• بازدید : 49 views
  • بدون نظر
روشهاي مختلف در تبريد 
۱-۱- مقدمه
در سيستمهاي تبريد حرارت را در درجه حرارت پائين گرفته و در درجه حرارت بالا خارج خواهيم کرد. به طور کلي روشهائي از سرد کردن که در حالتهاي مختلف تبريد خواهيم داشت به صورت زير است:

بالا رفتن درجه حرارت مبرد 
تغيير فاز 
انبساط مايع 
انبساط گاز ايده آل 
مرحله توليد خلاء 
انبساط گاز حقيقي 
مراحل الکتريکي و مغناطيسي 
۲-۱-بالا رفتن درجه حرارت مبرد 
در اثر بالا رفتن حرارت مبرد مقداري حرارت از محيط گرفته مي شود که از رابطه زير بدست مي آيد:

که در آن Q مقدار حرارت از دست رفته در فشار ثابت، m جرم، به ترتيب حرارت مخصوصي در فشار ثابت و افزايش درجه حرارت مبرد مي باشد. 
۳-۱-تغيير فاز 
مقداري حرارتي که مبرد در اثر تغيير فاز جامد به مايع، مايع به بخار، و يا جامد به بخار از دست مي دهد که به ترتيب حرارت ذوب، حرارت نهان تبخير و حرارت تصعيد (sublimation) ناميده مي شود. در اين مورد مثلا انيدريدکربنيک جامد (يخ خشک) در فشار جو در درجه حرارت  از حالت جامد به بخاردر آمده و  حرارت جذب مي کند که مي تواند مبرد خوبي در درجات حرارت پائين باشد. 
رابطه اي که مقدار حرارت منتقل شده را در اثر تغيير فاز مي دهد به صورت زير است. Q=m.L                                                             
که در آن Q حرارت منتقل شده و m جرم مبرد و L تغييرات انتالپي در اثر تغيير فاز که ممکن است حرارت ذوب يا تبخير و يا تصعيد باشد. 
عمل اپراتور در سيکلهاي تراکمي که مايع در آن تبخير مي شود و سرما توليد کند نمونه اي از آن است.
۴-۱- انبساط مايع 
انبساط مايع موجب نقصان درجه حرارت آن شده و اگر همراه با تغيير فاز مايع به بخار باشد نقصان درجه حرارت قابل توجهي خواهيم داشت. مثلا در شکل  (1-1) دياگرام (TS) که در آن منحني هاي مايع و بخار اشباع و فشار ثابت در ناحيه اي که سيال به صورت مايع است رسم شده، نقطه ۱ و ۲ به ترتيب قبل و بعد از انبساط ايزآنتروپ مايع باشد. اگر اين انبساط برگشت ناپذير و آدياباتيک باشد، نقطه  بعد از انبساط سمت راست ۲ واقع مي شود. به هر حال ملاحظه مي شود که درجه حرارت کمي در اثر اين انبساط تغيير کرده که عملا قابل توجه نيست. 

شكل (۱-۱)
برعکس در اثر انبساط ايزآنتروپ مايع اشباع شده نقطه ۳ به نقطه ۴ در ناحيه مخلوط بخار و مايع خواهيد رسيد که در اين تحول، نقصان درجه حرارت قابل توجهي داشته و در اينحالت نيز اگر تحول برگشت ناپذير و آدياباتيک باشد بجاي نقطه ۴ به نقطه  خواهيم رسيد که نقصان درجه حرارت با حالت ايزوآنتروپ ۴-۳ يکسان است. مرحله انبساط مايع يکي از مراحل سيکل تراکم بخار مي باشد، که در لوله موئين و يا شير انبساط صورت ميگيرد. 
۵-۱- انبساط گاز کامل در جريان ثابت 
وقتي گاز کاملي انبساط مي شود نقصان درجه حرارتي خواهيم داشت. رابطه گازهاي کامل به صورت زير است:

حرارتهاي مخصوص نيز ثابت بوده و داريم:

که در آن u و h به ترتيب انرژي داخلي و انتالپي مي باشد. 
رابطه انرژي در جريان ثابت برابر با:

که در آن q و w به ترتيب حرارت مبادله شده و کار انجام گرفته روي سيستم مي باشد. حال اگر تحول خفگي را در لوله شکل (۲-۱) بررسي کنيم در رابطه (۱-۱) با صرفنظر کردن انرژي پتانسيل و حرکتي خواهيم داشت:

عتیقه زیرخاکی گنج