السائل المشبع مقابل السائل المبرد: 3 حقائق مهمة

سائل مشبع مقابل سائل مبرد فرعيًا: تحتاج إلى معرفة الحقائق الهامة

سائل مشبع والسائل المبرد فرعيًا هي المراحل المختلفة أثناء عملية تغيير الطور لسائل نقي. المراحل الرئيسية للمادة النقية هي الصلبة والسائلة والغازية.

سائل مبرد يشير إلى تلك المرحلة من مادة حيث توجد في صورة سائلة عند درجة حرارة أقل من نقطة غليانها عند ضغط النظام. ال سائل مشبع هو سائل على وشك التبخر ، مما يعني أن أي انخفاض في الضغط دون تغيير درجة حرارته يؤدي إلى غليانه.

السائل المشبع مقابل السائل المبرد

ائتمان الصورة: سائل مشبع مقابل سائل مبرد https://s3.studentvip.com.au/notes/11438-

أي سائل ، سواء في شكله النقي أو في خليط ، يمارس ضغطًا معينًا على سطح السائل عند درجة حرارة معينة ، وهو ما يسمى ضغط بخار المادة عند درجة الحرارة تلك. إذا زادت درجة حرارة السائل ، يزداد ضغط البخار أيضًا. نظرًا لأن ضغط البخار هذا يساوي ضغط الغلاف الجوي المحيط ، يبدأ السائل في الغليان. يسمى السائل عند نقطة غليانه أ سائل مشبع.

على سبيل المثال ، الماء عبارة عن سائل مشبع عند حده نقطة الغليان 100 درجة مئوية تحت ظروف الغلاف الجوي عند مستوى سطح البحر أو 1-ضغط جوي. عندما يتم تبريد الماء إلى أقل من 100 درجة مئوية ، فإنه يصبح مبردًا جزئيًا. مع زيادة الضغط إلى ما بعد جو واحد ، تزداد نقطة غليان الماء ، أو يصبح سائلًا مُبردًا جزئيًا عند 1 درجة مئوية.

مثال سائل مبرد

يمكن اعتبار أي سائل أقل من درجة غليانه عند ضغط معين بمثابة سائل مبرد.

يغلي الماء عند 373 درجة مئوية (100 درجة مئوية). الآن الماء عند درجة حرارة الغرفة 293 درجة كلفن (25 درجة مئوية) والضغط الجوي العادي هو مثال على أ سائل مبرد.

بعض الحالات التي تتسبب في تبريد سائل ما هي:

عند ضغط نظام معين عندما يصل السائل إلى درجة حرارة أقل من درجة حرارة تشبعه. عندما يكون السائل عند ضغط أعلى من ضغط تشبعه عند درجة حرارة معينة. من الناحية الديناميكية الحرارية ، يحتوي السائل على محتوى حراري أقل وحجم محدد من أ سائل مشبع.

رصيد الصورة: مخطط تلفزيون يمثل تغيير الطور للمياه عند ضغط ثابت https://engineering.purdue.edu/CFDLAB/class/me200/filesFall2010/me200_notes_f10_week3.pdf

بعض الأمثلة الأخرى للسائل المبرد الفرعي هي:

  • الأمونيا السائلة عند درجة حرارة أقل من -33.3 درجة مئوية وضغط 1 بار أو أعلى.
  • الأمونيا السائلة عند درجة حرارة أقل من -50 درجة مئوية وضغط 0.41 بار أو أعلى.
  • جلايكول الإيثيلين عند درجة حرارة أقل من 197 درجة مئوية وضغط 1 بار أو أعلى
  • الكحول الإيثيلي عند درجة حرارة أقل من 77.8 درجة مئوية وضغط 1 بار أو أعلى.

كما يتضح أعلاه ، في مثال الأمونيا السائلة ، يمكن أن تخرج في ظروف غير مبردة تحت ظروف مختلفة من الضغط ودرجة الحرارة. -33.3 درجة مئوية هي درجة حرارة تشبع الأمونيا عند ضغط 1 بار. وبالمثل ، بالنسبة لدرجة حرارة -50 درجة مئوية ، يكون ضغط التشبع المقابل للأمونيا هو 0.41 بار (تقريبًا).

ضغط السائل المبرد

يقال إن السائل الذي يكون ضغطه أعلى من ضغط تشبعه عند درجة حرارة معينة هو سائل مبرد فرعيًا أو سائلًا مضغوطًا.

سائل مبرد يعني أن درجة حرارة السائل أقل من درجة حرارة التشبع لهذا الضغط المعين والسائل المضغوط يعني أن ضغط السائل أعلى من ضغط التشبع لدرجة الحرارة المعينة. يمكن استخدام كلا المصطلحين بشكل بديل.

نظرًا لأن السوائل بطبيعتها غير قابلة للضغط ، فإن خصائصها مستقلة نسبيًا عن الضغط. يتم تعريف السوائل المبردة من خلال:

  • ضغط أعلى من سائل مشبع (P> Pجلسفي T معين)
  • درجة حرارة أقل من سائل مشبع (T <Tجلس عند نقطة معينة)
  • المحتوى الحراري أقل من السائل المشبع (h <hfعند T أو P)
  • طاقة داخلية أقل من السائل المشبع (u <ufعند T أو P)
  • حجم محدد أقل من السائل المشبع (v <vf عند T أو P)

يتأثر المحتوى الحراري في الغالب بالضغط ، وهي علاقة أكثر دقة لـ h

hf~hو @ ت+vfجلس)

ائتمان الصورة: رسم بياني PV لمادة نقية http://processandinstrumentation.blogspot.com/

الأسئلة المتكررة

س: ما هو الفرق بين السائل المشبع والمبرد الفرعي؟

الجواب:فكر كلاهما سائل مشبع و سائل مبرد مرحلتان من نفس السائل, هم مختلفون تمامًا عن بعضهم البعض.

المبرد الفرعي هو الحالة التي يكون فيها السائل أكثر برودة من درجة الحرارة الدنيا (درجة حرارة التشبع) ، وهو أمر ضروري لإبقائه بعيدًا عن الغليان. على العكس من ذلك ، فإن السائل المشبع هو الحالة التي يكون فيها السائل عند نقطة الغليان تقريبًا.

في حالة السائل المشبع ، إذا انخفض الضغط بدرجة أكبر مع الحفاظ على درجة الحرارة ثابتة ، سيبدأ السائل المشبع في الغليان. من ناحية أخرى ، سيتم تبريد السائل إذا زاد الضغط عن ضغطه المشبع عند نقطة الغليان.

س: لماذا يكون التبريد الفرعي مرغوبًا في نظام التبريد؟

الجواب:A سائل مبرد يزيد من كفاءة الطاقة لنظام التبريد لأنه يحتوي على حجم محدد أقل

يتم تبريد المبرد من الباطن في المكثف لتجنب التبخير المبكر لمادة التبريد قبل التوجه نحو جهاز التمدد.

إذا لم يتم توفير مساحة مناسبة لسطح المكثف لضمان التبريد الفرعي المناسب ، فقد يتبخر المبرد جزئيًا في الأنابيب أثناء انتقاله إلى جهاز التمدد. إذا تبخر المبرد جزئيًا قبل دخوله في جهاز التمدد ، فسيتطلب ضخ كمية أكبر من مادة التبريد لتحقيق نفس التبريد. هذا يزيد من تكلفة الضخ وبالتالي من استهلاك الطاقة.

انتقل إلى الأعلى