کولنگ مشین

ریفریجریشن مشینوں کے بارے میں مضامین

ریفریجریٹر ایک ہیٹ انجن ہے جو ریورس میں کام کرتا ہے۔ لہذا، ایک ہیٹ انجن کم درجہ حرارت والے علاقے سے گرمی لیتا ہے اور اسے زیادہ درجہ حرارت والے علاقے میں مسترد کر دیتا ہے۔ اس عمل کے ہونے کے لیے، انجن کو کام کرنا چاہیے۔ تاہم، قدرتی طور پر گرمی صرف اعلی درجہ حرارت والے علاقے سے کم درجہ حرارت والے علاقے میں بہتی ہے۔ حرارت اپنے طور پر کم درجہ حرارت والے علاقے سے اعلی درجہ حرارت والے علاقے میں نہیں جا سکتی۔ یہ کلازیئس کے بیان کے مطابق ہے جس پر پہلے بحث کی گئی تھی۔ اس عمل کے لیے جو ریفریجریٹر میں ہوتا ہے، پچھلا Clausius بیان اس طرح لکھا جا سکتا ہے:

کولنگ مشین (جو ایک چکر میں کام کرتی ہے) کے لیے کام کے بغیر گرمی کو کم درجہ حرارت والی جگہ سے زیادہ درجہ حرارت والی جگہ پر منتقل کرنا ناممکن ہے۔تھرموڈینامکس کا دوسرا قانون - کلازیئس کا بیان)۔

ترچھا متن تھرموڈینامکس کے دوسرے قانون کا ایک خاص بیان ہے۔ یہ بیان صرف ریفریجریشن مشینوں پر لاگو ہوتا ہے۔ توانائی کی شکل کو تبدیل کرنے اور ای کی منتقلی کا عملتوانائی پر کولنگ مشین نیچے دیے گئے خاکے کی طرح نظر آتی ہے۔

کم درجہ حرارت والی جگہ سے گرمی لینے کے لیے مشین کام (W) کرتی ہے (Q_L) اور گرمی کو اعلی درجہ حرارت والی جگہ پر چھوڑتا ہے (Q_H)۔ توانائی کے تحفظ کی بنیاد پر یہ نتیجہ اخذ کیا جا سکتا ہے کہ Q_L + W = Q_H.

اگر حرارت کے انجنوں میں کارکردگی کی اصطلاح استعمال کی جاتی ہے، تو ریفریجریشن انجنوں میں کارکردگی کے کوفیشینٹ (KK) کی اصطلاح استعمال ہوتی ہے۔ ریفریجریشن انجن کی کارکردگی کا گتانک (KK) کم درجہ حرارت والی جگہ سے منتقل ہونے والی حرارت کے درمیان تناسب ہے (Q_Lگرمی کی منتقلی کے لیے کیے گئے کام (W) کے ساتھ۔ ریاضی کے لحاظ سے اسے اس طرح لکھا جا سکتا ہے:

اگر آپ ریفریجریشن مشین کی کارکردگی کے گتانک کو فیصد میں ظاہر کرنا چاہتے ہیں، تو صرف اس مساوات کو 100% سے ضرب دیں۔ مثالی ریفریجریشن مشین کی کارکردگی کا گتانک (ریفریجریشن مشین کی کارکردگی کا کارنوٹ گتانک):

کئی کولنگ مشینیں ہیں جو ہم عام طور پر استعمال کرتے ہیں، بشمول ریفریجریٹرز، ایئر کنڈیشنر (AC) اور ہیٹ پمپ۔

ریفریجریٹر

کنڈینسر = بخارات کو مائع میں تبدیل کرتا ہے، کمپریسر = کمپریسس۔ کولنگ کوائلز عام طور پر ریفریجریٹر کے اندر واقع ہوتے ہیں، جبکہ کنڈینسر کنڈلی ریفریجریٹر کے باہر (ریفریجریٹر کے پچھلے حصے میں) واقع ہوتے ہیں۔

کنڈلی کے اندر فیز توازن میں ایک سیال ہوتا ہے (مائع اور بخارات کی حالتوں میں موجود)۔ اس سیال کو ریفریجرینٹ کے نام سے جانا جاتا ہے۔ ماضی میں عام طور پر استعمال ہونے والا ریفریجرنٹ فریون تھا۔ فریون آج استعمال نہیں کیا جاتا ہے کیونکہ اس کا اخراج اوزون کی تہہ کو نقصان پہنچا سکتا ہے۔

کمپریسر موٹر (بجلی سے چلتی ہے) ریفریجرینٹ (بخار کی شکل میں) کھینچتی ہے اور اسے اڈیابیٹیکل طور پر کمپریس کرتی ہے۔ اڈیبیٹک کمپریشن کی وجہ سے بخارات کا درجہ حرارت بڑھ جاتا ہے۔ جیسے جیسے درجہ حرارت بڑھتا ہے، بخارات کا دباؤ بھی بڑھ جاتا ہے۔ کمپریسر (زیادہ درجہ حرارت) اور کنڈینسر (کم درجہ حرارت) کے درمیان درجہ حرارت کا فرق ریفریجریٹر کے پچھلے حصے میں واقع کنڈینسر کنڈلیوں سے زیادہ درجہ حرارت، ہائی پریشر بخارات کو بہنے کا سبب بنتا ہے۔

بھاپ کا درجہ حرارت ارد گرد کی ہوا کے درجہ حرارت سے زیادہ ہوتا ہے، اس لیے جب یہ کنڈینسر کنڈلی سے گزرتی ہے تو بھاپ ارد گرد کی ہوا کو حرارت جاری کرتی ہے۔ چونکہ یہ کنڈینسر کے ذریعے گاڑھا ہوتا ہے، اس لیے بھاپ ٹھنڈا ہو کر مائع میں بدل جاتی ہے۔ جب یہ ایکسپینشن والو سے گزرتا ہے تو ریفریجرینٹ جو مائع میں تبدیل ہو چکا ہوتا ہے اڈیابیٹیکل طور پر پھیلتا ہے۔ adiabatic توسیع کی موجودگی مائع کو ٹھنڈا کرنے کا سبب بنتی ہے (اس کا درجہ حرارت کم ہوجاتا ہے)۔ ٹھنڈا مائع ریفریجریٹر کے اندر کنڈلیوں کے اندر بہتا ہے۔ چونکہ کنڈلی میں موجود مائع ریفریجریٹر کی ہوا سے زیادہ ٹھنڈا ہوتا ہے، اس لیے گرمی مائع کے ذریعے جذب ہوتی ہے جب تک کہ ریفریجرنٹ بخارات میں تبدیل نہ ہو جائے (مائع فرج میں گرمی جذب کرتا ہے)۔ ریفریجرینٹ جو بخارات میں بدل گیا ہے اسے کمپریسر موٹر کے ذریعے چوس لیا جاتا ہے اور اڈیابیٹلی طور پر کمپریس کیا جاتا ہے۔ اور اسی طرح… (عمل دوبارہ دہرایا جاتا ہے)۔ کیونکہ ریفریجریٹر کے اندر کی حرارت کنڈلیوں کے اندر مائع میں منتقل ہوتی ہے، ریفریجریٹر ٹھنڈا ہو جاتا ہے۔

اے سی (ایئر کنڈیشنر)

اگرچہ ڈیوائس کا ڈیزائن مختلف ہے، لیکن ایئر کنڈیشنر کے کام کرنے کا بنیادی اصول ریفریجریٹر سے ملتا جلتا ہے۔ اس صورت میں، مواد کلکس ایک کمرہ۔ عام طور پر، کولنگ کنڈلی گھر کے اندر واقع ہوتی ہے، جبکہ کنڈینسر کنڈلی باہر واقع ہوتی ہے۔ ایک پنکھا کنڈینسر کنڈلی کے پیچھے واقع ہے۔ پنکھے کا کام ہوا کی گردش کو منظم کرنا اور کنڈینسر کنڈلیوں کو اڑانا ہے، جس سے کنڈینسر کنڈلی اور آس پاس کی ہوا کے درمیان گرمی کی منتقلی زیادہ تیزی سے ہوتی ہے۔ اس کے برعکس، ایک بلور کولنگ کنڈلی کے پیچھے واقع ہے. اس کا فنکشن پنکھے کی طرح ہے۔ جب کہ ایک پنکھا کنڈینسر کنڈلیوں کو باہر اڑاتا ہے، جو گرمی کو ارد گرد کی ہوا کی طرف لے جاتا ہے، بلور کولنگ کوائلز کو اندر سے اڑا دیتا ہے، جس سے ٹھنڈی ہوا پورے کمرے میں پھیل جاتی ہے۔

ہیٹ پمپ

ہیٹ پمپ عام طور پر سرد علاقوں میں استعمال ہوتے ہیں۔ ہیٹ پمپ کا کام کرنے کا اصول ریفریجریٹر کی طرح ہے۔ فرق یہ ہے کہ ریفریجریٹر ایک ایسا آلہ ہے جو کمرے کو ٹھنڈا کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے، جبکہ ہیٹ پمپ کمرے کو گرم کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ ایک ریفریجریٹر کمرے سے گرمی دور کرنے کا کام کرتا ہے (Q_L) اور اسے کمرے کے باہر پھینک دیں (Q_H)، پھر ہیٹ پمپ کمرے کے باہر سے گرمی لیتا ہے (Q_Lاور اسے کمرے میں پھینک دیں (Q_H)۔ اضافی گرمی کمرے کو گرم کرنے کا سبب بنتی ہے۔ جب موسم گرما آتا ہے تو ہیٹ پمپ کو ایئر کنڈیشنر (AC) میں تبدیل کیا جا سکتا ہے۔