العلاقة بين معدل التدفق الحجمي لخط سحب الضاغط وخط طرد الضاغط في أنظمة التبريد

المفاهيم الأساسية لعملية سحب وطرد الغاز في ضاغط التبريد

في دورة التبريد،ضاغط التبريدإنه الجزء المحرك الأساسي في النظام. فهو يحافظ على دورة المبرد من خلال امتصاص الغاز منخفض الضغط باستمرار وطرد الغاز عالي الضغط. وخلال هذه العملية،أنبوب الشفطوأنبوب العادمتتولى كلٌّ منهما مهمة نقل مبرد منخفض الضغط ومبرد عالي الضغط، بينما يختلف كلاهما…معدل التدفق الحجميفإن ذلك يُظهر خصائص فيزيائية مختلفة تمامًا.

حفظ كتلة التدفق واختلاف معدل التدفق الحجمي

لفهم العلاقة بين معدل التدفق الحجمي لأنبوب السحب وأنبوب العادم، يلزم أولاً توضيح الفرق بين معدل التدفق الكتلي ومعدل التدفق الحجمي. في الظروف المثالية لتشغيل النظام بحالة مستقرة، ووفقاً لقانون حفظ الكتلة، يكون معدل التدفق الكتلي للمبرد الداخل إلى الضاغط مساوياً تقريباً لمعدل التدفق الكتلي للمبرد الخارج منه.

ومع ذلك، فإن معدل التدفق الحجمي يساوي حاصل ضرب معدل التدفق الكتلي في السعة النوعية للغاز. ونظراً لأن الضاغط يقوم بعمل ضغط على غاز المبرد، فإن ضغط نهاية التصريف يكون أعلى بكثير من ضغط نهاية الشفط، كما ترتفع درجة الحرارة بشكل ملحوظ. ويؤدي هذا التغير في الحالة إلى انخفاض كبير في السعة النوعية للغاز عند نهاية التصريف. وبالتالي،يقل معدل التدفق الحجمي لأنبوب العادم بشكل ملحوظ عن معدل التدفق الحجمي لأنبوب السحب..

العوامل الرئيسية المؤثرة في نسبة التدفق الحجمي

• نسبة الانضغاطكلما زادت نسبة ضغط العادم إلى ضغط السحب، ازدادت درجة انضغاط الغاز، وصار الفرق في التدفق الحجمي بين أنبوب العادم وأنبوب السحب أكثر وضوحًا.
• خصائص مادة التبريدتختلف السعة النوعية لمختلف أنواع المبردات عند نفس درجة الحرارة والضغط، مما يؤثر بشكل مباشر على القيم الدقيقة لتدفق الحجم عند طرفي النظام.
• تغير درجة الحرارة الزائدةيزيد ارتفاع درجة حرارة السحب من حجم السحب النوعي، مما يؤدي بدوره إلى زيادة تدفق الحجم في أنبوب السحب.

الدلالة الإرشادية لتصميم خطوط أنابيب نظام التبريد

إن الفارق الملحوظ في معدل تدفق حجم الغاز المُمتص والمُطرد يحدد بشكل مباشر مواصفات تصميم خطوط أنابيب نظام التبريد:

• اختيار قطر الأنبوبنظرًا لكبر حجم التدفق الحجمي في أنبوب السحب، وللتحكم في سرعة التدفق وتقليل فقد الضغط، يُصمَّم قطر أنبوب السحب عادةً أكبر من قطر أنبوب العادم.
• التحكم في سرعة التدفق وعودة الزيتيتعين الحفاظ على حدٍّ أدنى معيّن لسرعة التدفق في أنبوب السحب، وذلك لضمان عودة زيت التشحيم إلى الضاغط بسلاسة؛ أما أنبوب العادم فيجب ضبط سرعة تدفقه القصوى، بهدف تقليل ضجيج النظام ومقاومة العادم.
• إدارة انخفاض الضغطيؤدي انخفاض الضغط في أنبوب السحب إلى خفض كفاءة الحجم النوعي للمكبس بشكل مباشر؛ لذلك، عند تدفقات حجمية كبيرة، يصبح تحسين ترتيب خطوط السحب وتقليل عدد الكواعب أمرًا بالغ الأهمية.

اقتراحات لتحسين تصميم النظام

إن إدراك العلاقة الدقيقة بين التدفق الحجمي لخط السحب وخط العادم في ضاغط التبريد يُعدّ أساسًا لتصميم أنظمة تبريد عالية الكفاءة. ومن خلال الملاءمة المعقولة لأقطار الأنابيب والتحكم في سرعة التدفق، لا يُمكن فقط ضمان التشغيل الآمن للضاغط، بل يمكن أيضًا تحسين أداء كفاءة الطاقة لنظام التبريد بأكمله بشكل فعّال.