الديناميكا الحرارية والتبريد

(أ) الديناميكا الحرارية. هذه ببساطة هي دراسة التغيير المتعلقة بالطاقة ، ولكنها تحددها أيضًا ASHRAE (1997) ، ودراسة الطاقة وتحولاتها ، وعلاقتها بدول المادة.

(ب) نظام الديناميكا الحرارية. يتم تحديد ذلك بواسطة ASHRAE (1997) على أنها "... منطقة من المساحة و / أو كمية المادة ، سطح مغلق محاط". يوجد نوعان من الأنظمة ، سيتم اعتبارهما: أنظمة مغلقة ، حيث لا يوجد تبادل لل المواد مع البيئة ، والأنظمة المفتوحة ، حيث يوجد تقاطع.في ظل نظام مغلق ، تظل الكتلة داخل حدود النظام ثابتة ، كما هو الحال في منشآت التبريد المحكم. مع وجود نظام مفتوح ، هناك تدفق جماعي عبر حدود النظام ، على سبيل المثال مع عملية ضخ ، وهي السائل في النظام من البيئة.

(ج) أول قانون للديناميكا الحرارية. يفسر هذا القانون على أنه حفظ الطاقة ، حيث ينص هذا القانون على أنه لا يمكن إنشاء أو تدمير الطاقة.

لفتح النظام ، في ظل ظروف الحالة المستقرة ، وحدات قياس معدل التدفق الشامل لمادة نقية ، يتم التعبير عن القانون الأول الدفق الثابت لمعادلة الطاقة:

يرجى ملاحظة أن المعادلة (2.19) توفر طريقة بديلة للتعبير عن المحتوى الحراري.

(د) القانون الثاني للديناميكا الحرارية. بعبارات بسيطة ، هذا يعني أن تدفقات الحرارة فقط من درجة حرارة أعلى إلى درجة حرارة منخفضة. بشكل أكثر رسمية ، تنص Spaulding and Cole (1961) على أنه: من المستحيل بالنسبة للنظام الذي يعمل في حلقة ، أن يكون التأثير الوحيد ، نقل الحرارة من درجة حرارة نظام منخفضة الحرارة.

(هـ) الحرارة. تم وصف الطاقة ASHRAE (1997) بأنها القدرة على إنتاج التأثير ، ويمكن حفظه ، أو بشكل انتقالي. تتمثل الطاقة الكامنة في مفاهيم مثل الطاقة الكامنة والطاقة الحركية ، في حين أن الحرارة هي شكل من أشكال انتقال الطاقة. يمكن تعريف الحرارة على أنها تفاعل نظامين مختلفين لدرجة الحرارة وتدفق الهواء يكون دائمًا من الأعلى إلى درجة الحرارة المنخفضة.

(و) العمل. هذا الجانب من الطاقة. يتكون العمل في استخدام القوة عن بعد ، ونقل الطاقة عبر الحدود بين النظامين.

(ز) الانتروبيا. إنه مفهوم مهم عند تحليل سلوك الأنظمة الديناميكية الحرارية. يتم التعبير عنها من حيث التغير في الانتروبيا ويعرف بأنه مقدار أنظمة عكس الحرارة المتقاطعة ، مقسوما على درجة الحرارة المطلقة للنظام ، ويعطي

Entropy هو خاصية النظام ، ذلك يعتمد على حالة المادة. بالنسبة للمادة النقية ، يمكن ضبط قيمتها ، لأنها تعتمد على خاصيتين مستقلتين ، الحرارة ودرجة الحرارة المطلقة. نظرًا لأنه يتم تعريفه على أنه الفرق ، في المعادلة (9.2) ، يجب اعتماد الصفر التعسفي إذا أرادت جدولة. إنه ، كقاعدة عامة ، في درجة حرارة الصفر درجة مطلقة.

يمكن أيضًا اعتبار Entropy من حيث اضطرابات الجزيئات في النظام: إذا اضطربت إنتروبيا أكثر مما لو كانت في ترتيب ما. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن ينظر إليه على أنه يحتوي على كمية معينة من الحرارة: في المعادلة (9.2) يوضح أنه إذا كان التغير في درجة الحرارة المطلقة الصغيرة يجب أن يكون كبيرًا ، نظرًا لتغيرات الحرارة. لذلك ، يمكنك بناء درجة حرارة مطلقة ، رسم تخطيطي للإنتروبيا (انظر الشكل 9.4 و 9.5) ، في القضايا ذات الحرارة.

وتسمى العملية التي تحدث عند الانتروبيا الثابتة isentropic.

(ح) عكسية. عملية عكسية ، والتي ، عند الانتهاء ، الجزء الخلفي من النظام ومحيطه إلى حالتها الأصلية. هذا لا ينطبق على عملية لا رجعة فيها ، مثال على ذلك أي عملية تنطوي على الاحتكاك.

إذا لم يكن هناك انتقال للحرارة مع البيئة المحيطة وعدم فقدان الاحتكاك الداخلي ، يمكن أن تعمل آلة المكبس كحركة ضاغط أو امتدادا للمحرك. تعمل كآلة تزويد ضاغط الطاقة لضغط الغاز المعالج. تعمل كفرق ضغط السيارة الممتدة بين مدخل ومخرج الغاز سيتم توسيع توسيع ، يقود سيارة. آلة لتحرير المناطق المحيطة بنفس القوة التي أخذت منها عندما تكون السيارة بمثابة ضاغط. سوف تكون عمليات الضغط والتوسيع قابلة للانعكاس.

يمكنك إثبات أن فعالية عكس المحرك أكبر دائمًا من تأثير المحرك الذي لا رجعة فيه بين جامعي حراري متطابقين. لذلك فمن المستحسن أن ضواغط التبريد يجب إجراء ضغط قابل للتحويل قدر الإمكان ...