كم تبلغ درجة حرارة الهواء بعد مروره في مجفف هواء مبرد داخل جهاز ضاغط برغي من نوع الصندوق؟

مبدأ تغير درجة الحرارة بعد معالجة المُجفّف البارد

عادةً ما يحتوي الهواء المضغوط الخارج من ضاغط اللولب الصندوقي على درجة حرارة ورطوبة مرتفعتين. وعند دخول هذه الغازات الساخنة إلى مجفف الهواء بالتبريد (يُشار إليه اختصارًا بـ «المجفف البارد»)، يُجرى تبريدها بشكل إلزامي عبر نظام التبريد. وفي هذه العملية، يهدف خفض درجة حرارة الهواء أساسًا إلى تحقيق غرضين: أولهما تحويل الرطوبة الموجودة في الهواء من الحالة الغازية إلى حالة سائلة لتصريفها، والثاني خفض درجة حرارة المخرج النهائي للغاز.

مؤشرات درجة الحرارة الأساسية: نقطة الندى تحت الضغط ودرجة حرارة المخرج

لإعطاء إجابة دقيقة عن درجة حرارة الغاز بعد مروره عبر مجفف بارد، يلزم التمييز بين مفهومين رئيسيين يتعلقان بالحرارة:

• درجة حرارة نقطة الندى تحت الضغط: هذا هو المؤشر الأساسي لقياس قدرة جهاز التجفيف بالتبريد على إزالة الرطوبة. عادةً ما يُصمَّم جهاز التجفيف بالتبريد بحيث تكون درجة حرارة نقطة الندى تحت الضغط عندمن 2℃ إلى 10℃بينما في هذه المنطقة من درجات الحرارة، يتكثف بخار الماء الموجود في الهواء المضغوط بشكل كبير على شكل قطرات ماء، وتُزال هذه القطرات من النظام بواسطة مُفرغ المياه الأوتوماتيكي.
• درجة حرارة المخرج النهائية: بعد أن يبرد الهواء البارد عبر المبخر ليقترب من درجة حرارة نقطة الندى، يمر قبل خروجه من المجفف البارد عبر مُسخّن عكسي (مبادل حراري هوائي–هوائي). وفي هذا المكان، يحدث تبادل حراري بين الهواء البارد والغاز الرطب الساخن الذي دخل للتو إلى المجفف البارد. ونتيجة لذلك، ترتفع درجة حرارة الغاز الخارج بشكل طفيف. وفي العادة، تتراوح درجة حرارة المخرج النهائي للمجفف البارد بينمن 20℃ إلى 40℃بين.

العوامل الرئيسية المؤثرة في درجة حرارة العادم النهائية

لا يُعدّ درجة الحرارة المحددة لمخرج مُجفّف الهواء البارد قيمة ثابتة، بل يتأثر بعدة عوامل تتعلق بظروف التشغيل الفعلية:

• طريقة التبريد: عادةً ما تكون درجة حرارة مخرج مجفف الهواء المبرد بالهواء أعلى بـ5 إلى 10 درجات مئوية من درجة حرارة البيئة الحالية؛ أما درجة حرارة مخرج مجفف الهواء المبرد بالماء فتكون أعلى بـ5 إلى 10 درجات مئوية من درجة حرارة مياه التبريد الداخلة.
• ظروف السحبإذا كانت درجة حرارة الهواء المضغوط الداخل إلى المجفف البارد مرتفعة جدًا، أو إذا تجاوزت كمية الهواء الداخل السعة التصميمية للمجفف، فسيؤدي ذلك إلى عدم كفاية عملية نقل الحرارة، مما يرفع درجة حرارة المخرج النهائية.
• حالة تشغيل المعدات: إن انسداد المكثف بسبب الأوساخ، أو نقص مادة التبريد، أو انخفاض كفاءة المبادل الحراري، كل ذلك يؤثر بشكل مباشر على كفاءة التبريد ودرجة حرارة الغاز الناتج في النهاية.

الاحتياطات المتعلقة بالتحكم في درجة الحرارة

في التطبيقات الصناعية الفعلية، لا يُعدّ انخفاض درجة حرارة الهواء المضغوط عند مخرج المجفف بالتبريد أفضل حالًا. فإذا تم ضبط درجة حرارة التبخير منخفضة جدًا (أقل من 0℃)، فقد تتجمد الرطوبة المتكثفة على سطح المبخر، مما يؤدي إلى انسداد مسارات تدفق الهواء، وبالتالي تراجع كفاءة التجفيف بل وقد يتسبب في تلف المعدات. لذلك، فإن ضبط نقطة الندى تحت الضغط عند مستوى لا يقل عن 2℃، مع الحفاظ على درجة حرارة مخرج معقولة، يعد أمرًا أساسيًا لضمان التشغيل المستقر للمنظومة. كما أن التنظيف الدوري للمبردات وفحص ضغط المبرد يشكلان جزءًا من أعمال الصيانة الأساسية اللازمة للحفاظ على الأداء الحراري الطبيعي للمجفف بالتبريد.