الرئيسية » هندسة التبريد والتكييف » أساسيات التبريد » المبادىء الأساسية للتبريد – 5- خط تشبع الغاز -خط تشبع السائل -منحنى الانثالبى (P-H)

المبادىء الأساسية للتبريد – 5- خط تشبع الغاز -خط تشبع السائل -منحنى الانثالبى (P-H)

رابط ما قبله :  https://wp.me/paiFWG-8E

خط تشبع الغاز

على منحنى العلاقة  بين المحتوى الحرارى (H)  والضغط (P) ، النقاط A1-B1-C1-D1تمثل  خطا فاصلا بين حالتى المادة السائلة والغازية ، فعندها المادة فى حالة تشبع إذا فقد حرارة اتجه إلى الحالة السائلة وأما إذا اكتسب المزيد أصبح غازا كاملا ، النقاط A1-B1-C1-D1 تمثل درجة حرارة تشبع الغاز والضغط المقابل له ، اذا انخفضت بدأ الغاز فى التتكاثف وإذا زادت ارتفعت حرارة الغاز فوق درجة التشبع وأصبح غازا محمصا . ويصبح لدينا من أثر الحرارة ثلاث مناطق ،

1- منطقة المادة فيها سائلة كاملة السيولة

2- منطقة المادة فيها خليط من السائل وبخارة ( منطقة الترانزيت )

3- منطقة المادة فيها غاز كامل الغازية

ويفصل بين الثلاث خط تشبع السائل وخط تشبع الغاز

فى الشكل الأوسط النقطة A  ثمثل غازا محمصا ( درجة حرارة أعلى من تشبعه) وبخفض حرارته يصل إلى B (درجة التشبع) تثبت عندا رغم فقد الحرارة (الحرارة الكامنة للتكاثف) متحولا تدريجيا إلى سائل وعند C (درجة تشبع السائل) يصبح سائلا كاملا ومع مزيد من الفقد الحرارى يصبح فى حالة تبريد مزاد

وفى وحدة التبريد تتحدد درجة تشبع الغاز (درجة التكاثف) بفرق حوالى 10 إلى 15 أعلى من من درجة حرارة الجو المحيط بالمكثف لتحقيق التبادل الحرارى والتخلص من كمية الحرارة (الحرارة الكامنة) ومن ثم تكاثف جميع السائل ومن تلك الدرجة نعلم ما ينبغى أن يكون ضغط المكثف عند درجة حرارة التكاثف لكل نوع فريون يمكن استخدامه

خط تشبع السائل :

بتسخين السائل ترتفع درجة حرارته حتى تصل إلى درجة حرارة غليانه ويثبت عندها رغم استمرار التسخين ويستنفذ السائل كمية الحرارة اللازمة لتبخره كاملا عند درجة حرارة غليانه والضغط المقابل لتلك الدرجة (لكل ضغط على السائل درجة حرارة غليان) ، عند درجة الغليان يُصف السائل بحالة التشبع فمزيد من الحرارة يتحول بخارا وبالفقد لها يعود سائلا . فى الشكل ، المنطقة (1) سائل تتزايد درجة حرارته بالتسخين وبعضا منه يتحول بخارا (الكرات الحمراء) وفى نهاية المنطقة والانتقال الى منطقة (2) تثبت درجة الحرارة عند درجة الغليان ليتحول كليا الى غاز فى نفس درجة حرارة الغليان ، أما تأثير الضغط فإنه واضح فى المنحنى المنقط لدرجة الحرارة فمع ضغط أقل   تنخفض درجة حرارة  غليان السائل ، ولو وقعنا عملية التحول من سائل إلى غاز عند ضغوط متعددة  (A-B-C-D)  لحصلنا على ش(2)  والذى يوضح تسخين السائل وتبخره عند ضغوط بقيم متفاوته فاالنقاط  A-B-C-D كل منها يمثل ضغط ما ودرجة حرارة الغليان المقابله ونلاحظ كلما زاد   الضغط على السائل ارتفعت درجة حرارة غليانه والعكس بالعكس

A-B-C-D    (منحنى العلاقة  بين الضغط على للسائل وحرارته )  يصنع خطا فاصلا بين حالة السيولة للمادة وحالة التبخر (الغازية) ويطلق عليه خط تشبع السائل  ، فعلى يسار الخط المادة سائلة وعلى يمينه   خليط من السائل والبخار وكلما تحركنا يمينا زاد التبخر حتى يصبح جميعه غازا عند النقاط     A1-B1-C1-D1 ، والمساحة أدنى الخط المستقيم A-A1  تمثل كمية الحرارة التى لو فقدها السائل لتحول جميعه إلى بخار (الحرارة الكامنة للتبخر)

وفى مبخر وحدة التبريد لنحصل على درجة حرارة معينة لحيز التبريد فإن من المفروض أن يكون درجة تبخر مركب التبريد (درجة تشبع السائل) منخفضة بحوالى من 6 إلى 8 درجات عن الدرجة المطلوبة حتى يتحقق التبادل الحرارى بين مركب التبريد فى المواسير والحيز المحيط بها ، ولكل نوع من الفريون منحنى H-P منه نحدد ضغط السحب المقابل لدرجة حرارة التبخر ، وتوجد جداول تحدد القدرة التبريدية للوحدة عند درجة حرارة تبخره ودرجة حرارة الجو المحيط بالمكثف

-15

-10

-5

0

5

3.0

3.6

4.3

5.0

5.7

27

2.77

3.3

3.9

4.5

5.8

32

2.5

3.0

3.5

4.1

4.8

37

2.0

2.5

2.9

3.4

4.0

46

1.8

2.2

2.7

3.1

3.8

50

جدول قيمة القدرة التبريدية لمنظومة التبريد عند درجة حرارة التبيخير ودرجة حرارة الجو المحيد

فمن الجدول مثلا لتحقيق درجة تبريد فى حيز ثلاجة عرض قدرها 2 مئوية (حرارة تبخر -5) مع جو خارجى محيط بالمكثف 37 فإن القدرة التبريدية المنتجة  3.5 ك وات أى حوالى واحد طن تبريد/ساعة ، وبالتالى يمكن تحديد قدرة الكباس بمعلومية معامل الأداء للمنظومة

معامل الاداء = القدرة التبريدية بالوات ÷ القدرة الكهربية المدخلة

القدرة الكهربية المدخلة = جهد التشغيل ×تيار الحمل الكامل × معامل القدرة

الوات الكهربى =3.1 و.ح. ب

الوات الكهربى = 0.86 ك كالورى

المحتوى الحرارى للغاز (منحنى الضغط والحرارة P-H )

ش (1) وهو شكل منحنى يمثل ثلاث مناطق للمادة من حيث سيولتها وغازيتها طبقا لكمية الحرارة التى تكتسبها أو تفقدها ويحد المنحنى يسارا خط تشبع السائل الذى يفصل منطقة خليط السائل بالغاز والمادة سائلة فى درجة حرارة ادنى من تشبعها ويحده   يمينا خط تشبع الغاز الفاصل بين الحالة الغازية الكاملة ومنطقة الخليط والمنطقة خارجه يمينا منطقة غاز محمص أى درجة حرارته أعلى من درجة غليان السائل ، ويعبر المنحنى عند اى نقطة فيه عن المحتوى الحرارى للغاز فمثلا عند النقطة (1) ،  حيث الضغط ودرجة حرارة التشبع P1،T1 فالمحتوى الحرارى H1 ووباكتساب  المادة   ∆H  من الحرارة (والتى تعادل كمية الحرارة الكامنة الازمة لتبخره ) ليصبح المحتوى الحرارى عند النقطة (2)  H2 =(H1+∆H) وفى الحالة الغازية عند نفس الضغط ودرجة الحرارة ، ووالمادة وهى غاز عند النقطة (2) لو تم انتزاع نفس الكمية لعاد سائلا عند النقطة (1) فاتجاة السهم يعنى اكتساب حرارة (تسخين) وعكس اتجاهه يعنى طرده للحرارة  ويمثل المنحنى المحتوى الحرارى (Enthalpy)  عند ضغوط مختلفة ودرجات حرارة التشبع  تبخرا وتكثيفا

اترك رد