نظرة عامة أساسية على الديناميكا الحرارية لضاغط الهواء
21 أبريل, 2022
لفهم فيزياء الديناميكا الحرارية لضاغط الهواء وتوليد الحرارة بشكل أفضل، يناقش هذا المقال المبادئ الرئيسية وقانونين للغاز.
كيف تنتقل الحرارة؟
تُعد الديناميكا الحرارية أحد فروع الفيزياء الممتعة للغاية، خصوصًا للحصول على فكرة عامة عن ضواغط الهواء. سنتناول في هذا المقال انتقال الحرارة، لمتابعة مقدمتنا عن الديناميكا الحرارية.
كيف تنتقل الحرارة؟
يؤدي أي فرق في درجة الحرارة داخل جسم ما أو بين أجسام أو أنظمة مختلفة إلى انتقال الحرارة، حتى يتحقق التوازن في درجة الحرارة. ومن الممكن أن تتم عملية انتقال الحرارة هذه بثلاث طرق مختلفة:
- عبر التوصيل
- عبر الحمل الحراري
- عبر الإشعاع
يعني التوصيل انتقال الحرارة بالتلامس المباشر بين الجسيمات. ويحدث هذا الأمر بين الأجسام الصلبة أو الطبقات الرقيقة من السوائل أو الغازات. تفقد الذرات المتحركة جزءًا من طاقتها الحركية إلى الذرات المجاورة الأقل حركة.
يعني الحمل الحراري انتقال الحرارة بين السطح الصلب الساخن والمائع (غاز أو سائل) الساكن أو المتحرك المجاور، يعززه امتزاج جزء من المائع بآخر. وقد يحدث في صورة حمل حراري حر، من خلال الحركة الطبيعية في الوسط نتيجة للفرق في الكثافة بسبب الاختلافات في درجة الحرارة. وقد يحدث أيضًا في صورة حمل حراري قسري نتيجة حركة المائع بفعل العوامل الميكانيكية، كالمروحة أو المضخة. ينتج الحمل الحراري القسري مستوى انتقال حرارة أعلى بشكل كبير نتيجة لسرعات الامتزاج الأعلى.
يعني الإشعاع انتقال الحرارة عبر مساحة فارغة. تنبعث الحرارة من كل الأجسام التي تزيد درجة حرارتها عن 0°كلفن من خلال الإشعاع الكهرومغناطيسي في جميع الاتجاهات. عندما تصطدم الأشعة الحرارية بجسم ما، يتم امتصاص بعض الطاقة وتحويلها لزيادة درجة حرارة الجسم. أما الأشعة التي لا يتم امتصاصها، فتمر عبر الجسم أو يقوم بعكسها. في المواقف الفعلية، يكون انتقال الحرارة هو مجموع انتقال الحرارة عبر التوصيل والحمل الحراري والإشعاع في الوقت نفسه.
يمثل انتقال الحرارة في مبادل حراري عند كل نقطة دالة للفرق السائد في درجة الحرارة ومعامل انتقال الحرارة الكلي. ويتطلب استخدام المتوسط اللوغاريتمي لفرق درجة الحرارة Өm بدلاً من الحساب الخطي ΔT.
يُحدد المتوسط اللوغاريتمي لفرق درجة الحرارة بالعلاقة بين الاختلافات في درجة الحرارة عند جانبي التوصيل بالمُبادل الحراري وفق التعبير:
المقالات ذات الصلة
التغييرات في حالة الغازات
18 فبراير, 2022
لفهم طرق عمل الهواء المضغوط، من الممكن أن تساعد المقدمة الأساسية للفيزياء بشكلٍ كبير. تعرف على المزيد عن الديناميكا الحرارية وكيف تُعد أمرًا حيويًا في فهم كيفية عمل ضواغط الهواء.
تدفق الغاز عبر الأنابيب والخانق
4 أغسطس, 2022
لفهم طرق عمل الهواء المضغوط، من الممكن أن تساعد المقدمة الأساسية للفيزياء بشكلٍ كبير. تعرف على المزيد عن الديناميكا الحرارية وكيف تُعد أمرًا حيويًا في فهم كيفية عمل ضواغط الهواء.