# منقول للامانه ...........النقطة_الحرجة_وتعريف_الحرارة_الكامنة_والمحسوسة_للمواد_النقية
#كيف_يحدث_التبريد_في_دوائر_التبريد ذات التمدد المباشر DX system والتي يطلق عليها أيضا دوائر التبريد بنظام الأنضغاط التي تعمل بمركبات التبريد ( الفريون ) وماذا يحدث حتي تنتج البرودة في ملفات التبريد ( المبخر ) :
سأجيب علي هذا السؤال بأسلوب غاية في التبسيط والتركيز علي الجانب العلمي حتي يفهم القارئ العادي بعضا من الحقائق العلمية الهامة..
اولا مركب التبريد أو مركبات التبريد هي عائلة عناصر مجتمعة تسمي مجموعة ( هيدرو كلور فلور كربون ) أي أنها مجموعة مركبات كيميائية تنتج من دمج ذرات الكلور والفلور والكربون والهيدروجين عن طريق عملية استبدال بعض ذرات الهيدروجين في الميثان والبروبان بذرات الكربون ، ولسنا هنا بصدد شرح كيمياء تركيب مركبات التبريد ولكن علي الأقل تتميز هذه المركبات المصطنعة بكونها موائع تبريد مثالية تحقق درجات غليان منخفضة عند ضغوط تشغيل مثالية ، بالأضافة إلي تمتعها بدرجات تجمد منخفضة جدا كما أنها غير قابلة للأشتعال أو الأنفجار أو الأختناق وتعتبر أكثر أمننا من الأمونيا وغيره من المركبات القديمة.
ولكن حتي نبدأ في شرح انتقال الحرارة ويفهم القارئ البسيط كيف يحدث التبريد فأننا نبدأ بتوضيح السبب الذي من أجله لجأنا لأستخدام مركبات التبريد فكما ذكرنا سابقا آلا وهو تمتعها بدرجات غليان تحت الصفر عند توفر شروط أهمها تحقيق قيم محددة للضغط الواقع عليه داخل ملفات التبريد ، والطريف أن مركب التبريد في هذه الحالة يشبه الأكسجين من حيث درجة الغليان والتجمد تحت الصفر إلا أن الاكسجين أقل بكثير من مركب التبريد في درجة غليانه عند الضغط الجوي القياسي (درجة غليان الاكسجين -189 سلزيوس )...
وسنأخد مثال عن فريون١٢ (R12) كمثال لدائرة تبريد تقليدية بسيطة ولكن قبل الشرح فأننا سوف نتطرق إلي عرض بعض الحقائق العلمية والتعريفات الهامة.
من المعروف أن درجة حرارة غليان الماء عند الضغط الجوي هي 100 درجة سلزيوس وأيضا كما هو معروف أنه كلما أرتفعنا لأعلي في طبقات الجو العليا فأن الضغط ينخفض وتقل درجة حرارة الغليان المقابلة لهذا الضغط ، فمثلا يغلي الماء عند 71 سلزيوس عندما يكون الضغط الواقع عليه 0.34 بار وهي عند قمة أفرست التي ترتفع عن مستوي سطح البحر ب 8800 متر أي أن درجة حرارة الغليان تقل بأنخفاض قيمة الضغط الواقع علي الماء ، وهذا أيضا ما يحدث تماما لمركب التبريد في حالة تغير الضغط الواقع عليه إلا أن مركب تبريد مثل فريون ١٢ نجده يغلي عند -17 سلزيوس عندما يكون الضغط الواقع عليه 1.6 بار (هل يدرك القارئ ما معني 1.6 بار ) وكما سنذكر ذلك في السطور القادمة ، ولكن كيف يحدث الغليان وماذا يحدث إذا توفر الضغط.
كيف ترتفع درجة الحرارة مثلا للماء إلي 100 درجة في الضغط الجوي العادي ؟
ستكون ألية عمل مركب التبريد ونظرية تحوله للحالة البخارية شبيهة تماما لما يحدث للماء فحتي يحدث الغليان للماء فأن الماء لابد وأن تكون في حالة سائلة (درجة حرارته منخفضة ) ثم نوفر وسط درجة حرارته عالية كموقد غازي فيمتص الماء (الحرارة) إلي أن ترتفع (درجة حرارته) حتي يصل إلي درجة حرارة الغليان فيتحول الماء إلي بخار والحرارة التي أكتسبها الماء حتي رفعت درجة حرارته إلي درجة الغليان وتحول عندها الماء إلي بخار سميت بالحرارة الكامنة للتبخير ، وتعرف الحرارة الكامنة علي أنها كمية الحرارة اللازمة لتحويل واحد كيلو جرام من المادة من صورة لأخري ، أو هي كمية الحرارة اللازم أضافتها أو نزعها من كيلو جرام من المادة حتي تتحول من صورة لأخري سواء أضافتها للمادة وهي في صورة سائلة لتتحول إلي الحالة البخارية أو المطلوب نزعها لتتحول من الحالة البخارية إلي الحالة السائلة ، وإذا استمر أضافة الحرارة إلي الطور الموجود عليه المادة بعد الحرارة الكامنة فأنها لا تتغير حالتها مثل البخار بل تكتسب في هذه الحالة حرارة تسمي حرارة محسوسة ، فالماء الذي يكتسب حرارة فوق الحرارة الكامنة ويتحول إلي بخار فأن الزيادة في الحرارة المكتسبة تسمي حرارة محسوسة ويصبح المحتوي الحراري مجموع الحرارة الكامنة والمحسوسة معا ومع زيادة أكتساب البخار للحرارة يطلق علي البخار في هذه الحالة مجازا (بخار محمص) أو (فائق التسخين) super heat
وعندما ترتفع درجة الحرارة مقتربة إلي قيمة درجة الحرارة عند النقطة الحرجة للماء وهي 374 سلزيوس وأعلي منها فأن بخار الماء سيأخذ شكلا أقرب في سلوكه إلي سلوك الحالة الغازية ليقترب من صورة الغاز التام حيث سنجد في منطقة super heat انعدام خطوط الحالات الثلاث للماء علي منحي بخار الماء ( الضغط والانثالبي ) ومنحنيات مركبات التبريد كذلك لذا تسمي جميعها مواد حقيقية أو مواد نقية Real substanc
وتعمل محطات القوي جاهدتا لاستغلال الماء وبخاره في تلك الحالة لتوليد الطاقة الكهربائية بواسطة التوربينات وكما نعرف من دورة كارنوت ومن القانون المشهور للكفاءة فأنه ترتفع كفاءة الدورة بأرتفاع درجة حرارة البخار لذلك تبذل محطات التوليد مجهودات لتسخين تلك الحالة المائية البخارية لدرجات أعلى من درجة النقطة الحرجة ، لكي ترفع كفاءة تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة كهربائية.
ايضا تجرى الآن أبحاث عديدة في أمريكا والمانيا واليابان بغرض تطبيق نظرية السوائل فوق الحرجة في تشغيل محركات الاحتراق الداخلي والفكرة أن تٌرفع درجة حرارة الوقود السائل فوق درجتة الحرجة قبل حقنها في أسطوانة المحرك فيصبح الوقود قابلا للأشتعال ذاتيا بالأضافة إلي الحصول علي وقود نقي تماما وبذلك يمكن الأستغناء عن شمعة الإشتعال ، وطبقا لما قرأته في أحد المقالات لنشرة علمية فهناك أمل في خفض استهلاك الوقود ايضا إلى 3 لتر لكل 100 كيلومتر كما تعلق آمال على أن تؤدي تلك التقنية إلى تحسين عمليات الاحتراق لأنواع أخرى من الوقود.
نعود إلي مركب التبريد والماء فبعد أن عرفنا كيف تنتقل الحرارة فقد اصبح من السهل أن نتخيل ماذا يحدث لمركب التبريد مثل R12 المار في ملف دائرة تبريد وهو في الحالة السائلة.
حيث أن درجة حرارة غليانه هي -17 سلزيوس ( سالب 17 ) عندما يكون الضغط الواقع عليه 1.6 بار من هنا نشأ (فرق درجات الحرارة ) الذي نتج عنه أكتساب مركب التبريد (وامتصاصه للحرارة) المحاط بها كما في الأجواء العادية في الصيف وفي درجة حرارة الغرفة حيث يمتص الحرارة من الوسط المحيط ( لوجود فرق في درجات الحرارة ) وهي بمثابة مرجل حراري وتنتقل عبر ملفات التبريد النحاسية ولأنه يصل إلي درجة حرارة الغليان بمجرد أن يهبط الضغط إلي 1.6 بار عن طريق صمام الخنق ( الكابلري ) حيث يحدث هبوط الضغط وهو في حالته السائلة أثناء خروجه من ملف التكثيف مارا بالكابلري.
ويستمر R12 في امتصاص الحرارة حتي يتحول إلي بخار وهو بداخل ملفات التبريد والحرارة التي أكتسبها ومازال يكتسبها تسمي الحرارة الكامنة للتبخير عند درجة غليانه والضغط المذكورين ليتحول إلي الصورة البخارية ويظهر تأثير أنتقال الحرارة إلي مركب التبريد علي ملفات التبريد في صورة البرودة كنتيجة لزوال الحرارة
تعليقات