजूद हल्के घटक और अधिक वाष्पीकृत हो सकें। लेकिन जब तापमान बहुत अधिक हो जाता है, तो भारी घटक भी अधिक मात्रा में वाष्पीकृत हो जाते हैं; ऐसी स्थिति में डिस्टिलेशन प्रक्रिया पर नियंत्रण रखना कठिन हो जाता है। इसके अलावा, यदि टॉवर के नीचे मौजूद प
कुछ माध्यम, स्थानीय अतिताप के कारण खराब हो सकते हैं या उनमें जंग लग सकता है। ऐसी स्थिति में ही दबाव एवं तापमान को कम करने की आवश्यकता होती है; अन्यथा ऐसा करने की कोई आवश्यकता नहीं है।
मेरे विचार से, अप्रत्यक्ष तरीके से गर्म करना ही उचित है।
यदि गर्म किए जाने वाले माध्यम को उच्च तापमान से कोई समस्या न हो, तो कोई समस्या नहीं होनी चाहिए (0.55 MPA दबाव वाली अतिसंवहनीय भाप आम तौर पर 300 डिग्री से अधिक नहीं होती)। लेकिन वास्तविक परिस्थितियों में, ऊष्मा-विनिमयकर्ताओं में लीकेज होने की संभावना रहती है।
जानिए कि संतृप्त वाष्प से हीट एक्सचेंज करने पर बेहतर परिणाम मिलता है, या अतिसंतृप्त वाष्प से हीट एक्सचेंज करने पर बेहत
इस पोस्ट को अंतिम बार arpcd द्वारा 2016-11-24 06:10 पर संपादित किया गया। लगता है कि पोस्ट लिखने वाला व्यक्ति अभी शुरुआती स्तर पर ही है… (पोस्ट के अंत में इसका कारण भी दिया गया है।) शुरुआती स्तर के व्यक्तियों की समस्याओं को इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है – xx मुख्य कारखाने के अंतर्गत स्थित xx उप-कारखाने में E101 नामक एक रीबॉयलर है; यह संतृप्त भाप का उपयोग करके सामग्री को गर्म करता है। यह एक ऊर्ध्वाधर प्रकार का हीट एक्सचेंजर है… इसका संचालन सामान्य रूप से ही हो रहा है, एवं उपकरण भी ठीक है। अब मुख्य कारखाने में भाप पाइपलाइनों में सुधार किया जा रहा है… ताकि भाप को लंबी दूरी तक पहुँचाते समय कम से कम घनीभूत जल उत्पन्न हो, एवं भाप का उपयोग अधिक कुशलता से हो सके। इसके लिए पाइपलाइनों में अतितापित भाप का ही उपयोग किया जाएगा। मुख्य कारखाने के तकनीकी सुधार विभाग ने सभी उप-कारखानों से अपने उपकरणों का विश्लेषण करने को कहा है। पूरे कारखाने के पुनर्निर्माण के लिए, XX शाखा के तकनीकी विभाग को E101 संबंधी गणनाएँ करनी होंगी। दूसरे शब्दों में, यह जाँचना आवश्यक है कि क्या समान दबाव की स्थितियों में अतितापित भाप का उपयोग, मौजूदा संतृप्त भाप के स्थान पर किया जा सकता है या नहीं। ऊर्जा खपत, प्रक्रियात्मक मापदंडों, उपकरणों की सुरक्षा आदि कारकों का मूल्यांकन किया जाता है, ताकि तकनीकी सुधार विभाग आगे के सुधार कार्यों की योजना बना सके। उत्तर प्राप्त करने हेतु, आप ऊपर दिए गए उदाहरण को आधार बनाकर एक काल्पनिक स्थिति बना सकते हैं, और वास्तव में गणना करके निष्कर्ष निकाल सकते हैं। आखिर, अनुभवी लोगों का अनुभव कहाँ से आता है? गणना करके पता चला। । । । स्थिति-नाटक शुरू होता है: E101 एक्सचेंजर एवं इसमें उपयोग होने वाली भाप संबंधी मापदंड निम्नलिखित हैं। चूँकि यह उपकरण वास्तव में कार्यरत है, इसलिए नीचे दिए गए सभी मापदंड वास्तविक मान हैं (यह बात बहुत महत्वपूर्ण है)। ऊष्मा-आदान क्षेत्रफल F = 40 मीटर², कुल ऊष्मा-संचरण गुणांक Kmax = 500 वाट/मीटर²·°सेल्सियस, ऊष्मा-संचरण हेतु औसत ताप-ांतर T = 50°सेल्सियस (मध्यवर्ती पदार्थ का वाष्पीकरण तापमान 112°सेल्सियस है)। वास्तविक संचालन के दौरान प्राप्त होने वाला अधिकतम ऊष्मा-भार Qmax = 1000 किलोवाट है। ； उपयोग में आने वाली भाप, 0.55 MPaG (सतही दबाव) पर संतृप्त भाप है। यह भाप संतृप्त तापमान पर ही ठोस अवस्था में बदल जाती है; जहाँ P = 0.55 MPaG, T = 162℃ है। इस भाप की विशिष्ट ऊष्मा H = 2760 kJ/kg है, जबकि स्थिर दबाव पर इसकी विशिष्ट ऊष्मा-क्षमता Cp = 2.5129 kJ/kg·℃ है। संतृप्त जल की विशिष्ट ऊष्मा H0 = 685 kJ/kg है। इस प्रकार, भाप के ठोस अवस्था में बदलने हेतु आवश्यक ऊष्मा r = 2760 – 685 = 2075 kJ/kg है। 1000 kW के ऊष्मा-भार के लिए, आवश्यक भाप की मात्रा W = 1735 kg/h है। और आप, जो इस नाटक में मुख्य पात्र हैं – अर्थात् XX फैक्ट्री के तकनीशियन – आपका काम यह है कि आप यह जाँचें कि क्या E101 का उपयोग अतितापीय भाप के साथ किया जा सकता है। साथ ही, ऊर्जा की खपत, उत्पादन प्रक्रिया संबंधी मापदंडों, एवं उपकरणों की सुरक्षा का भी मूल्यांकन करना आपका ही काम है। ये सभी कार्य आपकी जिम्मेदारी हैं। काम पूरा नहीं होगा या ठीक से नहीं होगा, तो प्रबंधक संतुष्ट नहीं होंगे। इस साल वार्षिक प्रदर्शन मूल्यांकन तो बेकार ही जाएगा! ！ तकनीकी सुधार विभाग द्वारा दिए गए अतितापित भाप के मापदंड हैं: P=0.55 MPaG, T=262°C, अतिताप की मात्रा 100°C। भाप की विशिष्ट ऊष्मा H=2981 किलोजूल/किग्रा है; नियत दबाव पर विशिष्ट ऊष्मा क्षमता Cp=2.1047 किलोजूल/किग्रा·°C है। संतृप्त जल की विशिष्ट ऊष्मा H0=685 किलोजूल/किग्रा है। इस प्रकार, अतितापित भाप के संतृप्त जल में रूपांतरण के दौरान उत्पन्न उष्मा r=2981-685=2297 किलोजूल/किग्रा है।
अब, ऊर्जा खपत, प्रक्रियात्मक मापदंड एवं उपकरणों की सुरक्षा – इन तीनों मुद्दों पर विस्तार से चर्चा करें:
1. ऊर्जा खपत: यह आसानी से गणना किया जा सकता है। मान लीजिए कि उपयोग में आने वाली अतितापित भाप पूरी तरह से विनिमयक में संघनित हो जाती है; ऐसी स्थिति में आवश्यक ऊर्जा W=Q/r=1000*3600/2297=1567 किग्रा/घंटा होगी। पहले 1735 किग्रा/घंटा भाप की आवश्यकता थी; अतः अब 1735-1567=168 किग्रा/घंटा कम भाप की आवश्यकता है। यह 9.7% की कमी है, जो लगभग 10% है। पुरानी भाप व्यवस्था एवं वाल्वों का उपयोग भी जारी रखा जा सकता है। । नेता ने सुना, ओह! ऊर्जा की खपत कम हो गई, पाइपों एवं वाल्वों का उपयोग फिर से किया जा सकता है… यह तो अच्छी बात है। (माफ़ कीजिए, नेता जी… क्योंकि बुरी बातें आमतौर पर बाद में ही बताई जाती हैं।) । 2. प्रक्रियात्मक मापदंड: सबसे पहले आपको यह जाँचना होगा कि E101 में ऊष्मा-विनिमय हेतु पर्याप्त क्षेत्रफल है या नहीं; अर्थात्, अतितप्त भाप के लिए E101 का ऊष्मा-विनिमय क्षेत्रफल प्रक्रियात्मक आवश्यकताओं को पूरा करता है या नहीं। अन्यथा, बिंदु 1 में गणना किए गए आंकड़े अर्थहीन हो जाएंगे। चूँकि अतितापित भाप का ही उपयोग किया जाता है, इसलिए E101 में निश्चित रूप से “दृश्य ऊष्मा चरण” एवं “अदृश्य ऊष्मा चरण” होता है। अर्थात्, भाप का घनीकरण तभी हो सकता है, जब 100℃ की अतितापन ऊष्मा कम हो जाए। यह प्रक्रिया 262℃ से 162℃ तक होती है; पहला चरण “दृश्य ऊष्मा चरण” है, जबकि दूसरा चरण “अदृश्य ऊष्मा चरण” है। यदि ऊष्मा-भार 1000 किलोवाट ही रहे, तो दोनों चरणों में आवश्यक ऊष्मा-भार की गणना इस प्रकार की जा सकती है:
**दृश्य ऊष्मा चरण:** 262℃ एवं 162℃ तापमानों पर औसत निश्चित-दबाव ऊष्मा-धारिता Cp = (2.5129 + 2.1047)/2 = 2.3088 किलोजूल/किग्रा·°C है। इसलिए, ऊष्मा-भार Q1 = WCpΔT = 1567 × 2.3088 × 100 = 361,842 किलोजूल/घंटा = 101 किलोवाट। यह मूल्य लगभग 10% ही है। ； अवस्थित ऊष्मा चरण: यह सरल है; 1000 – 101 = 899 किलोवाट। दृश्यमान ऊष्मा चरण को घटा देने पर ही यह मान प्राप्त होता है। यह कुल ऊष्मा भार का 90% है।
क्षेत्रफल की गणना: यह भी सरल है। अवस्थित ऊष्मा चरण, कुल क्षेत्रफल का 90% है। चूँकि यह चरण मूल संचालन परिस्थितियों के समान ही है, इसलिए 90% ही लिया जा सकता है। अतः F = 40 × 90% = 36 वर्गमीटर। अर्थात्, 40 वर्गमीटर के विनिमय क्षेत्रफल में से 36 वर्गमीटर अवस्थित ऊष्मा चरण के लिए आवश्यक है, जबकि शेष 4 वर्गमीटर दृश्यमान ऊष्मा चरण के लिए है। तो क्या यह 262 वाष्प → 162 वाष्प की प्रक्रिया को पूरा कर सकता है? ऊष्मा-स्थानांतरण संबंधी गणनाएँ भी कठिन नहीं हैं। कुल ऊष्मा-स्थानांतरण गुणांक का मान निर्धारित करने हेतु कुछ अनुभव की आवश्यकता होती है। आम तौर पर, केवल गैसीय चरण में ऊष्मा-स्थानांतरण गुणांक बहुत कम होता है। E101 में कुल ऊष्मा-स्थानांतरण गुणांक 500 तक होने का कारण यह है कि एक ओर भाप संघनित हो रही है, जबकि दूसरी ओर संतृप्त घोल वाष्पीकृत हो रहा है; दोनों ही प्रक्रियाओं में चरण-परिवर्तन हो रहा है, इसलिए ऊष्मा-स्थानांतरण गुणांक बहुत अधिक होता है। यदि अतितापित भाप का उपयोग किया जाए, तो अतितापित भाप वाली ओर का ऊष्मा-स्थानांतरण गुणांक कुछ दर्जनों के आसपास ही होता है; इसे 100 से अधिक होना मुश्किल है। कुल ऊष्मा-स्थानांतरण गुणांक आम तौर पर कम वाले मान से ही निर्धारित होता है। यहाँ आप K=100 मानकर ही गणना कर सकते हैं। आखिरकार यह तो केवल अनुमानित मान ही है; यदि सिमुलेशन के परिणाम गलत आएं, तो कोई बात नहीं… त्रुटि की अनुमति है। तापीय भार ज्ञात है; कुल ऊष्मा संचरण गुणांक के रूप में आपने 100 का मान अनुमानित किया है। शेष तापांतर की गणना की जा सकती है। यहाँ औसत लॉगरिथमिक तापांतर का उपयोग किया जाना चाहिए। ठंडे छोर पर तापांतर: 162–112 = 50°C, गर्म छोर पर तापांतर: 262–112 = 150°C। लॉगरिथमिक तापांतर T = (150–50)/ln(150/50) = 91°C। ध्यान दें, तापांतर बहुत महत्वपूर्ण है; इसके बारे में आगे विस्तार से बताया जाएगा। F = Q/(TxK) = 101×1000/(91×100) = 11 मीटर²। दूसरे शब्दों में, स्पष्ट ऊष्मा-हस्तांतरण हेतु 11 मीटर² का क्षेत्रफल आवश्यक है। अतः अतिसंवहनीय भाप के उपयोग हेतु 11 + 36 = 47 मीटर² का क्षेत्रफल आवश्यक है। लेकिन E101 में केवल 40 मीटर² का ही क्षेत्रफल है; इस कारण तकनीकी सुधार संबंधी कार्यों में कठिनाइयाँ आ रही हैं। वर्तमान में, E101 कितना ऊष्मा-भार सह सकता है? 11 मीटर² क्षेत्रफल में अतितापित भाप को ठंडा किया गया; शेष 29 मीटर² क्षेत्रफल में पूरा किया जा सकने वाला ऊष्मा-भार Q2 = FxKxT = 29×500×50 = 725,000 वाट = 725 किलोवाट है। दूसरे शब्दों में, अतितापित भाप का उपयोग करने के बाद, मौजूदा E101 उपकरण केवल Qmax = 101 + 725 = 826 किलोवाट का ही ऊष्मा-भार संभाल सकता है (100 का मान सबसे अधिक मान माना गया है)। 1000 किलोवाट की आवश्यकता की तुलना में, कमी का अनुपात 1 – 826/1000 = 17.4% है। दूसरे शब्दों में, माध्यम में वाष्पीकरण की मात्रा 82% ही रह जाती है… और यह तब है जब K का मान 100 ही है। आम तौर पर, K का मान 100 से अधिक होना बहुत ही कठिन है। । नेता सहज ही आपसे पूछेगा, “स्टीम को थोड़ा ज्यादा कर दीजिए, क्या यह संभव है?” किसने यह निर्धारित किया है कि आपको केवल 1567 किलोग्राम/घंटा की दर से ही प्रवाह उपयोग में लाना है? क्या आप 2000 किलोग्राम/घंटा की दर से भी इसका उपयोग कर सकते हैं? हमारी उप-इकाई हर घंटे दो टन भाप उत्पन्न करने हेतु पैसे खर्च कर सकती है; पैसा कोई समस्या नहीं है। । नेता तो वाकई परेशानी पैदा करने वाले होते हैं… गालियाँ देने के बावजूद, जो हिसाब चुकाना ही है, उसे तो चुकाना ही पड़ता है। ऐसी स्थिति में, आप सीमाओं का निर्धारण कर सकते हैं… यानी, उपकरण के संचालन हेतु अधिकतम सीमाओं का निर्धारण किया जा सकता है। E101 के मामले में, 262 वाष्प → 162 वाष्प → 162 जल, यह तो एक सामान्य स्थिति है… लेकिन दूसरी स्थिति असामान्य है… (नेता को तो पैसों की कोई कमी नहीं है; वह तो असामान्य स्थितियों के बारे में ही पूछ रहा है…) वह स्थिति यह है – अतिगर्म वाष्प पूरी तरह से ठंडी नहीं होती, बल्कि केवल स्पष्ट ऊष्मा के द्वारा ही उसे गर्म किया जाता है… ऐसी स्थिति में कितनी वाष्प की आवश्यकता होगी? W = Q / (Cp × t), यहाँ Q = 1000 किलोवाट है। विशिष्ट ऊष्मा का मान 2.3088 किलोजूल/किग्रा·°सेल्सियस है। तापमान अंतर कितना है? पता नहीं। अगर पता न हो, तो हम कुछ अनुमान लगा सकते हैं। आपके ओवरहीटेड भाप का ओवरहीटिंग मान 100℃ है; यही अधिकतम तापमान-अंतर है। चूँकि भाप संघनित नहीं हो रही है, इसलिए आवश्यक ओवरहीटेड भाप की मात्रा की गणना करनी होगी। W = 1000 × 3600 / (2.3088 × 100) = 15592 किग्रा/घंटा। अर्थात्, 15.6 टन/घंटा की दर से भाप की खपत हो रही है। । । क्या यह मान सही है? ? Q = WCpt, यह आपका ऊर्जा-हिसाब-किताब का सूत्र है। लेकिन साथ ही, Q = FKT भी है; यह आपके एक्सचेंजर द्वारा Q के लिए निर्धारित सीमा है। “दृश्यमान ऊष्मा” के लिए Q का एक अधिकतम मान होता है – E101 में अधिकतम ताप-ांतर 262 – 112 = 150°C है। इस प्रकार, Qmax = 40 × 150 × 100 = 600 किलोवाट होता है। यह मूल E101 के 1000 किलोवाट के ऊर्जा-भार का केवल 60% है… यह तो बहुत कम है। स्पष्ट है कि 15.6 टन/घंटा की दर से उत्पन्न होने वाली भाप का उपयोग संभव ही नहीं है। आपने जितनी भाप दी है, उसे एक्सचेंजर द्वारा संभाला ही नहीं जा सकता। 40 मीटर² का क्षेत्रफल तो ऐसा ही है… जैसे कि कोई राजमार्ग, जिसकी अधिकतम क्षमता सड़क के सबसे संकीर्ण हिस्से के आधार पर ही निर्धारित होती है। पीछे तो चार लेन हैं… लेकिन सबसे आगे केवल दो लेन ही हैं… इसलिए गति सीमा 120 किमी/घंटा ही है… भाप के प्रवाह की भी एक अधिकतम सीमा है… चाहे आप आठ लेन भी बना लें, फिर भी भाप का प्रवाह उसी सीमा तक ही होगा… (भाप की मात्रा 60% से अधिक नहीं हो सकती…) । । वास्तव में, WCpt = FKT लिखने के बाद प्रयोगात्मक विधि से ही गणना की जानी चाहिए। क्योंकि यहाँ दो चर हैं – भाप की खपत W एवं तापांतर t (जहाँ t, अतितप्त भाप के तापमान में हुई कमी है; T, ऊष्मा-विनिमायक में औसत तापांतर है; t निर्धारित होने पर T भी निर्धारित हो जाता है)। ऐसी स्थिति में प्रयोगात्मक विधि से ही गणना करनी आवश्यक है। (एक समीकरण में दो अज्ञात हैं… इसे कैसे हल किया जाए?) गणित में आपकी क्षमता कैसी है? लेकिन जटिल “ट्राय-एंड-एरर” विधि की कोई आवश्यकता नहीं है। चाहे आपका स्टीम सिस्टम किसी भी परिस्थिति में काम कर रहा हो, चाहे वह वाष्पीकृत हो या न हो, आपका E101 मॉडल 1000 किलोवाट की मूल आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकता। जब ओवरहीटेड स्टीम वाष्पीकृत होती है, तो यह मॉडल अधिकतम 82% तक ही ऊष्मा उत्पन्न कर सकता है; जबकि ओवरहीटेड स्टीम वाष्पीकृत न हो, तो यह अधिकतम 60% तक ही ऊष्मा उत्पन्न कर सकता है। ये ही प्रक्रिया-संबंधी गणनाओं में प्राप्त होने वाले अधिकतम मान हैं… और यही वह उत्तर है जो नेतृत्व को चाहिए। आपको अपने उस अधिकारी को बताना होगा कि पैसों की कोई कमी नहीं है; लेकिन 100 टन/घंटा की दर से भाप देने से भी कोई फायदा नहीं होगा। E101 का क्षेत्रफल तो वहीं मौजूद है… हमने तो यहाँ सिर्फ दो लेनें ही बनाई हैं… यह पर्याप्त नहीं है! भले ही आपके पास बीएमडब्ल्यू X5 हो, लेकिन ऐसी काउंटी सड़कों पर, जहाँ हर जगह कैमरे लगे हैं एवं गति सीमा 40 किमी/घंटा है, आप भी तो केवल 40 किमी/घंटा की गति से ही चल सकते हैं, ना? (नेता के मन में चिंता हुई… उसने तो अभी-अभी उस लड़की को एक X5 कार दी है… क्या वह लड़का इसे देख गया?) वापस जाकर उसे संभालो! ！ कहानी रोमांचक हो रही है! अब समझ में आया होगा कि, दी गई शर्तों में “अधिकतम ऊष्मा भार” क्यों Qmax=1000kW है, है ना? ? अक्सर, वास्तविक रूप से कार्यरत हीट एक्सचेंजरों से प्राप्त आंकड़े Qmax तक नहीं पहुँच पाते, क्योंकि डिज़ाइन में कुछ अतिरिक्त सुविधाएँ होती हैं। दूसरे शब्दों में, आपका काम यही है कि उस अतिरिक्त सुविधा का उपयोग किया जाए… समझ गए? ओह, हे भगवान! हम जिस सामग्री को गर्म कर रहे हैं, वह तो तापमान के प्रति संवेदनशील है… इसलिए तापमान में बहुत अंतर नहीं होना चाहिए। । । । । । कहानी में और तत्व जोड़े जा सकते हैं। । । । । । 3. उपकरण की सुरक्षा: अंतिम मुद्दा यह है कि E101 में वास्तविक तापमान अंतर केवल 50℃ है। सामान्य ट्यूब-शेल प्रकार के एक्सचेंजरों में, जब ठंडे एवं गर्म छोरों के बीच का तापमान अंतर 60℃ से अधिक हो जाता है, तो उपकरण के विस्तार की समस्या को दूर करने हेतु एक्सपेंशन बीड्स की आवश्यकता होती है। लेकिन E101 में ऐसे एक्सपेंशन बीड्स नहीं हैं। यदि इसमें अत्यधिक तापमान वाली भाप का उपयोग किया जाए, तो भले ही E101 की सामग्री 262℃ तक के तापमान को सहन कर सकती हो, लेकिन एक्सपेंशन बीड्स के अभाव में E101 100℃ तक के तापमान अंतर को सहन नहीं कर पाएगा (गर्म छोर पर 150℃, ठंडे छोर पर 50℃)। ऐसी स्थिति में तनाव बहुत ही भयावह हो जाता है! उपकरणों में बहुत बड़ा जोखिम है! ！ यदि आपको तापमान-संबंधी तनावों के बारे में जानकारी नहीं है, तो आप उपकरणों से संबंधित विशेषज्ञों से सलाह ले सकते हैं। यदि आप कारखाने में हैं, तो आपको उपकरणों के तकनीशियनों से पूछना चाहिए कि 100℃ के तापमान-अंतर से E101 पर क्या गंभीर प्रभाव पड़ सकते हैं। । ओह, हमारा यह हीट एक्सचेंजर तो एक अत्याधुनिक एवं उन्नत प्रकार का हीट एक्सचेंजर है; इसमें एक्सपेंशन जॉइंट आदि की कोई आवश्यकता ही नहीं है। । । । । । उपकरणों की सुरक्षा में कोई समस्या नहीं है; तीसरा बिंदु हटा दिया जाए। कहानी में भी कुछ हिस्से हटा दिए जा सकते हैं। । । । । । गणना तो की ही गई, लिखा भी जा चुका है… पूरी प्रक्रिया के बारे में भी बहुत कुछ कहा गया। अब तो आपको कोई निष्कर्ष एवं सुझाव देने ही होंगे, है ना? ? गणनाओं से यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि अत्यधिक गर्म वाष्प का उपयोग करने से मूल प्रक्रिया की आवश्यकताएँ पूरी नहीं हो पाएँगी; दूसरे शब्दों में, ऑपरेशन लोड कम हो जाएगा। इसके अलावा, उपकरणों पर भी बहुत अधिक दबाव पड़ेगा; क्योंकि डिज़ाइन में निर्धारित तापमान से अधिक तापमान के कारण उपकरणों पर अत्यधिक तनाव पड़ेगा, जिससे E101 को नुकसान पहुँच सकता है। । । लीडर के चेहरे पर नाराजगी के भाव? ? ? ? जल्दबाजी मत करिए, सुझाव तो देने ही होंगे। । । । । यदि पहले से ही अत्यधिक तापमान वाली भाप का उपयोग किया गया है, तो मौजूदा E101 मॉडल को उसके अपर्याप्त ऊष्मा-आदान क्षेत्र के कारण बदलना ही होगा। इसके लिए इसे पुनः डिज़ाइन एवं निर्मित करना आवश्यक है, जिससे बहुत अधिक लागत आएगी। निश्चित रूप से, बोस यह कहेंगे कि यह काम बहुत समय एवं मेहनत लेने वाला है… क्या कोई आसान तरीका है? हाँ, E101 में प्रवेश करने से पहले एक तापमान-कम करने एवं आर्द्रता बढ़ाने वाला उपकरण लगा देना चाहिए; इससे अतिगर्म भाप संतृप्त हो जाएगी। ऐसे उपकरणों का निर्माण करने वाली कई कंपनियाँ हैं; इनमें से किसी एक से ही उपकरण खरीद लिया जा सकता है। जहाँ तक तापमान-कम करने वाले उपकरण के लिए पानी की बात है, तो E101 से प्राप्त होने वाले वराफ से ही उसकी आवश्यकता पूरी की जा सकती है। । । । । नेता की आँखों में चमक आ गई। इस लड़के ने अच्छी बातें कहीं… उसके कहे अनुसार ही काम किया जाए। साल के अंत में उसे “उत्कृष्ट कर्मचारी” का दर्जा दिया जाएगा, उसका वेतन भी दोगुना हो जाएगा। दो साल बाद उसे प्रबंधक बना दिया जाएगा… उसका तकनीकी कौशल तो बहुत अच्छा है… उसकी बातें तर्कसंगत हैं… वह ऐसा युवक नहीं है जो बिना किसी आधार के ही बातें करे… जिसके पास न तो कोई आंकड़े हों, न ही कोई सुझाव… ऐसा अविश्वसनीय युवक नहीं है… अगर वह आगे भी ऐसा ही करता रहा, तो उसे मेरा सहायक बनाया जा सकता है…~~~ यही है इस काल्पनिक कहानी का सारांश। । । । । । नाटक में सबसे महत्वपूर्ण बात यह है – मुख्य पात्र के रूप में आपको ही गणनाएँ करनी होंगी एवं आंकड़े देने होंगे; तभी आपको सभी संभावनाओं का अंदाजा हो पाएगा। बिना गणना किए, आपको कैसे पता चलेगा कि ताप विनिमय क्षेत्र अपर्याप्त है? आपको कैसे पता चलेगा कि तापमान में 91°C तक का अंतर है? अनुभवी लोग आपको यही सलाह देंगे कि —– ओवरहीटेड भाप के कारण E101 में गर्मी-संबंधी प्रक्रियाओं हेतु उपलब्ध क्षेत्र सीमित हो जाता है; इसके कारण E101 का क्षेत्रफल पर्याप्त नहीं रह जाता। साथ ही, ओवरहीटेड भाप के कारण तापमान-अंतर भी बढ़ जाता है, जिससे उपकरणों को गंभीर जोखिमों का सामना करना पड़ सकता है। “शायद”, “संभवतः”… ऐसे शब्दों का उपयोग अनुभवी लोग इसलिए करते हैं, ताकि वे बिना किसी गणना के ही आपको बता सकें कि उन्हें भी निश्चित रूप से कुछ पता नहीं है। गणना तो आपको ही करनी होगी… अनुभवी लोग आपके लिए गणना नहीं करेंगे। । क्षेत्रफल क्यों पर्याप्त नहीं है? ? जोखिम कहाँ पर अधिक है? ? आपकी बात कोई महत्व नहीं है… तीन दिन बाद ही आप उसे भूल जाएंगे। अगर तीन दिन भी आप उसे याद रख पाएं, तो भी तीन सौ दिन बाद तो आप उसे जरूर भूल जाएंगे। और जब प्रबंधक या तकनीकी सुधार विभाग के लोग आपसे पूछेंगे, तो आप घबरा जाएंगे… (यह मत सोचिए कि प्रबंधक एवं तकनीकी सुधार विभाग के लोग मूर्ख हैं… जब आपको सही जवाब नहीं पता होगा, तो आप निश्चित रूप से घबरा जाएंगे, और आपका रहस्य उजागर हो जाएगा!) जब आपके पास कोई आंकड़े ही नहीं होंगे, तो आप केवल इतना ही कह सकेंगे – “मेरे मालिक ने ही ऐसा कहा है… आप उनसे ही पूछ लीजिए।” ? नेता निश्चित रूप से आपको तीन सेकंड के भीतर वहाँ से जाने को कहेगा...... अब, यह पूछना कि थ्रेड धोखेबाज क्यों है, बहुत ही सरल है। उसने तो बस इतना ही लिखा है कि संतृप्त वाष्प का दबाव कितना है – लेकिन यह नहीं बताया कि वह गेज प्रेशर है या एब्सोल्यूट प्रेशर। और ओवरहीटिंग की मात्रा कितनी है? नहीं, बताइए ना… हीट एक्सचेंजर के पैरामीटर क्या हैं? क्षेत्रफल कितना है? ऑपरेशन के दौरान ऊष्मा भार कितना होता है? नहीं, लिखा नहीं गया। हीट एक्सचेंजर कौन-से रूप में होता है भगवान ही जानते हैं, क्या सामग्री उच्च तापमान अंतर को सहन कर सकती है? पता नहीं। । । । । चूँकि यह एक प्रश्न है, इसलिए सबसे पहले आपको यह सीखना होगा कि प्रश्न को कैसे स्पष्ट रूप से व्यक्त किया जाए। थोड़ा ध्यान से सोचें – एक नौसिखिया इस समस्या के बारे में कैसे सोचता है? सोचने की प्रक्रिया में आपके सामने क्या बाधाएँ हैं? या तो उन्होंने रसायन विज्ञान के सिद्धांतों को ही नहीं सीखा, या फिर वे गणना करना ही नहीं जानते; या फिर वे गणना करने में आलसी हैं। ऐसी स्थिति में वे बस शिक्षकों से सलाह म । । । । समस्याएँ स्पष्ट नहीं हैं, विचार भी स्पष्ट नहीं हैं… ऐसे में काम कैसे पूरा हो सकता है? सब्जियाँ… बहुत ही खराब हैं। । । । या फिर कहें कि वह आलसी है, बहुत ही आलसी। । । । आलसी मत बनो, गणना करो। ऐसा करने पर आप विशेषज्ञ बन जाएंगे। इस गणना को याद रखना भी मुश्किल होगा… ऊष्मा-अदला-बदली करने वाले उपकरणों से संबंधित पैरामीटरों को समझना तो और भी कठिन होगा। । । । । । । बेशक, ऐसी गणनाओं के लिए अनुभव आवश्यक है। इस अनुभव को प्राप्त करने की प्रक्रिया ही, वास्तव में नौसिखिये से अनुभवी व्यक्ति बनने की प्रक्रिया है। कोई भी व्यक्ति जन्म से ही अनुभवी नहीं होता। । मेरे पास कुछ साल पहले ही एक भाषा-शिक्षक द्वारा कक्षा 7 की लड़कियों के लिए तैयार किए गए पठन-टिप्पणियों वाली पुस्तिका है; इसे मैं इस पोस्ट के लेखक को दे रहा हूँ।
प्राचीन ग्रंथ – “कोंग चोंग्ज़ी • जू वेई” में लिखा है: “यू, तांग, वेन, वू, एवं झोउ गोंग – ये सभी मेहनती एवं परिश्रमी व्यक्ति थे; कुछ तो अपनी बाहें तोड़कर भी अपने लक्ष्यों को प्राप्त करने की कोशिश करते रहे, कुछ तो अपनी पीठ झुकाकर ही काम करते रहे… फिर भी वे महान व्य ” शिक्षक द्वारा लिखे गए टिप्पणियों में कहा गया है – “मेहनत से सोचना आवश्यक है; शारीरिक परिश्रम भी आवश्यक है। बिना परिश्रम के कैसे कोई ‘महान’ बन सकता है?”
अब, ऊर्जा खपत, प्रक्रियात्मक मापदंड एवं उपकरणों की सुरक्षा – इन तीनों मुद्दों पर विस्तार से चर्चा करें:
1. ऊर्जा खपत: यह आसानी से गणना किया जा सकता है। मान लीजिए कि उपयोग में आने वाली अतितापित भाप पूरी तरह से विनिमयक में संघनित हो जाती है; ऐसी स्थिति में आवश्यक ऊर्जा W=Q/r=1000*3600/2297=1567 किग्रा/घंटा होगी। पहले 1735 किग्रा/घंटा भाप की आवश्यकता थी; अतः अब 1735-1567=168 किग्रा/घंटा कम भाप की आवश्यकता है। यह 9.7% की कमी है, जो लगभग 10% है। पुरानी भाप व्यवस्था एवं वाल्वों का उपयोग भी जारी रखा जा सकता है। । नेता ने सुना, ओह! ऊर्जा की खपत कम हो गई, पाइपों एवं वाल्वों का उपयोग फिर से किया जा सकता है… यह तो अच्छी बात है। (माफ़ कीजिए, नेता जी… क्योंकि बुरी बातें आमतौर पर बाद में ही बताई जाती हैं।) । 2. प्रक्रियात्मक मापदंड: सबसे पहले आपको यह जाँचना होगा कि E101 में ऊष्मा-विनिमय हेतु पर्याप्त क्षेत्रफल है या नहीं; अर्थात्, अतितप्त भाप के लिए E101 का ऊष्मा-विनिमय क्षेत्रफल प्रक्रियात्मक आवश्यकताओं को पूरा करता है या नहीं। अन्यथा, बिंदु 1 में गणना किए गए आंकड़े अर्थहीन हो जाएंगे। चूँकि अतितापित भाप का ही उपयोग किया जाता है, इसलिए E101 में निश्चित रूप से “दृश्य ऊष्मा चरण” एवं “अदृश्य ऊष्मा चरण” होता है। अर्थात्, भाप का घनीकरण तभी हो सकता है, जब 100℃ की अतितापन ऊष्मा कम हो जाए। यह प्रक्रिया 262℃ से 162℃ तक होती है; पहला चरण “दृश्य ऊष्मा चरण” है, जबकि दूसरा चरण “अदृश्य ऊष्मा चरण” है। यदि ऊष्मा-भार 1000 किलोवाट ही रहे, तो दोनों चरणों में आवश्यक ऊष्मा-भार की गणना इस प्रकार की जा सकती है:
**दृश्य ऊष्मा चरण:** 262℃ एवं 162℃ तापमानों पर औसत निश्चित-दबाव ऊष्मा-धारिता Cp = (2.5129 + 2.1047)/2 = 2.3088 किलोजूल/किग्रा·°C है। इसलिए, ऊष्मा-भार Q1 = WCpΔT = 1567 × 2.3088 × 100 = 361,842 किलोजूल/घंटा = 101 किलोवाट। यह मूल्य लगभग 10% ही है। ； अवस्थित ऊष्मा चरण: यह सरल है; 1000 – 101 = 899 किलोवाट। दृश्यमान ऊष्मा चरण को घटा देने पर ही यह मान प्राप्त होता है। यह कुल ऊष्मा भार का 90% है।
क्षेत्रफल की गणना: यह भी सरल है। अवस्थित ऊष्मा चरण, कुल क्षेत्रफल का 90% है। चूँकि यह चरण मूल संचालन परिस्थितियों के समान ही है, इसलिए 90% ही लिया जा सकता है। अतः F = 40 × 90% = 36 वर्गमीटर। अर्थात्, 40 वर्गमीटर के विनिमय क्षेत्रफल में से 36 वर्गमीटर अवस्थित ऊष्मा चरण के लिए आवश्यक है, जबकि शेष 4 वर्गमीटर दृश्यमान ऊष्मा चरण के लिए है। तो क्या यह 262 वाष्प → 162 वाष्प की प्रक्रिया को पूरा कर सकता है? ऊष्मा-स्थानांतरण संबंधी गणनाएँ भी कठिन नहीं हैं। कुल ऊष्मा-स्थानांतरण गुणांक का मान निर्धारित करने हेतु कुछ अनुभव की आवश्यकता होती है। आम तौर पर, केवल गैसीय चरण में ऊष्मा-स्थानांतरण गुणांक बहुत कम होता है। E101 में कुल ऊष्मा-स्थानांतरण गुणांक 500 तक होने का कारण यह है कि एक ओर भाप संघनित हो रही है, जबकि दूसरी ओर संतृप्त घोल वाष्पीकृत हो रहा है; दोनों ही प्रक्रियाओं में चरण-परिवर्तन हो रहा है, इसलिए ऊष्मा-स्थानांतरण गुणांक बहुत अधिक होता है। यदि अतितापित भाप का उपयोग किया जाए, तो अतितापित भाप वाली ओर का ऊष्मा-स्थानांतरण गुणांक कुछ दर्जनों के आसपास ही होता है; इसे 100 से अधिक होना मुश्किल है। कुल ऊष्मा-स्थानांतरण गुणांक आम तौर पर कम वाले मान से ही निर्धारित होता है। यहाँ आप K=100 मानकर ही गणना कर सकते हैं। आखिरकार यह तो केवल अनुमानित मान ही है; यदि सिमुलेशन के परिणाम गलत आएं, तो कोई बात नहीं… त्रुटि की अनुमति है। तापीय भार ज्ञात है; कुल ऊष्मा संचरण गुणांक के रूप में आपने 100 का मान अनुमानित किया है। शेष तापांतर की गणना की जा सकती है। यहाँ औसत लॉगरिथमिक तापांतर का उपयोग किया जाना चाहिए। ठंडे छोर पर तापांतर: 162–112 = 50°C, गर्म छोर पर तापांतर: 262–112 = 150°C। लॉगरिथमिक तापांतर T = (150–50)/ln(150/50) = 91°C। ध्यान दें, तापांतर बहुत महत्वपूर्ण है; इसके बारे में आगे विस्तार से बताया जाएगा। F = Q/(TxK) = 101×1000/(91×100) = 11 मीटर²। दूसरे शब्दों में, स्पष्ट ऊष्मा-हस्तांतरण हेतु 11 मीटर² का क्षेत्रफल आवश्यक है। अतः अतिसंवहनीय भाप के उपयोग हेतु 11 + 36 = 47 मीटर² का क्षेत्रफल आवश्यक है। लेकिन E101 में केवल 40 मीटर² का ही क्षेत्रफल है; इस कारण तकनीकी सुधार संबंधी कार्यों में कठिनाइयाँ आ रही हैं। वर्तमान में, E101 कितना ऊष्मा-भार सह सकता है? 11 मीटर² क्षेत्रफल में अतितापित भाप को ठंडा किया गया; शेष 29 मीटर² क्षेत्रफल में पूरा किया जा सकने वाला ऊष्मा-भार Q2 = FxKxT = 29×500×50 = 725,000 वाट = 725 किलोवाट है। दूसरे शब्दों में, अतितापित भाप का उपयोग करने के बाद, मौजूदा E101 उपकरण केवल Qmax = 101 + 725 = 826 किलोवाट का ही ऊष्मा-भार संभाल सकता है (100 का मान सबसे अधिक मान माना गया है)। 1000 किलोवाट की आवश्यकता की तुलना में, कमी का अनुपात 1 – 826/1000 = 17.4% है। दूसरे शब्दों में, माध्यम में वाष्पीकरण की मात्रा 82% ही रह जाती है… और यह तब है जब K का मान 100 ही है। आम तौर पर, K का मान 100 से अधिक होना बहुत ही कठिन है। । नेता सहज ही आपसे पूछेगा, “स्टीम को थोड़ा ज्यादा कर दीजिए, क्या यह संभव है?” किसने यह निर्धारित किया है कि आपको केवल 1567 किलोग्राम/घंटा की दर से ही प्रवाह उपयोग में लाना है? क्या आप 2000 किलोग्राम/घंटा की दर से भी इसका उपयोग कर सकते हैं? हमारी उप-इकाई हर घंटे दो टन भाप उत्पन्न करने हेतु पैसे खर्च कर सकती है; पैसा कोई समस्या नहीं है। । नेता तो वाकई परेशानी पैदा करने वाले होते हैं… गालियाँ देने के बावजूद, जो हिसाब चुकाना ही है, उसे तो चुकाना ही पड़ता है। ऐसी स्थिति में, आप सीमाओं का निर्धारण कर सकते हैं… यानी, उपकरण के संचालन हेतु अधिकतम सीमाओं का निर्धारण किया जा सकता है। E101 के मामले में, 262 वाष्प → 162 वाष्प → 162 जल, यह तो एक सामान्य स्थिति है… लेकिन दूसरी स्थिति असामान्य है… (नेता को तो पैसों की कोई कमी नहीं है; वह तो असामान्य स्थितियों के बारे में ही पूछ रहा है…) वह स्थिति यह है – अतिगर्म वाष्प पूरी तरह से ठंडी नहीं होती, बल्कि केवल स्पष्ट ऊष्मा के द्वारा ही उसे गर्म किया जाता है… ऐसी स्थिति में कितनी वाष्प की आवश्यकता होगी? W = Q / (Cp × t), यहाँ Q = 1000 किलोवाट है। विशिष्ट ऊष्मा का मान 2.3088 किलोजूल/किग्रा·°सेल्सियस है। तापमान अंतर कितना है? पता नहीं। अगर पता न हो, तो हम कुछ अनुमान लगा सकते हैं। आपके ओवरहीटेड भाप का ओवरहीटिंग मान 100℃ है; यही अधिकतम तापमान-अंतर है। चूँकि भाप संघनित नहीं हो रही है, इसलिए आवश्यक ओवरहीटेड भाप की मात्रा की गणना करनी होगी। W = 1000 × 3600 / (2.3088 × 100) = 15592 किग्रा/घंटा। अर्थात्, 15.6 टन/घंटा की दर से भाप की खपत हो रही है। । । क्या यह मान सही है? ? Q = WCpt, यह आपका ऊर्जा-हिसाब-किताब का सूत्र है। लेकिन साथ ही, Q = FKT भी है; यह आपके एक्सचेंजर द्वारा Q के लिए निर्धारित सीमा है। “दृश्यमान ऊष्मा” के लिए Q का एक अधिकतम मान होता है – E101 में अधिकतम ताप-ांतर 262 – 112 = 150°C है। इस प्रकार, Qmax = 40 × 150 × 100 = 600 किलोवाट होता है। यह मूल E101 के 1000 किलोवाट के ऊर्जा-भार का केवल 60% है… यह तो बहुत कम है। स्पष्ट है कि 15.6 टन/घंटा की दर से उत्पन्न होने वाली भाप का उपयोग संभव ही नहीं है। आपने जितनी भाप दी है, उसे एक्सचेंजर द्वारा संभाला ही नहीं जा सकता। 40 मीटर² का क्षेत्रफल तो ऐसा ही है… जैसे कि कोई राजमार्ग, जिसकी अधिकतम क्षमता सड़क के सबसे संकीर्ण हिस्से के आधार पर ही निर्धारित होती है। पीछे तो चार लेन हैं… लेकिन सबसे आगे केवल दो लेन ही हैं… इसलिए गति सीमा 120 किमी/घंटा ही है… भाप के प्रवाह की भी एक अधिकतम सीमा है… चाहे आप आठ लेन भी बना लें, फिर भी भाप का प्रवाह उसी सीमा तक ही होगा… (भाप की मात्रा 60% से अधिक नहीं हो सकती…) । । वास्तव में, WCpt = FKT लिखने के बाद प्रयोगात्मक विधि से ही गणना की जानी चाहिए। क्योंकि यहाँ दो चर हैं – भाप की खपत W एवं तापांतर t (जहाँ t, अतितप्त भाप के तापमान में हुई कमी है; T, ऊष्मा-विनिमायक में औसत तापांतर है; t निर्धारित होने पर T भी निर्धारित हो जाता है)। ऐसी स्थिति में प्रयोगात्मक विधि से ही गणना करनी आवश्यक है। (एक समीकरण में दो अज्ञात हैं… इसे कैसे हल किया जाए?) गणित में आपकी क्षमता कैसी है? लेकिन जटिल “ट्राय-एंड-एरर” विधि की कोई आवश्यकता नहीं है। चाहे आपका स्टीम सिस्टम किसी भी परिस्थिति में काम कर रहा हो, चाहे वह वाष्पीकृत हो या न हो, आपका E101 मॉडल 1000 किलोवाट की मूल आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकता। जब ओवरहीटेड स्टीम वाष्पीकृत होती है, तो यह मॉडल अधिकतम 82% तक ही ऊष्मा उत्पन्न कर सकता है; जबकि ओवरहीटेड स्टीम वाष्पीकृत न हो, तो यह अधिकतम 60% तक ही ऊष्मा उत्पन्न कर सकता है। ये ही प्रक्रिया-संबंधी गणनाओं में प्राप्त होने वाले अधिकतम मान हैं… और यही वह उत्तर है जो नेतृत्व को चाहिए। आपको अपने उस अधिकारी को बताना होगा कि पैसों की कोई कमी नहीं है; लेकिन 100 टन/घंटा की दर से भाप देने से भी कोई फायदा नहीं होगा। E101 का क्षेत्रफल तो वहीं मौजूद है… हमने तो यहाँ सिर्फ दो लेनें ही बनाई हैं… यह पर्याप्त नहीं है! भले ही आपके पास बीएमडब्ल्यू X5 हो, लेकिन ऐसी काउंटी सड़कों पर, जहाँ हर जगह कैमरे लगे हैं एवं गति सीमा 40 किमी/घंटा है, आप भी तो केवल 40 किमी/घंटा की गति से ही चल सकते हैं, ना? (नेता के मन में चिंता हुई… उसने तो अभी-अभी उस लड़की को एक X5 कार दी है… क्या वह लड़का इसे देख गया?) वापस जाकर उसे संभालो! ！ कहानी रोमांचक हो रही है! अब समझ में आया होगा कि, दी गई शर्तों में “अधिकतम ऊष्मा भार” क्यों Qmax=1000kW है, है ना? ? अक्सर, वास्तविक रूप से कार्यरत हीट एक्सचेंजरों से प्राप्त आंकड़े Qmax तक नहीं पहुँच पाते, क्योंकि डिज़ाइन में कुछ अतिरिक्त सुविधाएँ होती हैं। दूसरे शब्दों में, आपका काम यही है कि उस अतिरिक्त सुविधा का उपयोग किया जाए… समझ गए? ओह, हे भगवान! हम जिस सामग्री को गर्म कर रहे हैं, वह तो तापमान के प्रति संवेदनशील है… इसलिए तापमान में बहुत अंतर नहीं होना चाहिए। । । । । । कहानी में और तत्व जोड़े जा सकते हैं। । । । । । 3. उपकरण की सुरक्षा: अंतिम मुद्दा यह है कि E101 में वास्तविक तापमान अंतर केवल 50℃ है। सामान्य ट्यूब-शेल प्रकार के एक्सचेंजरों में, जब ठंडे एवं गर्म छोरों के बीच का तापमान अंतर 60℃ से अधिक हो जाता है, तो उपकरण के विस्तार की समस्या को दूर करने हेतु एक्सपेंशन बीड्स की आवश्यकता होती है। लेकिन E101 में ऐसे एक्सपेंशन बीड्स नहीं हैं। यदि इसमें अत्यधिक तापमान वाली भाप का उपयोग किया जाए, तो भले ही E101 की सामग्री 262℃ तक के तापमान को सहन कर सकती हो, लेकिन एक्सपेंशन बीड्स के अभाव में E101 100℃ तक के तापमान अंतर को सहन नहीं कर पाएगा (गर्म छोर पर 150℃, ठंडे छोर पर 50℃)। ऐसी स्थिति में तनाव बहुत ही भयावह हो जाता है! उपकरणों में बहुत बड़ा जोखिम है! ！ यदि आपको तापमान-संबंधी तनावों के बारे में जानकारी नहीं है, तो आप उपकरणों से संबंधित विशेषज्ञों से सलाह ले सकते हैं। यदि आप कारखाने में हैं, तो आपको उपकरणों के तकनीशियनों से पूछना चाहिए कि 100℃ के तापमान-अंतर से E101 पर क्या गंभीर प्रभाव पड़ सकते हैं। । ओह, हमारा यह हीट एक्सचेंजर तो एक अत्याधुनिक एवं उन्नत प्रकार का हीट एक्सचेंजर है; इसमें एक्सपेंशन जॉइंट आदि की कोई आवश्यकता ही नहीं है। । । । । । उपकरणों की सुरक्षा में कोई समस्या नहीं है; तीसरा बिंदु हटा दिया जाए। कहानी में भी कुछ हिस्से हटा दिए जा सकते हैं। । । । । । गणना तो की ही गई, लिखा भी जा चुका है… पूरी प्रक्रिया के बारे में भी बहुत कुछ कहा गया। अब तो आपको कोई निष्कर्ष एवं सुझाव देने ही होंगे, है ना? ? गणनाओं से यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि अत्यधिक गर्म वाष्प का उपयोग करने से मूल प्रक्रिया की आवश्यकताएँ पूरी नहीं हो पाएँगी; दूसरे शब्दों में, ऑपरेशन लोड कम हो जाएगा। इसके अलावा, उपकरणों पर भी बहुत अधिक दबाव पड़ेगा; क्योंकि डिज़ाइन में निर्धारित तापमान से अधिक तापमान के कारण उपकरणों पर अत्यधिक तनाव पड़ेगा, जिससे E101 को नुकसान पहुँच सकता है। । । लीडर के चेहरे पर नाराजगी के भाव? ? ? ? जल्दबाजी मत करिए, सुझाव तो देने ही होंगे। । । । । यदि पहले से ही अत्यधिक तापमान वाली भाप का उपयोग किया गया है, तो मौजूदा E101 मॉडल को उसके अपर्याप्त ऊष्मा-आदान क्षेत्र के कारण बदलना ही होगा। इसके लिए इसे पुनः डिज़ाइन एवं निर्मित करना आवश्यक है, जिससे बहुत अधिक लागत आएगी। निश्चित रूप से, बोस यह कहेंगे कि यह काम बहुत समय एवं मेहनत लेने वाला है… क्या कोई आसान तरीका है? हाँ, E101 में प्रवेश करने से पहले एक तापमान-कम करने एवं आर्द्रता बढ़ाने वाला उपकरण लगा देना चाहिए; इससे अतिगर्म भाप संतृप्त हो जाएगी। ऐसे उपकरणों का निर्माण करने वाली कई कंपनियाँ हैं; इनमें से किसी एक से ही उपकरण खरीद लिया जा सकता है। जहाँ तक तापमान-कम करने वाले उपकरण के लिए पानी की बात है, तो E101 से प्राप्त होने वाले वराफ से ही उसकी आवश्यकता पूरी की जा सकती है। । । । । नेता की आँखों में चमक आ गई। इस लड़के ने अच्छी बातें कहीं… उसके कहे अनुसार ही काम किया जाए। साल के अंत में उसे “उत्कृष्ट कर्मचारी” का दर्जा दिया जाएगा, उसका वेतन भी दोगुना हो जाएगा। दो साल बाद उसे प्रबंधक बना दिया जाएगा… उसका तकनीकी कौशल तो बहुत अच्छा है… उसकी बातें तर्कसंगत हैं… वह ऐसा युवक नहीं है जो बिना किसी आधार के ही बातें करे… जिसके पास न तो कोई आंकड़े हों, न ही कोई सुझाव… ऐसा अविश्वसनीय युवक नहीं है… अगर वह आगे भी ऐसा ही करता रहा, तो उसे मेरा सहायक बनाया जा सकता है…~~~ यही है इस काल्पनिक कहानी का सारांश। । । । । । नाटक में सबसे महत्वपूर्ण बात यह है – मुख्य पात्र के रूप में आपको ही गणनाएँ करनी होंगी एवं आंकड़े देने होंगे; तभी आपको सभी संभावनाओं का अंदाजा हो पाएगा। बिना गणना किए, आपको कैसे पता चलेगा कि ताप विनिमय क्षेत्र अपर्याप्त है? आपको कैसे पता चलेगा कि तापमान में 91°C तक का अंतर है? अनुभवी लोग आपको यही सलाह देंगे कि —– ओवरहीटेड भाप के कारण E101 में गर्मी-संबंधी प्रक्रियाओं हेतु उपलब्ध क्षेत्र सीमित हो जाता है; इसके कारण E101 का क्षेत्रफल पर्याप्त नहीं रह जाता। साथ ही, ओवरहीटेड भाप के कारण तापमान-अंतर भी बढ़ जाता है, जिससे उपकरणों को गंभीर जोखिमों का सामना करना पड़ सकता है। “शायद”, “संभवतः”… ऐसे शब्दों का उपयोग अनुभवी लोग इसलिए करते हैं, ताकि वे बिना किसी गणना के ही आपको बता सकें कि उन्हें भी निश्चित रूप से कुछ पता नहीं है। गणना तो आपको ही करनी होगी… अनुभवी लोग आपके लिए गणना नहीं करेंगे। । क्षेत्रफल क्यों पर्याप्त नहीं है? ? जोखिम कहाँ पर अधिक है? ? आपकी बात कोई महत्व नहीं है… तीन दिन बाद ही आप उसे भूल जाएंगे। अगर तीन दिन भी आप उसे याद रख पाएं, तो भी तीन सौ दिन बाद तो आप उसे जरूर भूल जाएंगे। और जब प्रबंधक या तकनीकी सुधार विभाग के लोग आपसे पूछेंगे, तो आप घबरा जाएंगे… (यह मत सोचिए कि प्रबंधक एवं तकनीकी सुधार विभाग के लोग मूर्ख हैं… जब आपको सही जवाब नहीं पता होगा, तो आप निश्चित रूप से घबरा जाएंगे, और आपका रहस्य उजागर हो जाएगा!) जब आपके पास कोई आंकड़े ही नहीं होंगे, तो आप केवल इतना ही कह सकेंगे – “मेरे मालिक ने ही ऐसा कहा है… आप उनसे ही पूछ लीजिए।” ? नेता निश्चित रूप से आपको तीन सेकंड के भीतर वहाँ से जाने को कहेगा...... अब, यह पूछना कि थ्रेड धोखेबाज क्यों है, बहुत ही सरल है। उसने तो बस इतना ही लिखा है कि संतृप्त वाष्प का दबाव कितना है – लेकिन यह नहीं बताया कि वह गेज प्रेशर है या एब्सोल्यूट प्रेशर। और ओवरहीटिंग की मात्रा कितनी है? नहीं, बताइए ना… हीट एक्सचेंजर के पैरामीटर क्या हैं? क्षेत्रफल कितना है? ऑपरेशन के दौरान ऊष्मा भार कितना होता है? नहीं, लिखा नहीं गया। हीट एक्सचेंजर कौन-से रूप में होता है भगवान ही जानते हैं, क्या सामग्री उच्च तापमान अंतर को सहन कर सकती है? पता नहीं। । । । । चूँकि यह एक प्रश्न है, इसलिए सबसे पहले आपको यह सीखना होगा कि प्रश्न को कैसे स्पष्ट रूप से व्यक्त किया जाए। थोड़ा ध्यान से सोचें – एक नौसिखिया इस समस्या के बारे में कैसे सोचता है? सोचने की प्रक्रिया में आपके सामने क्या बाधाएँ हैं? या तो उन्होंने रसायन विज्ञान के सिद्धांतों को ही नहीं सीखा, या फिर वे गणना करना ही नहीं जानते; या फिर वे गणना करने में आलसी हैं। ऐसी स्थिति में वे बस शिक्षकों से सलाह म । । । । समस्याएँ स्पष्ट नहीं हैं, विचार भी स्पष्ट नहीं हैं… ऐसे में काम कैसे पूरा हो सकता है? सब्जियाँ… बहुत ही खराब हैं। । । । या फिर कहें कि वह आलसी है, बहुत ही आलसी। । । । आलसी मत बनो, गणना करो। ऐसा करने पर आप विशेषज्ञ बन जाएंगे। इस गणना को याद रखना भी मुश्किल होगा… ऊष्मा-अदला-बदली करने वाले उपकरणों से संबंधित पैरामीटरों को समझना तो और भी कठिन होगा। । । । । । । बेशक, ऐसी गणनाओं के लिए अनुभव आवश्यक है। इस अनुभव को प्राप्त करने की प्रक्रिया ही, वास्तव में नौसिखिये से अनुभवी व्यक्ति बनने की प्रक्रिया है। कोई भी व्यक्ति जन्म से ही अनुभवी नहीं होता। । मेरे पास कुछ साल पहले ही एक भाषा-शिक्षक द्वारा कक्षा 7 की लड़कियों के लिए तैयार किए गए पठन-टिप्पणियों वाली पुस्तिका है; इसे मैं इस पोस्ट के लेखक को दे रहा हूँ।
प्राचीन ग्रंथ – “कोंग चोंग्ज़ी • जू वेई” में लिखा है: “यू, तांग, वेन, वू, एवं झोउ गोंग – ये सभी मेहनती एवं परिश्रमी व्यक्ति थे; कुछ तो अपनी बाहें तोड़कर भी अपने लक्ष्यों को प्राप्त करने की कोशिश करते रहे, कुछ तो अपनी पीठ झुकाकर ही काम करते रहे… फिर भी वे महान व्य ” शिक्षक द्वारा लिखे गए टिप्पणियों में कहा गया है – “मेहनत से सोचना आवश्यक है; शारीरिक परिश्रम भी आवश्यक है। बिना परिश्रम के कैसे कोई ‘महान’ बन सकता है?”