Makinang pampalamig

Mga Artikulo tungkol sa mga Makinang Pangpalamig

Ang refrigerator ay isang heat engine na gumagana nang pabaliktad. Kaya, ang heat engine ay kumukuha ng init mula sa isang rehiyon na may mababang temperatura at itinatapon ito sa isang rehiyon na may mataas na temperatura. Para mangyari ang prosesong ito, ang makina ay dapat magsagawa ng trabaho. Gayunpaman, ang init ay natural na dumadaloy lamang mula sa isang rehiyon na may mataas na temperatura patungo sa isang rehiyon na may mababang temperatura. Ang init ay hindi maaaring dumaloy nang mag-isa mula sa isang rehiyon na may mababang temperatura patungo sa isang rehiyon na may mataas na temperatura. Ito ay naaayon sa pahayag ni Clausius na tinalakay dati. Para sa prosesong nangyayari sa isang refrigerator, ang nakaraang pahayag ni Clausius ay maaaring isulat tulad ng sumusunod:

Imposible para sa isang makinang pampalamig (na gumagana sa isang siklo) na ilipat ang init mula sa isang lugar na may mababang temperatura patungo sa isang lugar na may mataas na temperatura, nang hindi gumagawa ng trabaho ( Ikalawang batas ng termodinamika – pahayag ni Clausius).

Ang tekstong naka-italiko ay isang espesyal na pahayag ng ikalawang batas ng termodinamika. Ang pahayag na ito ay naaangkop lamang sa mga makinang pampalamig. Ang proseso ng pagbabago ng anyo ng enerhiya at paglilipat ng eenerhiya sa Makinang pampalamig 1Ang makinang panglamig ay katulad ng nasa diagram sa ibaba.

Ang makina ay gumagana (W) upang kumuha ng init mula sa isang lugar na may mababang temperatura (QL ) at ilabas ang init patungo sa isang lugar na may mataas na temperatura (QH ) . Batay sa konserbasyon ng enerhiya, maaaring mahinuha na QL + W = QH.

Kung ang terminong kahusayan ay ginagamit sa mga heat engine, sa mga refrigeration machine naman ang terminong coefficient of performance (KK) ang ginagamit. Ang coefficient of performance (KK) ng isang refrigeration machine ay ang ratio sa pagitan ng init na inilipat mula sa isang lokasyon na may mababang temperatura (QL ) sa trabaho (W) na ginawa upang ilipat ang init. Sa matematika, maaari itong isulat tulad ng sumusunod:

Makinang pampalamig 2

Kung gusto mong ipahayag ang koepisyent ng pagganap ng isang makinang pampalamig sa porsyento, i-multiply lang ang equation na ito ng 100%. Ang koepisyent ng pagganap ng isang ideal na makinang pampalamig (Carnot coefficient ng pagganap ng isang makinang pampalamig):

Makinang pampalamig 3

Mayroong ilang mga makinang panglamig na karaniwang ginagamit natin, kabilang ang mga refrigerator, air conditioner (AC) at mga heat pump.

Kulkas

Ang condenser = nagko-convert ng singaw sa likido, ang compressor = nagpipiga. Ang mga cooling coil ay karaniwang matatagpuan sa loob ng refrigerator, habang ang mga condenser coil ay matatagpuan sa labas ng refrigerator (sa likod ng refrigerator).

Sa loob ng mga coil ay isang pluido na nasa phase equilibrium (umiiral sa mga estado ng likido at singaw). Ang pluidong ito ay kilala bilang refrigerant. Ang refrigerant na karaniwang ginagamit noong nakaraan ay freon. Hindi na ginagamit ang Freon ngayon dahil ang paglabas nito ay maaaring makapinsala sa ozone layer.

Ang motor ng compressor (na pinapagana ng kuryente) ay kumukuha ng refrigerant (sa anyong singaw) at pinipiga ito nang adiabatic. Dahil sa adiabatic compression, tumataas ang temperatura ng singaw. Habang tumataas ang temperatura, tumataas din ang presyon ng singaw. Ang pagkakaiba ng temperatura sa pagitan ng compressor (mataas na temperatura) at condenser (mababang temperatura) ay nagiging sanhi ng daloy ng singaw na may mataas na temperatura at presyon sa mga condenser coil na matatagpuan sa likod ng refrigerator.

Ang temperatura ng singaw ay mas mataas kaysa sa temperatura ng nakapalibot na hangin, kaya kapag dumadaloy ito sa condenser coil, ang singaw ay naglalabas ng init sa nakapalibot na hangin. Dahil ito ay na-condensate ng condenser, ang singaw ay lumalamig at nagiging likido. Kapag dumadaloy ito sa expansion valve, ang refrigerant na naging likido ay lumalawak nang adiabatic. Ang pagkakaroon ng adiabatic expansion ay nagiging sanhi ng paglamig ng likido (bumababa ang temperatura nito). Ang malamig na likido ay dumadaloy sa loob ng mga coil sa loob ng refrigerator. Dahil ang likido sa mga coil ay mas malamig kaysa sa hangin sa refrigerator, ang init ay hinihigop ng likido hanggang sa ang refrigerant ay maging singaw (ang likido ay sumisipsip ng init sa refrigerator). Ang refrigerant na naging singaw ay sinisipsip ng compressor motor at kino-compress nang adiabatic. At iba pa… (uulit muli ang proseso). Dahil ang init sa loob ng refrigerator ay lumilipat sa likido sa loob ng mga coil, ang refrigerator ay lumalamig.

AC (air conditioner)

Bagama't magkaiba ang disenyo ng aparato, ang pangunahing prinsipyo ng paggana ng isang air conditioner ay katulad ng sa isang refrigerator. Sa kasong ito, ang refrigerator ay isang silid. Kadalasan, ang mga cooling coil ay matatagpuan sa loob ng silid habang ang mga condenser coil ay matatagpuan sa labas. Sa likod ng mga condenser coil ay isang bentilador. Ang trabaho ng bentilador ay ang pag-regulate lamang ng sirkulasyon ng hangin at hipan ang mga condenser coil, sa gayon ay pinapabilis ang paglipat ng init sa pagitan ng mga condenser coil at ng nakapalibot na hangin. Sa kabaligtaran, sa likod ng mga cooling coil ay isang blower, o blower. Ang tungkulin nito ay katulad ng isang bentilador. Habang hinihipan ng bentilador ang mga condenser coil palabas, na nagdidirekta ng init sa nakapalibot na hangin, hinihipan naman ng blower ang mga cooling coil sa loob, na nagkakalat ng malamig na hangin sa buong silid.

Heat Pump

Karaniwang ginagamit ang mga heat pump sa malamig na taglamig. Ang prinsipyo ng paggana ng heat pump ay katulad ng sa isang refrigerator. Ang pagkakaiba ay ang refrigerator ay isang aparato na ginagamit upang palamigin ang isang silid, habang ang heat pump ay ginagamit upang painitin ang isang silid. Habang ang refrigerator ay nagsasagawa ng trabaho upang sumipsip ng init mula sa silid (QL ) at ilabas ito sa labas (QH ) , ang heat pump ay sumisipsip ng init mula sa labas (QL ) at ilalabas ito sa silid (QH ) . Ang idinagdag na init ay nagiging sanhi ng pag-init ng silid. Kapag dumating ang tag-araw, ang heat pump ay maaaring baligtarin upang gumana bilang isang air conditioner (AC).

Mag-iwan ng komento