فاعل، موضوع:
- مقدمه
- فرآیند دایره ای
- نمودار ph لاگ
- R134a را با R1234yf مقایسه کنید
معرفی:
فرآیند خنک سازی در تهویه مطبوع خودرو از تغییرات در حالت یک ماده استفاده می کند. در طول تغییر حالت، مانند انتقال از مایع به بخار، ساختار مولکولی ماده تغییر می کند که به گرما نیاز دارد. هنگامی که مایع تبدیل به بخار می شود، گرما جذب می شود و در حالت مخالف، هنگام انتقال از بخار به مایع، گرما آزاد می شود.
اگر به انتقال حرارت به و از محیط نگاه کنیم، می بینیم که در طی فرآیند تبخیر، محیط سرد می شود، در حالی که گرما آزاد می شود و در هنگام تراکم، محیط گرم می شود. این خنک شدن محیط در اواپراتور اتفاق می افتد، در حالی که گرمایش در کندانسور انجام می شود. این فرآیند به طور مداوم تکرار می شود، به همین دلیل است که به عنوان یک فرآیند دایره ای شناخته می شود.
در صفحه "معرفی تهویه مطبوع"، روند چرخه با اجزای مختلف تهویه مطبوع به صورت عملی توضیح داده شده است. در این صفحه از طریق نمودار pH ورود به سیستم بیشتر به این فرآیند چرخه می پردازیم.
فرآیند بازیافت:
قبل از اینکه نمودار pH log کامل را نشان دهیم، اجازه دهید با فرآیند چرخه تهویه مطبوع شروع کنیم. در این فرآیند چرخه ما از نمودار مبرد R134a استفاده می کنیم. در این نمودار نواحی گاز، گاز مایع و مایع از یکدیگر متمایز می شوند. نقطه بحرانی در بالا، در 101 درجه سانتیگراد و فشار 40 بار است. اینها حداکثر دما و فشاری هستند که مبرد در آن از نظر شیمیایی پایدار است. محتوای گرما (آنتالپی) در برابر فشار روی محور x رسم می شود. اگرچه ما اغلب از آن به عنوان نمودار pH یاد می کنیم، اما به دلیل مقیاس لگاریتمی، در واقع یک نمودار log-pH است.
- در نقطه 1 در نمودار، کمپرسور شروع به کار می کند، که مبرد را از اواپراتور می کشد. فشار 2 بار است.
- گاز از 1 به 2 فشرده می شود و فشار و گرما را افزایش می دهد. فشار و دما به 15 بار و 70 درجه سانتیگراد افزایش می یابد. گاز بیش از حد گرم شده است.
- به دلیل آزاد شدن گرما در کندانسور، مقدار حرارت کاهش می یابد و در نتیجه ابتدا دما کاهش می یابد. گاز فوق گرمای خود را بین نقاط 2 و 3 از دست می دهد و باعث کاهش دما از 70 به 55 می شود. ° C.
- از نقطه 3 تا 4 گرما در دمای ثابت آزاد می شود. در اینجا گاز به مایع تبدیل می شود. فشار ثابت می ماند.
- خنک شدن بیشتر باعث می شود مایع کمی فوق خنک شود (از 4 تا 5). مایع فوق خنک شده تحت فشار بالای 15 بار در نقطه 5 به انقباض می رسد: دریچه مویرگی یا انبساط. در اینجا فشار بالا از فشار پایین جدا می شود. از کمپرسور نیز می توان گفت که فشار تخلیه از فشار مکش جدا می شود.
به دلیل افت ناگهانی فشار در انقباض، نقطه جوش مبرد در فاز مایع کاهش می یابد و باعث تبخیر خود به خود می شود. گرمای مورد نیاز برای این کار ابتدا از خود مبرد و محیط اطراف آن استخراج می شود. این باقی می ماند مقدار حرارت تقریبا ثابت است. سپس تبخیر کامل در اواپراتور از نقطه 6 تا 1 انجام می شود. دمای جوش مبرد بین نقاط 5 و 6 از 50 کاهش می یابد° C تا -10 درجه سانتیگراد، در نهایت تا نقطه 1 به عنوان گاز تا 0 درجه سانتیگراد گرم می شود. مقدار گرمای مبرد افزایش می یابد و گرمای مورد نیاز از محیط خارج می شود، در این حالت هوا از اواپراتور عبور می کند. فشار و دما تقریباً ثابت می ماند. مبرد به صورت بخار از اواپراتور خارج می شود و مجدداً توسط کمپرسور در نقطه 1 مکیده می شود. روند تکرار می شود.
نمودار pH ثبت نام:
در بخش قبل، نمودار pH ورود به سیستم نشان داده شد که فرآیند چرخه (از تبخیر تا تراکم مبرد) را نشان می‌دهد. تصویر زیر وضعیت مبرد را در فشار معین نسبت به آنتالپی (محتوای گرما) نشان می دهد که در آن فرآیند چرخش با خط آبی تیره نشان داده شده است.
در سمت چپ نمودار ناحیه سیال است. در آنتالپی کم، مبرد به شکل مایع است. با افزایش آنتالپی به خط مایع می رسد. شیب این خط نشان دهنده تغییرات فشار و آنتالپی برای فاز مایع است.
در مرکز نمودار منطقه بخار اشباع شده است. در اینجا مبرد در تعادل حرارتی است، هم مایع و هم بخار وجود دارد.
در سمت راست ما خط بخار اشباع را می بینیم که حدی را مشخص می کند که مبرد کاملاً تبخیر شده و در فاز بخار فوق گرم قرار دارد.
در بالای نمودار نقطه بحرانی است که مرز بین مایع و بخار را مشخص می کند. در اینجا تمایز بین فاز بخار و مایع ناپدید می شود و مبرد در حالت منحصر به فردی باقی می ماند. هیچ انتقال واضحی بین مایع و بخار وجود ندارد.
برای ارائه بینش بیشتر به نمودار log-ph، چندین منحنی به نمودار زیر اضافه شده است: کیفیت ایزنتروپیک، همدما، ایزوکوریک و بخار. در نقاشی زیر بار دیگر روند دایره ای (خاکستری رنگی) را با پیشرفت سایر فرآیندها مشاهده می کنیم. در اینجا توضیح مختصری در مورد هر تغییر وضعیت آمده است:
ایزنتروپیک: خط و ایزنتروپیک با آنتروپی ثابت مشخص می شود. این بدان معناست که در طی فرآیندی در این خط، مبرد هیچ تبادل حرارتی با محیط ندارد و تغییر آنتروپی نمی‌کند. این یک خط فرآیند آدیاباتیک کارآمد (بدون تبادل حرارت) در نمودار است.
ایزوترم: یک خط همدما در نمودار log-pH یک فرآیند دمای ثابت را نشان می دهد. در طول این فرآیند، دمای مبرد ثابت می ماند، به این معنی که گرما تامین یا حذف می شود تا نسبت فشار به آنتالپی (ph) ثابت بماند.
ایزوکور: یک خط ایزوکوریک در نمودار log-pH یک فرآیند حجم ثابت را نشان می دهد. در طی این فرآیند، حجم مخصوص مبرد ثابت می ماند، یعنی تغییری در حجم ایجاد نمی شود. این اجازه می دهد تا سبک خط در نمودار بسته به تغییرات دیگری مانند فشار و آنتالپی به بالا یا پایین حرکت کند.
- کیفیت بخار: در نمودار pH لگاریتم مبرد، محور x محدوده کیفیت را از «x=0» (کاملاً مایع) تا «x=1» (کاملاً گازی) نشان می‌دهد. در بین این افراط ها، مبرد در حالت دو فازی است که مقدار x نسبت گاز به مایع را نشان می دهد. یک خط از "x=0,10" تا "x=0,90" در نمودار نشان می دهد که مبرد در این محدوده دو فاز قرار دارد و مقدار x خاص نشان دهنده پارتیشن گاز/مایع است. این برای درک رفتار مبرد در کاربردهایی مانند سیستم های تبرید و تهویه مطبوع بسیار مهم است.
در تصویر زیر نمودار pH لگ کامل مبرد R134a را مشاهده می کنیم.
R134a را با R1234yf مقایسه کنید:
با استفاده از نمودار pH log می توان انواع مبردها را با یکدیگر مقایسه کرد. شکل زیر نمودارهای log pH و فرآیندهای چرخه ای R134a و R1234yf را نشان می دهد.
صفحه مرتبط:
