مقالات مهندسی مکانیک

[فلفل نمك]

برج های خنک کن بدون فن

اساس کار این برج ها مشابه انژکتور می باشد. با پاشش آب از طریق نازل ها حجم زیادی از هوا در مقایسه با انواع برج های خنک کن فن دار از سمت صفحات stabilizer به درون برج کشیده می شود. با ترکیب هوا و ذرات ریز آب در محفظه داخلی، بدون نیاز به سطوح مرطوب امکان تبخیر درصد جزئی از آب و گرفتن حرارت آن فراهم گردیده و در نتیجه آب سرد می شود. اما با برخورد به صفحات eliminator به داخل برج برگشته و هوا نیز ضمن عبور از این صفحات با از دست دادن قطرات آب از طریق صفحات ven خارج می شود. در محل ورودی آب به برج یک صافی قرار داده شده تا از ورود مواد زاید به داخل نازل ها جلوگیری کند. تنها مصرف کننده انرژِی پمپ های سیرکولاسیون آب است که در یک محل متمرکز می باشد. در تمام مراحل، برج کار خود را با حداکثر راندمان انجام می دهد.
- مزایای برج های بدون فن
1.حذف کلیه قطعات متحرک
2.حذف صفحات مرطوب داخل برج
3.حذف هر گونه اتصال الکتریکی و کابل کشی و تابلو برق
4.صدای بسیار پایین
5.راندمان بالا و عملکرد مطمئن
6.عمر طولانی و تقریبا بدون نیاز به سرویس و نگهداری
7.عدم پاشش آب به اطراف

- انتخاب ظرفیت : از قابلیت های برج خنک کن بدون فن امکان تغییر ظرفیت هر مدل با تغییر فشار آب ورودی به برج می باشد .

محدوده عملکرد:
با در نظر گرفتن تعاریف زیر محدوده استفاده از این برج ها مشخص می گردد:
·Tw1 : دمای آب ورودی به برج
·Tw2 : دما آب خروجی از برج
·Twb : دمای حباب مرطوب به طور کلی برج های خنک کن بدون فن در حالتی که در جدول آمده بهترین انتخاب می باشند. از طرفی با پایین آمدن دمای حباب مرطوب ظرفیت برج نسبت به سایر انواع برج های خنک کن افزایش بیشتری می یابد.
به عنوان مثال به ازای 4.5°c کاهش دمای حباب مرطوب، ظرفیت برج به دو برابر افزایش می یابد.
- کنترل ظرفیت
برای کنترل ظرفیت در صورت تغییر دمای محیط یا میزان مصرف، معمولا پمپ سیرکولاسیون به صورت دوبل انتخاب می شود. در این حالت با خاموش و روشن نشان دادن پمپ ها می توان فشار آب ورود به برج و در نتیجه ظرفیت آن را تغییر داد.

[فلفل نمك]

مبانی گرما و انرژی در مولدهای بخار

مقدمه امروزه، بیش از هر دوران در گذشته گرما ( انرژی ) کلید تمدن جدید است و منابع شناخته شده انرژی روز به روز تحلیل می روند بنابراین بدیهی است مهندسی که با تجهیزات استخراج گرما و تبدیل آن به انرژی سرو کار دارد باید درباره گرما اطلاعات کافی داشته باشد.
گرما

شکلی از انرژی که از جنبش مولکولی ناشی می شود. فرض می شود مولکولهای هر ماده بطور پیوسته در جنبش اند و شدد گرما ( یا دما ) به سرعت لرزش مولکولی بستگی مستقیم دارد در صورتیکه آهنگ لرزش جسمی افزایش یابد دمای افزایش و در صورتیکه آهنگ لرزش کاهش یابد دما نیز کاهش می یابد.

برای درک کامل این موضوع در نظر داشته باشید که فقط در صفر مطلق 459.8 – درجه فارنهایت هیچ گونه جنبش مولکولی و بنابراین هیچ گرمایی وجود ندارد و این بدین معنی است که مولکولهای هر جسم بالای صفر مطلق حرکت ثابتی دارند .


گرم کردن اجسام :



گرم کردن جسم سبب

1- بالا رفتن دما،

2- تغییر حالت ، به طور مثال از جامد به مایع یا مایع به گاز

3- انجام کار بیرونی به وسیله انبساط جسم جامد، مایع یا گاز می شود.

اگر به یخ گرما داده شود تا به آب تبدیل شود و بنابراین بدون افزایش دما تغییر حالت دهد تمام این آثار دیده می شود حال چنانچه گرما دادن ادامه یابد تا آب به نقطه جوش برسد دمای آن افزایش می یابد بدون آنکه تغییر حالت دهد سرانجام اگر باز هم گرما داده شود آب بخار می شود که تغییر حالتی دیگر است اما دمای آن افزایش نمی یابد .

با تولید بخار فشاری نیز به دیواره مخزن که بخار در آن محفوظ است اعمال می شود اگر این مخزن سیلندری حاوی پیستون متحرک باشد بخار می تواند پیستون را حرکت داده کار خارجی انجام دهد.



انتقال گرما :

بهتر است که گرما را مانند سیالی در نظر بگیریم که از جسمی به جسم دیگر جریان پیدا می کند ولی به بیان دقیق هیچ ماده فیزیکی منتقل نمی شود مولکولهای ماده گرمتر نسبت به ماده سردتر با آهنگ بالاتری حرکت می کنند بنابراین زمانی که دو جسم با دمای مختلف با هم تماس پیدا کند جنبش مولکولی در جسم سردتر افزایش و در جسم گرمتر کاهش می یابد تا تعادل برقرار شود گرما معمولا از جسم گرمتر به جسم سردتر انتقال می یابد مگر اینکه به کمک عاملی بیرونی ( مثلا در سرد کننده ها ) جهت انتقال گرما به طور مصنوعی برعکس انجام شود.



دما :

معیاری از شدت گرما یا درجه گرمی یا سردی با مقدار گرما یا سرما تفاوت دارد ممکن است جسمی کوچک و جسمی بزرگ دقیقا دمای یکسان داشته باشد ولی بدیهی است که جسم بزرگ مقدار گرمای بسیار بیشتری از جسم کوچک دارد.


ب- اندازه گيری دما
اهمیت اندازه گیری دما :

به دلیل کنترل کیفیت ، زیرا دمای بخار ( درجه ******** هیت ) عملیات گرمایی فلزات ، استریل کردن ، پاستوریزه کردن شیر، پالایش نفت ، و کار ایمن ماشین آلات در هر صنعتی که شامل فرایندهای گرمایش و سرمایش باشد به طور گسترده ای به اندازه گیری دما بستگی دارد.



یکاهای دما :
در مقیاس دمای فارنهایت اختلاف دما بین نقطه انجماد و تبخیر آب به 180 قسمت یا درجه تقسیم می شود رقم 32 درجه فارنهایت را نقطه انجماد و 212 درجه فارنهایت را نقطه تبخیر در نظر می گیرند .

در مقیاس دمای سانتیگراد اختلاف دما بین یخ و بخار آب به 100 قسمت یا درجه تقسیم می شود صفر درجه سانتیگراد نقطه انجماد نسبی و 100 درجه سانتیگراد نقطه تبخیر آب است .

مقیاس دمای کلوین مقیاس دمای مطلق است پائین ترین دمای نظری یا صفر مطلق صفر درجه کلوین وضعیتی است که در آن دما مولکولها از جنبش باز می ایستند و هیچ گرمایی وجود ندارد.

در مقیاس فارنهایت این نقطه 459.8 درجه کلوین زیر صفر و در مقیاس سانتیگراد 273 درجه سانیگراد زیر صفر نقطه انجماد آب 273 درجه کلوین یا صفر درجه سانتیگراد و نقطه جوش آن 373 درجه کلوین یا 100 درجه سانتیگراد است.

منظور از دمای مطلق :

حجم گاز کامل تحت فشار ثابت به ازای هر درجه سانتیگراد کاهش دما ، به اندازه 273/1 حجم آن در صفر درجه سانتیگراد کاهش می یابد از مطلب معلوم میشود که در 273 درجه سانتیگراد زیر صفر در مقیاس سانتیگراد حجم گاز به صفر می رسد و جنبش مولکولی که سبب ایجاد گرما می شود کاملا متوقف می شود این دمای بسیار پائین صفر مطلق نامیده می شود و پائین ترین دمایی است که می توان به آن دست یافت.

محاسبات دمای مطلق از صفر درجه مطلق صورت می گیرد برای تبدیل درجه فارنهایت به درجه مطلق عدد 460 و در تبدیل درجه سانتیگراد به درجه مطلق عدد 273 اضافه می شود.



یکاهای اندازه گیری دما :



دما بر حسب درجه اندازه گیری می شود دماسنجها گستره دماهای معمولی تا 1000 درجه فارنهایت را اندازه گیری می کنند برای اندازه گیری دماهای بسیار بالا و بیرون از گستره کار دماسنجها از آذرسنج ( پیرومتر ) استفاده می شود.



ساختمان دماسنج:



دماسنج لوله ای است شیشه ای که سوراخ بسیار باریکی در وسط دارد یک سر آن به شکل حباب است و سر دیگر بسته شده حباب و قسمتی از لوله با مایع که معمولا جیوه یا الکل در آن است پر می شود هوای باقی مانده لوله را تخلیه می کنند بجز در دماسنجهای مورد استفاد ه در دماهای بسیار بالا که فضای باقی مانده با گاز مخصوصی پر می کنند گستره های تقریبی کار دماسنجهای شیشه ای متداول عبارت اند از:

جیوه ای از (750 تا 38- ) درجه فارنهایت

جیوه و نیتروژن از ( 1000 تا 38- ) درجه فارنهایت

الکل از ( 150 تا 95- ) درجه فارنهایت

وقتی جیوه یا الکل در معرض هوا یا مایعی گرمتر از خود قرار گیرند منبسط می شوند و در لوله بالا می روند انبساطی جزئی سبب حرکت قابل توجه رو به بالا می شود مقیاس درجه ای که روی شیشه دماسنج جیوه ای چاپ شده دما را نشان می دهد.

1-دما سنج را در فشار مطلق 14.7 psi درون یخ ذوب شده قوطه ور و سر ستون جیوه را نشان گزاری می کنند این نقطه به نام صفر درجه سانتیگراد نقطه انجماد آب می باشد .

2-دماسنج را در آب جوش در فشار مطلق 14.7 psi قوطه ور و سر ستون جیوه را نشان گزاری می کنند این نقطه به نام صد درجه سانتیگراد نقطه جوش آب است .

3-فاصله بین نقاط انجماد و جوش را بر حسب مقیاس سلسیوس یا فارنهایت به ترتیب به 100 قسمت یا 180 قسمت مساوی تقسیم می کنند .

دما سنج سلسیوس مقیاس منطقی تری نسبت فارنهایت دارد و معمولا در محاسبات علمی از مقیاس سلسیوس استفاده می شود ولی فارنهایت در بین مهندسان و افراد دیگری برای مقاصد روزانه به طور وسیع تری مورد استفاده قرار می گیرد .

اندازه گیری دماهای بسیار بالا :





آذرسنجها می توانند دماهایی بالاتر از گستره کار دماسنجها را اندازه گیری کنند انواع آنها متعدد است ولی آذرسنجهای الکتریکی از همه متداولترند ترموکوبل و آذرسنجهای نوری از این جمله اند .

در ترموکوبل دو میله فلزی غیر هم جنس در یک لوله چینی متصل و درز بندی شده اند سیمها به این میله ها و به یک گالوانومتر وصل می شوند لوله حاوی میله ها در نقطه ای قرار می دهیم که هدف اندازه گیری دمای آن می باشند به افزایش دمای میله ها ولتاژی الکتریکی در محل اتصال القا می شود که با اختلاف دما بین اتصال گرم و اتصال سرد متناسب است جریان حاصل در مدار جاری می شود و عقربه گالوانومتر را حرکت می دهد صفحه مدرج گالوانومتر بر مبنای دما درجه بندی می شود .

آذرسنج نوری شامل تلسکوپی با یک فیلامان ( رشته ) کوچک است که وقتی جریان الکتریکی از آن می گذرد گرم و سرخ می شود در مدار فیلامان یک باطری و یک گالوانومتر قرار دارد که به وسیله مقاومت متغییری که در تلسکوپ نصب شده جریان گذرا از فیلامان را تغییر می دهیم تا به هنگا م تمرکز یافتن تلسکوپ روی شعله یا دیواره کوره ، فیلامان کاملا از نظر محو شود. در این نقطه دما روی صفحه مدرج خوانده می شود .

بر خلاف ترموکوبل هیچ قسمتی از آذرسنج نوری در معرض گرمای مستقیم کوره نیست و می توان در فاصله ای مناسب از شعله دما را اندازه گیری کرد کار این وسیله به این حقیقت بستگی دارد که رنگ و دما با هم رابطه ای یکسان دارند .
آذرسنج نوری الکتریکی دارای یک باطری است ولی ترموکوبل باطری لازم ندارد.


مقدار گرما :



مقدار گرما با واحد گرمایی بریتانیا ( Btu ) سنجیده می شود . یک Btu 180/1 گرمای لازم برای افزایش دمای یک پوند آب از 32 تا 212 درجه فارنهایت یا مقدار گرمای لازم برای افزایش دمای یک پوند آب به اندازه یک درجه فارنهایت است.

[فلفل نمك]

ج- گرمای ويژه : گرمای ویژه :

مقدار گرمای لازم به Btu برای افزایش دمای یک پوند از ماده مورد نظر به اندازه یک درجه فارنهایت است .گرمای ویژه بعضی از مواد متداول



ماده Btu/ib °f)( گرمای ویژه



آب 1

یخ 0.49

چدن 0.13

مس 0.093


انتقال گرما:



انتقال گرما به سه طریق است:


تشعشعی ، هدایت ، جابه جایی


تشعشعی :



در این روش انتقال گرما از جسم گرم به وسیله امواج اثیری با ماهیتی مشابه امواج نوری است گرمای تابشی همچنان از هوا می گذرد آن را گرم نمی کند ولی اجسام جامد که مانع تابش اند آن را جذب یا منحرف می کنند در کوره دیگ و کلیه قسمتهایی که در معرض آتش اند تابش مستقیم گرما داریم .



هدایت :



تماس مولکولهای یک جسم با یکدیگر سبب عبور گرما از میان جسم می شود برای مثال اگر یک سر میله ای آهنی در معرض آتش قرار بگیرد در زمان کوتاهی سر دیگر آن که در دست ماست به سبب هدایت گرما از سر میله که گرم و سرخ شده است ، داغ می شود و دیگر نمی توان آن را در دست نگه داشت در این حالت گرما از طریق یک رشته برخورد منتقل می شود مولکولهای گرم و تند رو به مولکولهای سرد و کند رو برخورد کرده آنها را سرعت می بخشد بدین طریق گرما از دیواره های لوله و شبکه های دیگر عبور کرده به آب انتقال می یابد.

همانطور که میدانید اجسام دارای الکترونهای آزاد در خود می باشند که می توانند حامل انرژی گرمایی و همینطور انرژی ا لکتریکی در خود باشند . که متناسب با نوع ماده ( ضریب انتقال حرارت هدایتی K ) کم( در اجسام عایق) و زیاد (در اجسام رسانا) می باشد.



جابه جایی:



انتقال گرما به وسیله جریان یافتن را جابه جایی می نامند.

همچنان که گاز یا مایعاتی که درون ظرفی قرار دارند با گرم شدن انبساط می یابند و تمایل به بالا رفتن دارند لایه های سردتر گاز یا مایع که در بالا هستند به علت سنگینی نسبت به گاز یا مایع گرم به سمت پائین جریان می یابند و جای لایه های گرم شده را می گیرند بدین ترتیب جریانهای همرفتی برقرار می شوند. و کل گاز یا مایع به تدریج گرم شده دمای آن یک نواخت می شود بدین شیوه است که رادیاتور بخار ، هوای اتاق را با دمای یکسان گرم نگه می دارد آب درون دیگ بخار نیز به کمک جریانهای همرفتی ناشی از جریان رو به بالای آب گرم سبک و در تماس سطح داغ و جریان رو به پائین آب سرد سنگین که در بالا قرار دارد گرم می شود.


شدت انتقال حرارت


رسانندگی گرمایی به آهنگ عبور گرما از میان جسم اشاره می کند این آهنگ برای مواد مختلف فرق می کند و ممکن است به صورت مقدار گرما به Btu بر ساعت مشخص شود که در قطعه ای به مساحت یک فوت مربع و ضخامت یک اینچ سبب اختلاف دمای دو سطح مقابل جسم به اندازه یک درجه فارنهایت می شود. رسانندگی گرمایی با دما چگالی و مقدار رطوبت تغییر می کند به همین دلیل جدول رسانندگی گرمایی اجسام تنها مقادیر تقریبی را به ما می دهد معمولا رسانندگی در فلزات با افزایش دما کاهش می یابد ولی در اغلب مواد دیگر رسانندگی با افزایش دما افزایش می یابد .



ضریب انبساط طولی یک جسم جامد:



ضریب انبساط طولی نسبت افزایش طول جسم بر اثر انبساط به طول اولیه جسم است وقتی یک درجه فارنهایت گرما می بیند به بیان دیگر مقدار انبساط واحد طول به ازای افزایش یک درجه است .

انبساط و انقباض مایعات :



بیشتر مایعات در زمان گرم شدن منبسط می شوند و در زما ن سرد شدن منجمد،انبساط مایعات بیشتر از جامدات است و در صورتیکه در محفظه بسته ای محفوظ باشند فشار زیادی ایجاد می کنند مایعات مختلف میزانهای انبساط مختلفی دارند اتر ، الکل و نفتهای سبک مثل بنزین میزان انبساط بسیار بیشتری از آب دارند برای این مایعات انبساط را به صورت حجمی اندازه گیری می کنیم وضریب انبساط حجمی انبساط هر واحد حجم با افزایش یک درجه فارنهایت است .



اینگونه نبود رودخانه ها و دریاچه ها در هوای سرد منجمد می شدند و زندگی تمام گیاهان و حیوانات به خطر می افتاد ترکیدن لوله ها و مخزن های آب به دلیل نیروی انبساطی آب در حین انجماد است .
رفتار گازها:



زمانی که گازها گرما ميبينند حجم يا فشارشان افزايش می يابد و بر عکس در زمان سرد شدن حجم يا فشارشان کاهش می يابد اين تغييرات از دو قانون ساده چارلز و گيلوساک پيروی ميکند .

در زمان استفاده از اين دو قانون در مسائل لازم است که قانون ساده دیگر یعنی قانون بویل ماریوت را که با تغییرات فشار و حجم سرو کار دارد مطالعه کنیم زیرا تغییر دما غالبا با تغییر فشار همراه است .

قانون بویل ماریوت:



قانون بويل ماريوت بيان ميدارد که (چنانچه دمای گازی ثابت باقی بماند ، فشار مطلق گاز نسبت به نحجم به طور معکوس تغییر خواهد کرد ) مطابق این قانون اگر به فشار افزوده شود حجم متناسب با آن کاهش پیدا می کند یا برعکس .

مثلا اگر 10 فوت مکعب گاز تحت فشار 10 psi مطلق باشد و فشار به psi مطلق افزایش دهیم حجم به 5 فوت مکعب کاهش پیدا می کند به طور خلاصه در دمای ثابت با دو برابر کردن یکی، عامل دیگر نصف می شود.

قانون چارلز :



این قانون بیان می کند که ( چنانچه حجم را ثابت نگه داریم فشار مطلق گاز مستقیما با دمای مطلق تغییر خواهد کرد توجه کنید که این قانون تناسب مستقیم است اگر دما 30 درصد بالا رود فشار مطلق نیز 30 درصد افزایش می یابد.

قانون گیلوساک :



قانون فوق بیان می کند که ( چنانچه فشار ثابت باشد ، حجم یک گاز با دمای مطلق به طور مستقیم تغییر خواهد کرد )

تراکم دما ثابت( ایزوترم ) :



انبساط یا تراکم گازی در دمای ثابت است یعنی دما حین انبساط یا تراکم ثابت می ماند این حالت هنگامی پدید می آید که تغییرات بر اساس قانون بویل ماریوت صورت گیرد .

عملا هیچگاه انبساط یا تراکم دما ثابت رخ نمی دهد حتی سیلندر کمپرسوری که با آب سرد می شود ، نمی تواند گرما را به سرعت کافی دفع کند و بنابراین دمای هوا به هنگام تراکم به سرعت افزایش می یابد .
تراکم آدیاباتیک ( بی دررو ) :



به وضعیتی می گویند که دما در حین تراکم افزایش و در حین انبساط کاهش می یابد بدون آنکه گرما از طریق دیواره ها ی سیلندر تلف یا جذب شود شرایط مذکور هرگز عملا به طور دقیق تحقق نمی یابد اگر چه در بعضی موتورهای گاز سوز یا کمپرسورهای هوا حالتی نسبتا نزدیک به این وضعیت اتفاق می افتد.
د- اصطلاحات مربوط به بخار آب
بخار آب :
آب در وضعیت نیمه گاز را بخار آب می گویند اگرچه بخار آب با تغییری در قوانین ساده گازها رفتاری مانند گازهای ایده آل دارد اما بخار است نه گاز یعنی ماده ای بین حالتهای مایع خالص و گاز .




چگونگی تولید بخار از آب به درون دیگ بخار :



گرمای کوره از فلز شبکه و لوله ها به آب رسانده می شود و آب مستقیما از فلز گرما می گیرد آب پس از گرم شدن به سمت بالا می رود و آب سرد به علت سنگینی به سمت پائین حرکت می کند با جریانهای همرفتی که بدین ترتیب برقرار می شوند همه آبها به تدریح تا رسیدن به نقطه جوش گرم می شوند حال با ادامه گرما دادن آب به بخار تغییر فاز می دهد در فرایند فوق هیچ تغییر وزنی وجود ندارد یک پوند آب به یک پوند بخار تبدیل می شود.
نقطه جوش آب :



نقطه جوش آب در سطح دریا در فشار یک اتمسفر 212 درجه فارنهایت است با کاهش فشار نقطه جوش کاهش و با افزایش فشار نقطه جوش افزایش می یابد.
گرمای محسوس :



گرمای لازم برای افزایش دمای آب از 32 درجه فارنهایت به نقطه جوش است افزایش دما را می توان با دماسنج اندازه گیری کرد از این رو اصطلاح گرمای محسوس متداول شده است

گرمای نهان تبخیر :



مقدار گرمای لازم برای تبدیل آب در نقطه جوش به بخار با همان دما و فشار است کلمه نهان به معنی پنهان است و چون در تغییر حالت از مایع به بخار هیچ نشانی یا اثری از افزایش گرما دیده نمی شود در اینجا بکار برده می شود.
گرمای کل بخار :



مجموع گرمای محسوس و نهان آن است . در جدیدترین جدولهای بخار در تعریف فوق به جای گرما از واژه انتالپی استفاده می شود بنابراین گرمای محسوس انتالپی مایع گرمای نهان ، انتالپی تبخیر و گرمای کل ، انتالپی بخار می شود .

آب یا بخار در نقطه جوش را اشباع می گویند .

بخار اشباع :



بخار ی است که از آب تولید می شود و به زحمت می توان آن را بخار نامید هر گونه اتلاف گرما بدون افت فشار فورا بخار اشباع را تقطیر و به آب تبدیل می کند .
بخار اشباع خشک :



اگر بخار اشباع ، همان گونه که از آب تولید می شود هیچ گونه رطوبتی به صورت معلق در آن نداشته باشد ( یعنی قطرات کوچک آب به صورت مایع که در مه یافت می شود ، در آن نباشد ) بخار را خشک می گویند. حال چنانچه دارای رطوبت باشد آن را بخار تر می نامند .

بخار خشک کاملا غیر روئیت است ظاهر سفید و مه مانند بخاری که در هوا تخلیه می شود ناشی از وجود ذرات آب مایع است که بصورت معلق در بخار وجود دارند .
کیفیت بخار ( عیار ) :



کیفیت بخار مستقیما به مقدار آب یا رطوبت بخار نشده موجود در بخار اشاره می کند اگر بخار کاملا خشک باشد کیفیت آن صد در صد ولی اگر دارای 2 در صد رطوبت باشد کیفیت آن 98 در صد خواهد بود .
تعیین عیار بخار :



بوسیله دستگاهی بنام کالری متر صورت می گیرد این دستگاه در سه نوع وجود دارد کالری متر بارل نوع ابتدائی و دقت چندانی ندارد

کالری متر اختناقی تا 7 درصد در فشار 400 psig تعیین می کند .

کالری متر مجزا وسعت اندازه گیری بیشتری دارد و دقیق تر از دو نوع قبل می باشد.

[فلفل نمك]

بخار ******** هیت :



بخار ******** هیت بخاری با دمای بالاتر دمای اشباع و در فشار مفروظ است با گذراندن بخار اشباع از درون لوله مارپیچی که در معرض گرمای گاز کوره است می توان آن را گرم کرد بخاری که دمایش افزایش یافته یا فوق گرم شده است برای اینکه تقطیر یابد می بایست به اندازه دمای فوق گرم شدن افت دما پیدا کند.

ای مسئله در کار نیروگاه فواید قابل ملاحظه ای دارد زیرا اتلاف گرمای تابشی در لوله های بخار را ممکن می کند در لوله های بخار خطر آسیب دیدن خطوط لوله و سیلندرهای موتور به وسیله ضربه قوچ آب را کاهش می دهد بازده گرمایی موتورها و توربین ها را بهبود می بخشد و اثرات مضر رطوبت اضافی در مراحل کم فشار توربین های بخار را کاهش می دهد .


اثرات افزایش یا افت ناگهانی فشار در مخزن تحت فشار بخار :



افزایش فشار بدون افزایش متناظر دما سبب تقطیر مقداری بخار خواهد شد زیرا در این حالت دما افت می کند و از نقطه جوش کمتر می شود حال چنانچه فشار افت کند دمای بخار بالاتر از نقطه جوش رفته سبب ******** هیت شدن بخار می شود.

چنانچه افت فشار در یک دیگی صورت گیرد که در آن بخار با آب تماس است به علت پائین آمدن نقطه جوش مقداری از آب به بخار تبدیل می شود .

اگر افت فشار به طور ناگهانی بوسیله گسسته شدن یا شکستن قسمتهایی از دیگ صورت گیرد ، ممکن است بخش بزرگی از آب درون دیگ فورا به بخار تبدیل شود که سبب وقو ق انفجاری خطرناک می شود چون یک پوند بخار در فشار اتمسفر در حدود 1600 برابر فضای اشغال شده به وسیله یک پوند آب را اشغال می کند انرژی انفجاری آزاده شده توسط چنین فشار ناگهانی بسیار زیاد خواهد بود .




استفاده از بخار در نیروگاه با کاربرد گرمایشی :


با بررسی جداول بخار در می یابیم که بیشتر گرمای کل مورد نیاز برای تبدیل آب به بخار برای مایع جوشان به بخار تبدیل می شود نه برای افزایش دما و این گرمای نهان را بخار پس نمی دهد مگر اینکه تقطیر یابد و به آب تبدیل شود.

در سیستم گرمایش در رادیاتورها و یا کویل های حرارتی ، بخار چگالش یافته به آب تبدیل می شود و از این طریق گرمای نهانش را از دست می دهد بنابراین قسمت بیشتر گرمای بخار در زمان استفاده از بخار برای گرمایش کار مفید انجام می دهد و در نتیجه سیستم از بازده بالائی برخوردار است.

در نیروگاه که بخار برای تولید برق مصرف می شود خروجی توربین هنوز به شکل بخار است و قسمت بیشتر گرما ی اولیه در بخار می ماند.




دما و فشار بحرانی بخار :



اگر بخاری تحت شرایطی تولید شود که فشار از صد ها psi ***** نکند و بدون افزایش متناظر دما و فشار را تنها بتوان چند پوند افزایش داد مقداری از بخار تقطیر می شود که به خاطر بالا رفتن دمای جوش است .اگر فشار به 3206.2psi و متقابلا دما نیز به 705 درجه فارنهایت برسد هیچگونه فشار اضافی سبب کاهش بخار نخواهد شد.

در این نقطه چگالی آب و بخار یکسان است و گرمای نهان تبخیر کاملا ناپدید می شود از این رو اگر از آب تحت فشار 3206.2 psi مطلق تا دمای 705 درجه فارنهایت گرم شود بدون اینکه نیاز به گرمای بیشتری باشد به بخار تبدیل می شود مقادیر 3206.2 psia و دمای 705 درجه فارنهایت ،فشار و دمای بحرانی گوئیم .

موجودیت آن در دمای بالاتر از 705 درجه فارنهایت بصورت مایع غیر ممکن است .


تبخیر معادل :



کلیه دیگهای تحت شرایط فشار و دمای آب تغذیه یکسان کار نمی کنند بنابراین وزن واقعی آب در هر ساعت بخار می شود یا هر پوند زغال که می سوزد به روش مناسبی برای مقایسه دیگهای مختلف نیست مگر اینکه شرایط فشار و دما دقیقا مشابه باشد اما می توانیم اساس مقایسه ای را برای هر گونه شرایط فشار و دمای آب تغذیه با مطابق کردن عملکرد دیگ با شرایط استاندارد مهیا کنیم .

مقدار آب به پوند که با گرما دادن به مدت 1 ساعت و با یک پوند سوخت از آب 212 درجه فارنهایت به بخار 212 درجه فارنهایت با فشار یک اتمسفر تبدیل می شود یکی از شرایط مورد نظر است این مقدار تبخیر معادل از 212 درجه فارنهایت و در 212 فارنهایت به ازای هر پوند سوخت است.

مقدار گرمای لازم برای تبخیر یک پوند آب در 212 درجه فارنهایت 970 Btu است .

چنانچه گرمای کل برای تبخیر در هر ساعت یا بر هر پوند سوخت را بر 970 تقسیم کنیم تبخیر معادل 212 درجه فارنهایت در هر ساعت یا هر پون به دست می آید.




ظرفیت بندی دیگهای بخار :



گاهی اوقات ظرفیت اسمی اسب بخار بر اساس فوت مربع سطح گرمایش برای لیسانس یا مقاصد دیگر پذیرفته می شود اما بخاطر متفاوت بودن طراحی و شرایط عمل دیگهای با سطح گرمایش یکسان ممکن است از لحاظ ظرفیت بخار دهی فرق کنند که خود اندازه حقیقی قدرت دیگ است .

یک روش ظرفیت بندی دیگها بر اساس عملکرد واقعی ، مقدار آبی است که در هر فوت مربع سطح گرمایش در هر ساعت تبخیر می شود که بطور خلاصه آن ر ا تبخیر معادل می گویند.

روش دیگر بر اساس گرمای خروجی بخار بر حسب Btu/hr است .

سومین روش که بر اساس تبخیر است یک اسب بخار دیگ ( خروجی واقعی ) را برابر تبخیر 34.5 پوند آب در ساعت از آب 212 درجه فارنهایت به بخار 212 درجه فارنهایت با فشار 1 اتمسفر در نظر می گیرد برای پیدا کردن اسب بخار واقعی خروجی در روش آخر باید تبخیر واقعی را بر حسب پوند آب بر ساعت بیان می شود به تبخیر معادل تبدیل و سپس آن را بر 34.5 تقسیم می کنند اسب بخار دیگ ارتباطی به اسب بخار موتور ندارد از روش فوق برای اندازه گیری ظرفیت دیگهای کوچک استفاده می شود .




بازده یک مولد بخار :



بازده یک مولد صد در صد خواهد بود به شرطی که مولد ارزش گرمایی سوخت را به طور کامل جذب کند .

متاسفانه وسایل سوزاندن سوخت و کوره نمی توانند از ارزش کامل سوخت بهره برداری کنند و در نتیجه مولد بخار مرتبط با مانعی در مقابل خود برخورد می کند از لحاظ نظری بازده مولد بخار نسبت گرمای جذب شد ه به وسیله آب تغذیه به گرمای آزاد شده در کوره است .چون عملاجداسازی اتلاف کوره از اتلاف مولد بخار مشکل است نهایتا بازده ظاهری می تواند سودمند باشد و مرسوم است که بازده واحد تولید بخار را با نسبت گرمای خروجی بخار به گرمای ورودی که سوخت ایجاد می کند مشخص کند .




دلایل اصلی پائین بودن بازده کوره های دیگ :



پائین بودن بازده ممکن است به علت طراحی ضعیف دیگ و ساخت بد آن باشد فضای احتراق ممکن است بسیار کوچک باشد عبور گاز در مسیر کوتاهی صورت گیرد صفحه های میانی در مکانهای اشتباه تعبییه شده باشد دیوارهای نسوز به گونه ای نامناسب به پوشش بیرونی چسبیده باشند .

بازده کم دیگهای موجود از نشت هوای سرد به داخل کوره از لابه لای درزهای آجرهای کوره و همچنین انتقال بد گرما ار بین توده های دوده و رسوبات روی سطوح گرمایش دیک ناشی می شود .




گرمای ویژه آب :



مقدار گرمای مورد نیاز به Btu برای افزایش دمای آب به میزان یک درجه فارنهایت را گرمای ویژه آب می گویند گرمای ویژه متوسط در فشار اتمسفر 180/1 گرمای مورد نیاز برا ی افزایش دما به میزان 180 درجه از 32 درجه تا 212 درجه فارنهایت است می توان گرمای ویژه متوسط را با دقت کافی برابر یک در نظر گرفت .




گرمای ویژه بخار ******** هیت :



مقدار گرمای مورد نیاز برای افزایش دمای یک پوند بخار گرم در فشار ثابت به میزان یک درجه فارنهایت را گرمای ویژه بخار ******** هیت شده می گویند این کمیت با فشار و دما تغییر می کند یعنی تابعی از فشار و دما است و گرمای ویژه متوسط برای یک فیلامان از شرایط مشخص با تقسیم کردن افزایش گرما بر حسب Btu که از جداول بخار فوق گرم پیدا می شود ، بر افزایش دما بر حسب فارنهایت بدست می آید.

[فلفل نمك]

كمپرسور پيستوني ( Reciprocating Compressor )

كمپرسور پيستوني ( Reciprocating Compressor )


امروزه در صنعت تبريد بيشتر از كمپرسورهاي پيستوني استفاده مي شود . در اين نوع كمپرسور ها نيز از حركت رفت و آمدي پيستون سيال را متراكم مي نمائيم .
اين نوع كمپرسور اغلب در سيستم تبريد مورد استفاده قرار مي گيرد و ممكن است قدرت آنها از چند دهم اسب تا چند صدم اسب خواهد بود و مي توان از يك سيلندر ويا چند سيلندر تشكيل شده باشد . سرعت دوراني محور كمپرسور ممكن است از 2 تا 6 ( r . s -1 ) تغيير نمايد . در كمپرسور ها ممكن است موتور و كمپرسور از هم جدا بوده كه كمپرسور هاي باز ناميده مي شوند . ( Hermiticaly Compressor ) خواهيم داشت كه بيشتر در يخچالهاي منزل كه موتور كوچكي دارند از اين نوع كمپرسورها استفاده مي شود .
كمپرسورهاي باز با قدرت هاي بالا غالباً افقي بوده و ممكن است دو عمله نيز باشند . در حالي كه كمپرسورهاي بسته معمولاً عمودي و يك مرحله مي باشند .


تقسيم بندي كمپرسورهاي پيستوني :

الف ) از نظر قدرت برودتي به شرح زير تقسيم بندي مي شوند :

1 ـ ريز ـ تا5/ 3 kw/h ( 300 كيلو كالري در ساعت)
2 ـ كوچك ـ از5 / 3 تا 23 kw/h ( 3 تا 20 هزار كيلو كالري در ساعت )
3 ـ متوسط ـ از 23 تا 105 kw/h ( 20 تا 90 هزار كيلو كالري در ساعت )
4 ـ بزرگ ـ بيش از 105 kw/h ( بيش از 90 هزار كيلو كالري در ساعت)

ب ) از نظر مراحل تراكم به كمپرسورهاي يك مرحله اي وكمپرسورهاي دو يا سه مرحله اي .
ج) از نظر تعداد حفره كارگر به حركت ساده به طوري كه مبرد فقط در يك طرف پيستون متراكم مي شود و حركت دوبل كه مبرد به نوبت در هر دو طرف پيستون متراكم مي شود .
د ) از نظر سيلندر به تك سيلندر و چند سيلندر .
و ) از نظر قرار گرفتن محور سيلندرها به افقي و قائم و زاويه ( V شكل و مايل)
ر ) از نظر ساختمان سيلندر و كارتر به تركيبي و انفرادي .
م ) از نظر مكانيزم ميل لنگ و شاتون به بدون واسطه ( معمولي ) و با واسطه .


اجزاء كمپرسور پيستوني تناوبي :

كارتر ـ در كمپرسورهاي قائم و V شكل كارتر يك قسمت اساسي براي اتصال قسمتهاي مختلف است و ضمناً نيروي ايجاد شده را تحمل مي كند لذا بايد سخت و مقاوم باشد .
كارتر هاي بسته تحت فشار مكش بوده و مكانيزم ميل لنگ و شاتون و روغن كاري در آن قرار مي گيرد و براي كنترل سطح روغن شيشه روغن نما و براي دسترسي به مكانيزم ميل لنگ و شاتون و پمپ روغن درپوشهاي حفره اي و جنبي وجود دارد . در كمپرسورهاي كوچك معمولاً يك درپوش حفره اي وجود دارد , به فلانژ بالائي كارتر سيلندر متصل مي گــردد . در كمپرسور هاي متوسط بزرگ كارتر و سيلندر با هم ريخته مي شوند .
اين امر باعث كم شدن تعداد برجستگي ها و هرمتيك بودن كمپرسور و درست قرار گرفتن محور سيلندر ها نسبت به محور درز ( سوراخ ) زير ياطاقان ميل لنگ مي شود .
كارتر كمپرسور معمولاً از چدن ريخته شده بوده و در كمپرسور هاي كوچك از آلياژ آلومينيوم مي باشد.


سيلندرها :

در كمپرسورهاي عمود ( قائم ) و V شكل بدون واسطه بصورت مجموعه دو سيلندر يا بصورت مجموع سيلندرها مي سازند . در سيستم كارتر بوش داخلي پرس مي شود كه باعث كم شدن خورندگي و ساده شدن تعميرات مي گردد و در صورت سائيده شدن قابل تعويض هستند . مجموعه سيلندرها داراي كانال مكش و رانش مشترك مي باشند . تحولات در داخل سيلندر عبارت است از مكش و تراكم رانش مبرد است و بدنه سيلندر نيروهاي فشار گاز و فشردگي رينگها و نيروي نرمال مكانيزم ميل لنگ و شاتون را تحمل مي كند .


پيستون:

در كمپرسورهاي عمودي وV و VV شكل بدون واسطه پيستون هاي تخت عبــوري بكــار مي رود . ولي در كمپرسورهاي غير مستقيم الجريان ساده تر و غير عبوري مي باشد . در پيستون هاي عبوري كه فرم كشيده تري دارند و سوپاپ مكش روي آن قرار دارد كانالي وجود دارد كه از طريق اين كانال بخار مبرد از لوله مكش به سوپاپ مكش هدايت شده . در كمپرسورهاي اتصال مستقيم با اتصال پيستون به شاتون به وسيله اشپيل هاي شناور پيستوني (3 گژنپين ) انجام مي گيرد .

پيستون بدون رينگ معمولاً از چدن يا فولاد با كربنيك پائين ساخته مي شود . پيستون كمپرسورهاي افقي از چدن يا فولاد با تسمه هاي بابيتي در قسمت پائين مي باشد . مهره و پيستون از جنس فولاد است . در پيستون هاي تخت لوله اي سوراخ هاي زير گژنپين بايد در يك راستا و عمود بر محور پيستون باشد . ( براي اينكه در جمع كردن پيستون با شاتون پيستون نسبت به محور سيلندر كج نباشد . در پيستون هاي ديسكي سوراخ زير ميله بايد در يك راستاي سطح خارجي پيستون وسطح نگهدارنده لوله عمود بر محور پيستون باشد. شيارهاي رينگ ها بايد موازي هم بوده و سطوح خارجي آنها عمود بر پيستون باشد . مفصل اتصال پيستون و شاتون ( دسته پيستون ) كاملاً شناور و آزاد است و مي تواند در داخل بوش شاتون و بوشهاي بدنه پيستون آزادانه بچرخد .


رينگ هاي پيستون :

براي جلوگيري از نفوذ گاز متراكم شده به كارتر از رينگ هاي فشار( كمپرسي) و همچنين جلوگيري از خروج روغن از آن از رينگ هاي روغن استفاده مي شود كه در شيارهاي مخصوص روي پيستون سوار مي شوند . رينگ ها بايد حتي الامكان كيپ شيار و در عين حال مانع حركت آزاد پيستون در سيلندر نشوند . تعداد رينگهاي آب بندي بستگي به دور كمپرسور دارد .


واسطه ( كريسكف):

واسطه براي اتصال رابط و شاتون بكار مي رود و يك حركت متناوب مستقـــيم الخط را طي مي كند .


شاتون :

شاتون براي اتصال ميل لنگ به پيستون يا به واسطه بكار مي رود و جنس آن فولاد و بعضي اوقات چدن تشكيل شده از ميله با دو سر كه يكي از آنها اتصال ثابت دارد و ديگري مجزا يا جدا شونده است .


ميل لنگ :

اين قسمت كمپرسور يكي از مهم ترين اجزاء مي باشد و بايد خيلي سخت و محكم و در سطح اتصال آن نبايد در شرايط مختلف خورندگي ايجاد شود . ميل لنگ يك محور چرخنده است كه در حركت دوراني الكتروموتور را توسط شاتون به حركت متناوبي پيستون در داخل سيلندر تبديل مي كند .

چرخ طيّار :
چرخ طيار را روي ميل لنگ بر خار نشانده و با مهره محكم مي كنند . در زماني كه براي انتقال انرژي از الكتروموتور به ميل لنگ از تسمه استفاده مي شود .


كاسه نمد :

براي محكم نمودن ميل لنگ و آب بندي خروجي آن از بدنه كارتر در كمپرسورهاي اتصال مستقيم از كاسه نمد استفاده مي شود . درست كاركردن كاسه نمد باعث آب بندي بودن كمپرسور و در نتيجه كار صحيح كمپرسور مي شود .

كاسه نمدها را مي توان به دو گروه تقسيم كرد:

كاسه نمد كمپرسورهاي اتصال مستقيم با حلقه هاي اصطكاك , آب بندي بين حلقه ها در اثر ارتجاع فنر يا سيليفون يا ديافراگم و همچنين به كمك وان روغني كه ايجاد سيفون هيدروليكي مي نمايد مي باشد . به گروه اول مي توان كاسه نمد سيليفوني و فنري را نسبت داد .
كاسه نمد كمپرسورهاي اتصال غيرمستقيم داراي خانه هاي زياد با حلقه هاي برجسته فلزي يا مسطح با قشر فلوئور است . كاسه نمد سيليفوني با گشتاور ( كوپل) اصطحكاك برتري .
فولاد تا سالهاي اخير در كمپرسورهاي كوچك فريوني با ميل لنگ به قطر تا 40 ميلي متر مورد استفاده قرار مي گرفت. كاسه نمد فنري ـ كار كمتر در تهيه ، معتبر در كار ، مونتاژ ساده و كار ساده تر مزاياي كاسه نمدهاي فنري با سيفون روغني است .
بهترين نوع كاسه نمد فنري با كوپل يا چفت هاي حلقه اي مي باشد كه يكي از گرافيت مخصوص و ديگري از فولاد سخت مي شوند .


سوپاپ هاي مكش و رانش كمپرسور :

در كمپرسورهاي مبرد اين نوع سوپاپ ها خودكار است و بر اثر اختلاف فشار در دو طرفه صفحه سوپاپ بازشده و در اثر ارتجاع فنر صفحه بسته مي شود . مورد استفاده بيشتر را نوع نواري ( صفحه هاي باريك ) ارتجاعي بدون فنر دو طرفه دارد كه يك آب بندي قابل اطمينان را بوجود آورده و مقطع عبور زيادي را ايجاد مي نمايند . صفحات اين نوع سوپاپ ها از صفحات باريك فولادي كه خاصيت ارتجاعي دارند و به ضخامت2/ 0 تا 1 ميــلي متر هستــند تهيــه مي شوند و فرم صفحات مختلف است . اجزاء اساسي هر سوپاپ عبارتند از صفحه سوپاپ , پايه ( نشيمنگاه) كه صفحه روي آن مي نشيند و مقطع عبور و بست را تشكيل مي دهند و محدود كننده صفحات روي پايه . در بعضي از سوپاپ ها صفحه سوپاپ به وسيله فنر به پايه فشرده مي شود . و در كمپرسورهاي فريوني غير مستقيم الجريان سوپاپ هاي مكش و رانش در قسمت فوقاني سيلندر ( تخته سوپاپ ) واقع هستند .


سوپاپ محافظ :

برا ي حفاظت كمپرسور از سانحه در مواقع ازدياد سريع فشار رانش از سوپاپ محافظ استفاده مي شود . ازدياد سريع فشار رانش ممكن است بخاطر نبودن آب در كندانسور يا بسته بودن شير رانش در زمان روشن كردن كمپرسور بوجود بيايد .
در زمان كار كمپرسور سوپاپ محافظ بايد بسته باشد و وقتي فشار از حد مجاز در سيلندر ***** كرد آن باز شده و قسمت رانش را با قسمت مكش كمپرسور مرتبط مي كند . فشار باز شدن سوپاپ محافظ بستگي به اختلاف فشار محاسبه اي ( Pk - Po ) دارد كه معمولاً براي آمونياك و فريون 22 حدود2 / 1 مگا پاسكال يا 12 كيلو گرم بر سانتي متر مربع و براي فريون 12 حدود8/ 0 مگا پاسكال مي باشد كه باز شـدن ســـوپاپ محافــظ در اختلاف فــشار6/ 1 ( آمونياك و فريون 22 ) و يك مگا پاسكال براي فريون 12 تنظيم مي شود .


باي پاس (ميان بر) :

دو نوع ميان بر وجود دارد :
براي كم كردن قدرت مصرفي در استارت كمپرسورهاي متوسط و بزرگ از ميان بر استارت استفاده مي شود و قسمت رانش را به قسمت مكش متصل مي كند و در نتيجه در زمان استارت نيروي وارد بر پيستون حذف مي شود يعني كمپرسور در خلاص كار مي كند و قدرت فقط براي حركت كمپرسور و جبران نيروي انرسي و مقاومت مصرف مي گردد .
ميان بر گاز ممكن است دستي يا اتوماتيك باشد كه در اين صورت براي باز شدن از يك شير برقي (سلونوئيد) استفاده مي شود و بسته شدن از طريق ضربان رله زماني وقتي الكتروموتور دور كافي را بدست مي آورد صورت مي پذيرد .
در ميان بر دستي زمان استارت كمپرسور شيرهاي رانش و مكش هر دو بسته هستند در حالي كه در ميان بر اتوماتيك هر دو باز بوده و در لوله برگشت يك سوپاپ برگــشت بكار مي رود. در كمپرسورهاي كوچك و متوسط تا قدرت 20 كيلو وات معمولاً از ميان بر استارت استفاده نمي شود و الكتروموتور آنها با گشتاور استارت بيشتري انتخاب مي گردد . در كمپرسور هاي بزرگ براي تغيير بازده برودتي از ميان بر تنظيم استفاده مي شود و بطور دستي يا اتوماتيك قسمت سيلندر به قسمت مكش متصل مي گردد و بدين ترتيب بازده برودتي حدود 40 الي 60 درصد كاهش مي يابد .


سيستم روغن كاري :

روغن كاري گرم شدن و خورندگي قسمت هاي متحرك كمپرسور را كم كرده و انرژي مصرفي براي مقاومت را تقليل مي دهد . همچنين باعث آب بندي بيشتر كاسه نمد , رينگ ها و سوپاپ ها مي گردد . در كمپرسور هاي مبرد از روغن هاي مخصوص طبيعي و مصنوعي استفاده مي گردد و براي مبردهاي مختلف روغن هاي متفاوتي بكار مي رود .( با عددي كه نشان دهنده غلظت روغن است) روغن كاري كمپرسورها به دو طريق فشاري يك پمپ كوچك روغن را تحت فشار به ياطاقانها ثابت متحرك مي رساند . پمپ هاي مورد استفاده چرخ دنده اي يا پروانه اي و يا پيستوني مي باشند كه يك سوپاپ آزاد كننده فشار در مسير پمپ سوار مي شود تا از تمركز فشار زياد بر روي پمپ جلوگيري بعمل آورد . نيروي لازم براي كار پمپ از گردش ميل لنگ تأمين مي گردد كه در پمپ هاي پيستوني شناور انتهاي ميل لنگ يك بادامك يا برجستگي خارج از مركز خواهد داشت و در پمپ چرخ دنده اي سر ميل لنگ نيز چرخ دنده اي براي چرخش پمپ دارد و در پمپ هاي پروانه اي انتهاي ميل لنگ داراي يك وسيله گرداننده پره اي مي باشد .


در قسمت مكش پمپ يك ********** قرار مي گيرد . توري در ارتفاع 10 تا 15 ميلي متر از كف كارتر قرار گرفته و تعداد خانه هاي ( شبكه هاي توري) ********** بين 150 تا 300 عدد در يك سانتي متر مربع مي باشد . در قسمت رانش پمپ روغن كمپرسورهاي متوسط و بزرگ يك ********** صفحه اي شكافدار توري ريز قرار مي گيرد كه با كمك آنها وقتي محور بطور دستي مي گردد متناوباً تميز مي شود . فاصله بين صفحات03/ 0 تا1/ 0 ميلي متر است . فشار روغن از طريق سوپاپ مخصوص كنترل مي شود و در صورت افزايش فشار باز شده و روغن از قسمت رانش پمپ به كارتر مي ريزد . معمولاً فشار روغن بين6/ 0 تا 2 اتمسفر بيش از فشار در كارتر است و هر چقدر فشار روغن زياد باشد مقدار روغن خروجي از كمپرسور نيز زيادتر مي گردد . وقتي از ياطاقانهاي لغزنده استفاده مي شود معمولاً تمام روغن از پمپ به ياطاقان فرستاده شده و از طريق كانال هاي مخصوص در ميل لنگ به ياطاقان شاتون و همچنين كاســه نمد مي رود . وقتي ميل لنگ با ياطاقان نوساني استفاده مي شود , روغن به كاسه نمد داده شده و از شيار ميل لنگ به قسمت هاي ديگر روانه مي گردد . كمپرسور ها معمولاً داراي كليد اطمينان روغن هستند كه به فشار روغن كار مي كند و هر زمان كه فشار روغن به دليل خرابي سيستم افت كند موتور را از كار مي اندازد و كمپرسور خاموش مي شود . در سيستم روغن كاري به طريق پاشش كارتر تا نيمه هاي ياطاقان اصلي پر از روغن مي شود و زماني كه ميل لنگ مي چرخد ته شاتون ( قسمت خميده ) وارد روغن شده و با گردش ميل لنگ روغن را به قسمت انتهاي سيلندر و پيستون مي پاشد . گاهي قسمت انتهاي شاتون در اتصال به ميل لنگ داراي محفظه اي است كه در ورود به روغن پر شده و وارد ياطاقان مي شود . سيستم روغن كاري پاششي معمولاً در كمپرسور هاي كوچك مورد استفاده قرار مي گيرد .
در بعضي از كمپرسور ها براي سيستم روغن كاري خنك كننده آبي يا هوائي بصورت كوئل در نظر مي گيرند . در كمپرسور هاي معمولي مخزن روغن همان كارتر كمپرسور است ولي در كمپرسورهاي واسطه اي مخزن روغن مخصوصي در نظر گرفته ميشود.
در كمپرسور هرمتيك از روغن كاري فشاري استفاده مي شود .


سيستم خنك كنندة كمپرسور :

كمپرسورها به دو علت اساسي خنك مي شوند كه يكي اصطكاك بين قطعات متحرك و ديگري افزايش درجه حرارت ناشي از تراكم بخار است . خنك كردن كمپرسور به منظور جلوگيري از كاهش كارآيي كمپرسور و همچنين نگهداري كيفيت روغن و روغن كاري است .
روغني كه براي روغن كاري به گردش در مي آيد وسيله خوبي براي جـــذب و دفع گرمــا مي باشد و به همين جهت در بعضي از كمپرسورها خنك كننده مخصوص بــراي روغن بكار مي رود و در بعضي از كمپرسورها سطح خارجي را پره دار مي سازند تا سطح تبادل حرارتي آنرا با هوا زياد كنند و در بعضي انواع نيز از يك موتور و پنكه جهت عبور هوا بر روي كمپرسور و خنك كردن آن استفاده مي شود .
در سيستم هائي كه تقطير مبرد به وسيله آب خنك كننده برج است , كمپرسور نيز با آب خنك مي شود . براي گردش آب لوله با محفظه اي در قسمت مجاور بالاي سيلندر در نظر گرفته مي شود كه به كيسه خنك كننده معروف است . كمپرسور هاي هرمتيك ( بسته ) كه موتور و كمپرسور در يك پوسته قرار دارند بيشتر در معرض داغي قرار دارند و معمولاً با عبور دادن بخار قسمت مكش كمپرسور با اطراف موتور گرماي آنرا مي گيرند .

[فلفل نمك]

مزایای سیستم گرمایش از کف

در سيستم‌هاي گرمايشي متداول، تا 70% گرما نزديك سقف جمع مي‌شود و نزديك كف دماي پايين‌تري را داريم. اين شرايط محيطي با آسايش ما مطابقت ندارد. ما هنگامي آسوده‌تريم كه پاي ما گرم و سر ما خنك‌تر باشد. بنابراين گرما بايد در جايي توليد شود كه به آن بيشتر نياز است، يعني در كف.
سيستم گرمايش كفي انقلابي در نحوه‌ي گرم‌كردن ساختمان‌هاست. در اين سيستم، گردش آب گرم از درون شبكه‌اي از لوله‌هایی كه در زير كف نصب شده‌اند، حرارت را به آرامي توزيع مي‌كند.

در سيستم گرمايش كفي شبكه لوله تمام كف را پوشش مي‌دهد و بدين ترتيب توزيع حرارت بصورت يكنواخت است. حداكثر دماي كف در اين سيستم 29 درجه‌ي سانتيگراد است. آب گرم ورودي با دماي حدود40 درجه‌ي سانتيگراد از طريق موتورخانه، پكيج، يا كلكتورهاي خورشيدي تامين، و از طريق كلكتورهاي ويژه توزيع مي‌شود. سيستم گرمايش كفي براي كف‌هاي مختلف با پوشش‌هاي متفاوت از جمله سنگ، سراميك، پاركت، و موكت مناسب است.

احساس مطبوعي را كه سيستم گرمايش كفي فراهم مي‌كند، تنها با تجربه قابل لمس است. تغييرات دما در سيستم‌هاي گرمايشي با رادياتور بخاطر توزيع نامناسب حرارت بسيار زياد است اما در سيستم گرمايش كفي، حرارت به آرامي و به صورت يكنواخت توزيع مي‌شود و با موازنه‌ي چهار عامل اصلي راحتي - يعني دماي محيط، گرمايش تابشي، جريان هوا، و رطوبت نسبي - براي انسان احساس مطبوعي فراهم مي‌شود.
سيستم گرمايش كفي در كشورهاي صنعتي به صورت جزيي از معماري مدرن بدل شده است و با نرخ سالانه 20% گسترش مي‌يابد.

پروفيل دمايي سيستم گرمايش کفي به پروفيل ايده آل بسيار نزديک است. گرما به آرامي از کف به سمت سقف منتشر ميشود. پاي گرم و سر خنک، به سلامت کمک مي کند.



مزايا در يك نگاه:

· گرماي مطبوع و يكنواخت

· عدم وجود رادياتور، بنابراين:

· معماري راحت‌تر: ضمن استفاده اقتصادي از فضا، امكان طراحي فضاها با جلوه‌ها و ايده‌هاي نو فراهم مي‌شود.

· ديوارهاي تميز: در ضمن، پرده‌ها تميزتر مي‌مانند و مبلمان و ساير اثاثيه منزل نيز ديرتر كثيف مي‌شوند.

· فضاي مفيد بيشتر: با بهره‌گيري حداكثر از فضاي موجود، محدوديت رايج در تعيين محل اثاثيه‌ي اتاق هم ديگر وجود ندارد.

· ايمني و بهداشت: هيچ سطح داغ و يا لبه‌ي تيزي وجود ندارد، و براي بيماري‌هاي آلرژيك مانند آسم، و بيماري‌هاي مفصلي مانند رماتيسم بسيار ايده‌آل است.

· صرفه‌جويي در مصرف انرژي: در مجموع، سيستم گرمايش كفي بين 30 تا 50% باعث كاهش مصرف انرژي مي‌شود.

· ارزش افزوده براي ساختمان: ارزش يك منزل، با ميزان آسايشي كه براي ساكنينش فراهم مي‌كند نسبت مستقيم دارد.

به اين ترتيب، براي استفاده از گرمايش كفي دليل بيشتري لازم نيست. بلكه سوال واقعي اين است كه چرا از گرمايش كفي استفاده نكنيد!




سيستم گرمايش كفي ، آسايش در يك خانه مدرن

از گذشته تاكنون براي گرم كردن منازل مسكوني و محيط‌هاي صنعتي، سيستم‎هاي گرمايشي متعددي وجود داشته كه هم‎زمان با تحولات دنياي علم و تكنولوژي، رو به پيشرفت و ترقي گذاشته است.

سيستم گرمايش ‎كفي، روشي است كه بشراز ديرباز براي گرم كردن محيط سكونت خود و فراهم نمودن آسايش بيشتر آن‎را آزموده است، چنان‎چه در زمان روم باستان نيز با حفر دالان‎هايي در زير بناها. از درون آن‎ها هواي گرم مي‎دميدند تا با انتقال حرارت از كف، گرماي مطبوعي ايجاد كنند. امروزه با پيشرفت تكنولوژي و تكميل تجربه پيشينيان، سيستم جديدي ابداع شده كه علاوه بر توليد گرمايي يكنواخت و جلوگيري از اتلاف انرژي، آسايش و آرامش بيشتري فراهم مي‎كند.


در سيستم گرمايش‎ كفي با گردش آب گرم از ميان شبكه‌اي از لوله‌ها كه در زير كف بنا نصب شده است، حرارت به آرامي و به‎طور يكنواخت انتقال مي‌يابد. به ‎عبارت ديگر كف به عنوان يك منتشركننده بزرگ حرارت عمل مي‎كند به‎همين دليل به دماي بالاي كف نيازي نيست و حداكثر دماي كف 29 درجه مي‎باشد. قسمت اعظم انتقال گرما در اين سيستم به‎ صورت تابشي صورت مي‌گيرد، به اين ترتيب رطوبت هوا از بين نمي‌رود و اشيا و ساكنين گرم مي‌شوند حال آن‎كه در ساير سيستم‎هاي گرمايشي، محيط گرم مي‌شود و گرماي توليد شده به دليل سبكي هواي گرم در نزديكي سقف يعني جايي كه به گرما نيازي نيست، انباشته مي‌شود.


در سيستم گرمايش‎ كفي، دماي آب گرم لازم براي گردش در لوله ‎ها در حدود 50 درجه سانتي‎گراد است كه از طريق موتورخانه، پكيج و يا پانل‎هاي خورشيدي تامين و از طريق كلكتورهاي ويژه توزيع مي‎شود. كنترل اين سيستم توسط شيرهاي دستي، يا شيرهاي محرك‎ ترموالكتريك كه روي كلكتور نصب شده‎اند امكان‎پذير است و از اين طريق مي‎توان درجه حرارت در مكان‎هاي مختلف را به‎صورت دلخواه تنظيم كرد.
اين سيستم براي كف‌هاي مختلف با پوشش‎هاي متفاوت از جمله سنگ، سراميك، پاركت و موكت مناسب است و امكان طراحي آزادانه فضا را فراهم مي‌كند.


سيستم گرمايش كفي چه مزيت‎هايي دارد؟

طراحي دلخواه فضا، تميزي بيشتر محيط منزل و گرماي يكنواخت و مطبوع از مهم‎ترين ويژگي‎هاي سيستم گرمايش ‎كفي است.به ‎دليل اشغال نشدن محيط با وسايل گرمايشي به ‎راحتي و آزادانه مي‎توان دكوراسيون منزل را تغيير داد و هيچ مانعي براي چيدمان دلخواه اثاثيه وجود ندارد. جريان هوا و گرد و غبار كمتر نيز باعث مي‎شود كه ديوارها و پرده‎ها سياه نشوند و نيازي به تميز كردن مداوم ديوارها يا رادياتورها وجود نخواهد داشت.

ايمني و بهداشت مزيت مهم ديگر سيستم گرمايش ‎كفي است چرا كه سطح داغ و لبه تيزي وجود ندارد و ايمني بيشتري براي كودكان ايجاد مي‌شود. هم‎چنين رطوبت هوا از بين نمي‌رود و خشكي و گرماي كفِ بنا مانع از رشد و تكثير انگل‌ها و موجودات ريز ميكروسكپي مي‌شود، به همين دليل براي تسكين حساسيت ، سرفه‎‎ هاي آلرژيك ، آسم و بيماري‎هاي مفصلي موثر است.
صرفه‎ جويي در مصرف انرژي و كاهش اتلاف حرارت نيز يكي از خصوصيت‎هاي بارز اين سيستم است، مساله‎اي كه در دنياي امروز اهميت ويژه‎‎اي دارد و در حفظ سرمايه‎ هاي طبيعي و جلوگيري از بحران‎هاي آتي ضروري است.



آ يا سيستم گرمايش كفي به راحتي قابل اجرا است؟

هرچند به ظاهر اجراي اين سيستم كار ساده‌اي به ‎نظر مي‎رسد اما اجراي صحيح و كارآمد سيستم گرمايش ‎كفي نيازمند مجموعه كاملي از تجهيزات لازم و محاسبات و طراحي دقيق و متكي بر دانش فني روز مي‌باشد. چنان‎كه در صورت اجراي غير علمي، اين سيستم كاركرد صحيحي نخواهد داشت و مشكلاتي را هم ايجاد مي‌‌كند.



گرمايش كفي براي محوطه دور استخر

با استفاده از سيستم گرمايش ‎كفي در محوطه استخر، حرارت يكنواختي ايجاد مي‎شود و گرماي كف، شرايط مطلوبي براي راه رفتن و دراز كشيدن ايجاد مي‎كند. در روش‎هاي سنتي گرمايشي، محوطه استخر به‎ طور يكنواخت گرم نمي‎شود، گرما بيشتر در زير سقف جمع مي‎شود و علاوه بر مصرف بالاي انرژي، رطوبت محوطه باعث خوردگي در اجزاي آن مي‎شود.

اما با سيستم گرمايش‎ كفي ، علاوه بر تامين گرماي يكنواخت، آسايش و ايمني بيشتري فراهم مي‎شود چراكه كف استخر سريع‎تر خشك شده و ميزان لغزندگي آن كم مي‎شود ضمن اين‎كه هيچ سطح داغ و لبه تيزي هم وجود ندارد. از اين سيستم در بخش‎هاي مختلف سونا، قسمت رختكن و دوش‎ها نيز مي‎توان استفاده كرد.


گرمايش كفي براي محيط‎هاي صنعتي

گرم كردن محيط‎هاي بزرگ صنعتي يا تجاري به خصوص وقتي كه ارتفاع سقف زياد باشد، مشكلات بسياري ايجاد مي‎ كند و انرژي و حرارت زيادي هدر مي‎رود.


در روش‎هاي گرمايش سنتي، حرارت توليد شده در ارتفاع بالا و زير سقف انباشته مي‎شود و محيط‎هاي بزرگ صنعتي به ‎خوبي گرم نمي ‎شوند. با سيستم گرمايش‎ كفي، علاوه بر ايجاد گرماي يكنواخت و مطبوع و كاهش 30 تا 50 درصدي مصرف انرژي، امكان استفاده كامل از تمام محيط وجود دارد چراكه اين سيستم در زير كف بنا نصب مي‎شود و هيچ وسيله گرمايشي ديگري فضا را اشغال نمي‎كند.



ساير كاربردهاي گرمايش كفي

به غير از محيط‎هاي مسكوني، گرمايش كفي در مكان‎هاي زير نيز قابل استفاده است:
سالن‎هاي ورزشي/ كتابخانه‎ها/ بيمارستان‎ها/ مساجد/ رستوران‎ها/ سالن‎هاي اجتماعات/ هتل‎ها/ دفاتر اداري/ فروشگاه‎ها/ موزه‎ها/ گل‎خانه‎ ها و ...



گرمايش كفي با استفاده از انرژي‎هاي نو

امروزه موضوع انرژي يكي از موضوعات مهم و بحث‎ برانگيز محافل اقتصادي است. افزايش جمعيت، اتمام منابع انرژي و اتلاف آن و آلودگي‎هاي ناشي از سوخت‎هاي فسيلي، عواملي هستند كه هر روز محدوديت‎هاي آينده بشر و مخاطرات آن را گوشزد مي‎كنند.
با توجه به محدوديت‎هاي موجود، تنها استفاده از روش‎هاي درست مصرف، بهينه‎ سازي وسايل مصرف انرژي و به‎ كارگيري انرژي‌هاي نو است كه مي‎تواند بحران انرژي را مهار كند.
سيستم گرمايش‎ كفي علاوه بر ايجاد گرمايي مطبوع و يكنواخت، تاحد زيادي موجب كاهش اتلاف انرژي مي‎ شود.

يكي از این روش ها، اجراي سيستم گرمايش كفي با استفاده از انرژي خورشيدي است.
اين پروژه كه در ساختمان اداري نيروگاه انرژي خورشيدي شيراز اجرا شده، نخستين تجربه استفاده از انرژي خورشيدي براي گرمايش ساختمان است.
در اين پروژه، آب گرم لازم براي سيستم گرمايش‎ كفي، به جاي استفاده از منابع فسيلي، توسط انرژي خورشيدي و پانل‎هاي خورشيدي تامين مي‎شود. به اين ترتيب با به‎كارگيري يك منبع انرژي تجديدپذير، در مصرف انرژي صرفه ‎جويي قابل ملاحظه‎اي خواهد شد.
اجراي موفق پروژه در ساختمان اداري نيروگاه انرژي خورشيدي شيراز مي‎تواند الگوي مناسبي براي طرح‎هاي آينده كاهش مصرف انرژي ‎باشد.



سيستم گرمايش‎ كفي براي بهينه‎سازي مصرف انرژي


مهندس پيمان كنعان مدير طرح نيروگاه شيراز نيز در خصوص اجراي اين پروژه براي كاهش مصرف انرژي مي‎گويد: استفاده از منابع تجديدپذير راهي است كه بايد بشر امروز طي كند تا در آينده با بحران انرژي روبرو نشود. سازمان انرژي‎هاي نو نيز در تلاش است تا انرژي‎هاي تجديدپذير را جايگزين سوخت‎هاي فسيلي كند و در اين جهت پروژه‌هاي تحقيقاتي متعددي را اجرا كرده است. يكي از اين طرح‎هاي تحقيقاتي استفاده ار سيستم گرمايش ‎كفي با استفاده از انرژي خورشيدي است كه به پيشنهاد شركت ********پايپ در حال اجرا است. از آن‎جا كه ويژگي‌هاي اين سيستم با هدف تطبيق سيستم‎هاي گرمايشي با منابع تجديدپذير مطابقت دارد ما نيز از اين پيشنهاد پيشنهاد استقبال كرده و پروژه مشتركي را آغاز كرده‌ايم.

پيمان كنعان در توضيح فوايد اين سيستم مي‎گويد: با استفاده از انرژي خورشيدي و سيستم گرمايش ‎كفي كه فقط نيازمند آب گرم 50 درجه براي گرم كردن محيط است مي‎توان تا حد بسيار زيادي از مصرف و اتلاف انرژي جلوگيري كرد. در واقع با استفاده از انرژي خورشيدي در سيستم مذكور مي‎توان از مصرف سوخت‎هاي فسيلي و آلودگي محيط زيست را در گرمايش ساختمان كاهش، و تقريبا به صفر رساند.
هم‎چنين به دليل استفاده از سيستم كنترل حرارت مركزي، تنظيم گرماي محيط به‎طور خودكار انجام شده و براي كاهش گرما نيازي به بازكردن پنجره‎ها و هدر رفتن انرژي نيست.
به گفته مدير طرح نيروگاه خورشيدي شيراز افزايش طول عمر سيستم گرمايشي به دليل استفاده از لوله‎ هاي تلفيقي و حذف برخي تجهيزات اشغال‎كننده فضا از ديگر مزاياي استفاده از سيستم ياد شده است.



بازار جهاني سيستم گرمايش كفي

بنا بر گزارشي كه در آگوست 2001 منتشر شده است، سيستم گرمايش‎كفي در سال 2001 با حدود 550 ميليون متر مصرف لوله، در حدود 7/1 ميليارد دلار فروش داشته است و پيش‎بيني مي‌شود كه اين ميزان فروش در سال 2004 با 8 درصد رشد به بيش از 2 ميليارد دلار افزايش يابد.
بر خلاف آن‎چه كه ممكن است تصور شود. بزرگ‎ترين بازار گرمايش ‎كفي جهان متعلق به كشور كره است. مصرف لوله براي گرمايش‎ كفي در اين كشور به تنهايي برابر با 200 ميليون متر، و حدود دو برابر رتبه‎ ي دوم يعني كشور آلمان است. دليل اصلي براي اين فروش بالا روش گرمايش سنتي كره‎اي‎هاست.
اين روش موسوم به ondol به معناي سنگ گرم، از 500 سال قبل از ميلاد در اين كشور استفاده مي‎ شد و در آن حرارت توليد شده به سنگ‎هاي كف اتاق‏ها منتقل و حرارت سنگ‎ها فضاي اتاق را گرم مي‌كرد. با گذشت سال‎ها اين روش گرمايش سنتي به سيستم گرمايش‎ كفي - كه كره‎ اي‎ها آن‎را كف لوله مي‎نامند - تبديل شده است. امروزه 95 درصد خانه‌هاي كره به گرمايش‎ كفي مجهز هستند و رادياتور فقط سهم بسيار ناچيزي را به خود اختصاص داده است.
در ساير نقاط، آلمان بزرگ‎ترين بازار جهان از نظر ارزش، و دومين بازار پس از كره از نظر حجم است. رتبه ‎ي سوم از نظر ارزش نيز متعلق به ژاپن است. ژاپني‎ها براي محيط‎هاي مسكوني سيستم خودشان را ابداع كرده‎ اند و روشي كه در اروپا متداول است بيشتر در محيط‎هاي عمومي مانند بيمارستان، ورزشگاه‎ها، و مدارس به‎ كار مي‎رود.
در آمريكا نيز ميزان فروش سيستم گرمايش‎كفي بيش از 20 درصد افزايش يافته و آمريكا تا سال 2005 به دومين بازار بزرگ گرمايش ‎كفي تبديل خواهد شد.


در اروپا، ايتاليا سريع‎ترين ميزان رشد فروش اين گرمايش‎ كفي را دارد. ميزان رشد بازار ايتاليا هر ساله 20 درصد است و انتظار مي‌رود كه پنجمين بازار بزرگ جهان از نظر ارزش تا سال 2004 متعلق به اين كشور باشد.

بازار گرمايش‎ كفي در اروپا عمدتا بين سه شركت تقسيم شده است. گروه يوپونور بيشترين سهم را در بازار بزرگ آلمان دارد و در فرانسه و ايتاليا نيز حضور قابل توجهي دارد. بازار آمريكا نيز بين يوپونور و يك شركت ديگر آمريكايي تقسيم شده است. در شرق، يعني كره و ژاپن نيز شركت‎هاي محلي بازار را در اختيار دارند.ميزان رشد گرمايش كفي در بازارهاي با حجم بيش از 10 ميليون متر، 1999 تا 2002

[فلفل نمك]

کمپرسورهای تبرید

انتخاب كمپرسور مناسب به شرايط و نوع بهره برداري بستگي دارد كه اهم آن به شرح ذیل مي‌باشد:

• فشار و دبي
• مورد نياز
  حساسيت به حضور روغن
  
• خواص فيزيكي و شيميايي
• بهاي انرژي
  
• قابليت اعتماد
  
• هزينه‌هاي تعمير و نگهداري و قطعات يدكي قيمت اوليه
  
• حداكثر درجه حرارت قابل قبول

کمپرسورهای پیستونی

كمپرسورهاي تناوبي (Reciprocating) كه رفت و برگشتي نيز ناميده مي‌شوند، يكي از قديمي‌ترين انواع كمپرسورها مي‌باشند. اولين نمونه‌هاي اين كمپرسورها با سيلندر چوبي (مثلاً از جنس بامبو Bamboo) ساخته شده و پيستون آن به وسيله نيروي انساني (دستي) عقب و جلو برده مي‌شد. آب بندي پيستون توسط پر پرندگان صورت مي‌گرفت تا از اين طريق در مرحله مكش هوا وارد كمپرسور شده و در مرحله تراكم از آن خارج شود. از اين كمپرسور غالباً براي ذوب فلزات استفاده مي‌گرديد. براساس شواهد تاريخي يونانيان در ۱۵۰ سال قبل از ميلاد مسيح توانستند كمپرسورهاي فلزي بسازند كه در آن از آلياژهاي برنزي استفاده شده بود. بهرحال در ساختار اين كمپرسورها تا قرن هيجدهم ميلادي پيشرفت چنداني صورت نگرفت تا اينكه يك مهندس انگليسي به نام" J.Wilkison" كمپرسوري را طراحي كرد كه شبيه كمپرسورهاي امروزي بوده و سيلندر آن از چدن ريخته‌گري ساخته و ماشين كاري شده بود.
كمپرسورهاي تناوبي عموماً براي دبي كم و فشار زياد مورد استفاده قرار مي‌گيرند. دبي گاز در اين نوع كمپرسورها از مقادير كم تا ۲۰۰۰ m3/hrمي‌رسد و با آن مي‌توان به فشارهاي زياد (تاbar۶۰۰) دست يافت. در نسبت‌هاي تراكم بالاتر از ۵/۱ در هر مرحله اين كمپرسورها در مقايسه با ساير انواع كمپرسورها از راندمان بالاتري برخوردار مي‌باشند. كمپرسورهاي تناوبي اساساً جزء ماشين هاي با ظرفيت ثابت مي‌باشند ولي در شرايط خاصي مي‌‌توان ظرفيت آن را برحسب شرايط مورد نظر تغيير داد.

در كمپرسورهاي پيستوني با حركت پيستون به سمت عقب گاز به درون سيلندر وارد شده و فضاي درون سيلندر را پر مي‌كند. در حركت رو به جلو، با اعمال نيرو از سوي پيستون گاز حبس شده در سيلندر متراكم مي‌گردد. جهت سهولت در ورود و خروج گاز در سيلندر و ايجاد شرايط لازم براي تراكم آن در حركت روبه جلوي پيستون، اين كمپرسورها مجهز به سوپاپ‌هاي مكش و دهش مي‌باشند. جهت شناخت مقدماتي عملكرد كمپرسورهاي پيستوني مي‌توان تلمبه‌هاي باد دستي را مورد بررسي قرار داد، چرا كه اين تلمبه‌ها ضمن سادگي در رفتار داراي تمامي مشخصه‌هاي يك كمپرسور پيستوني مي‌باشند.

تلمبه‌ها شامل پيستون، سيلندر و سوپاپ هاي مكش و دهش بوده و نيروي محركه لازم براي تراكم هوا توسط نيروي انساني تأمين مي‌گردد. سوپاپ دهش اين كمپرسورها همان والو (Valve) لاستيك دو چرخه بوده كه مانع از نشت هوا از لاستيك ( قسمت دهش) به دورن تلمبه در هنگام حركت رو به عقب پيستون ( مرحله مكش) مي‌گردد. سوپاپ مكش اين تلمبه‌ها بر روي پيستون آن نصب گرديده است. اين قطعه به صورت فنجاني شكل (Cup _ Shaped) بوده كه از جنس چرم و يا مواد مشابه آن ساخته شده است.

در حالت مكش، در اثر حركت رو به عقب پيستون، هواي جلوي پيستون منبسط شده و درون سيلندر خلاء ايجاد مي‌شود. با توجه به اينكه هواي سمت بيروني پيستون تحت فشار آتمسفر قرار دارد، همين امر باعث جداشدن قطعه چرمي از كناره سيلندر گرديده و هوا مي‌تواند از اين طريق وارد سيلندر شده و آن را پرنمايد.

در حركت رو به جلوي پيستون، با كاهش حجم گاز، فشار گاز درون سيلندر افزايش يافته و نيروي حاصل از آن بر روي قطعه چرمي اثر نموده و باعث چسبيدن آن به كناره پيستون گرديده و موجب آب‌بندی پيستون شده و مانع از نشت گاز از كناره پيستون به خارج مي‌شود.

با تراكم گاز در سيلندر و افزايش فشار هواي حبس شده در آن، لحظه‌اي فرا مي‌رسد كه فشار درون سيلندر، از فشار درون تيوپ لاستيك بيشتر شده و باعث باز شدن سوپاپ لاستيك گرديده و هواي متراكم شده از درون سيلندر به داخل لاستيك فرستاده مي‌شود. بديهي است هرچه فشار درون لاستيك بيشتر باشد، سوپاپ آن ديرتر باز شده و انرژي بيشتري براي تراكم گاز و ارسال آن به داخل لاستيك مورد نياز مي‌باشد. به عبارت ديگر اگر مقاومتي در جلوي تلمبه نباشد و مستقيماً به آتمسفر متصل باشد، براي تخليه گاز از درون تلمبه به انرژي ناچيزي نياز خواهد بود.



کمپرسورهای اسکرو

در این کمپرسور ها دو روتور با پروفیل های متفاوت داخل یک اتاقک با جهت های متفاوت می چرخند .روتور اصلی ٨۵% تا ۹۰% انرژی دریافتی را به انرژی گرمایی و فشار تبدیل می کند. با چرخش مداوم روتورها هوای محبوس شده با کاهش حجم افزایش فشار می یابد . در تمام مراحل روغن وارد فضای بین پره ها می شود ( در نوع روانکاری با روغن ). این روغن وظیفه روان کاری و خنک کردن روتور ها را عهده دار است .

مرحله اول

هوا به داخل قسمت روتورها کشيده می شود وفضای بين پره ها را پر می کند اين قسمت مانند مرحله مکش در کمپرسور های پيستونی می باشد

مرحله دوم و سوم

هنگامی که هوا وارد قسمت فشرده سازی شد با چرخش روتورها حجم آن کم می شود و بنا بر این فشار افزایش می یابد. این کم شدن حجم تا قسمت تخلیه هوا ادامه می یابد تا فشار به مقدار دلخواه برسد

مرحله چهارم

هوای فشرده به بیرون کمپرسور جریان می یابد

اجزا کامل يک کمپرسور اسکرو در شکل زير ديده می شود

دسته‌بندي كمپرسورها از نظر نحوه روغن‌كاري شدن

منظور از روغن‌كاري شدن، تماس روغن با گاز در محفظه تراكم مي‌باشد. بر اين اساس كمپرسورها را مي‌توان به دو دسته خشك یا فاقد روغن (Dry or Oil Free) و روغن كاري شونده (Lubricated) تقسيم كرد.

در كمپرسورهاي خشك، محفظه تراكم از قسمت انتقال قدرت كاملاً جدا بوده و لذا عملاً گاز مورد تراكم هيچگونه تماسي با ماده روان‌كننده ندارد.

در كمپرسورهاي از نوع پيستوني روان‌كاري شونده، اختلاط روغن با گاز مورد تراكم ناخواسته و از طريق نشت روغن از كارتل به بالاي پيستون ها و از كناره رينگ ها صورت مي‌گيرد.

در كمپرسورهاي از نوع دوراني روانكاري شونده اختلاط روغن با گاز مورد تراكم به طور عمدي صورت مي‌گيرد. در اين دسته از كمپرسورها روغن تحت فشار گاز خروجي از كمپرسور به محفظه تراكم فرستاده شده و ضمن اختلاط با گاز مورد تراكم عمليات روانكاري، خنك‌كاري و كاهش نشتي گاز از لقي موجود در بين قطعات را به‌عهده دارد. روغن مخلوط شده با گاز مورد تراكم در تله جدا كننده روغن (Oil Separator) از آن جدا شده و بعد از خنك‌كاري، به محفظه تراكم برگشت داده مي‌شود. امروزه با وجود مشكلات و مسائل متعددي كه در زمينه بهره‌برداري از كمپرسورهاي خشك، وجود دارد در بسياري از موارد شرايط بهره‌برداري و مشخصه‌هاي فيزيكي و شيميايي گاز مورد تراكم ايجاب مي‌كند كه عمل تراكم گاز در محفظه تراكم، در غياب روغن صورت پذيرد.

تولید اكسيژن، صنايع غذايي و دارويي، تراكم بسياري از گازهاي مورد استفاده در صنايع پتروشيمي و ... نمونه‌هايي از صنايعي بوده كه نسبت به حضور روغن در گاز مورد تراكم حساس مي‌باشند. هر چند كه كمپرسورهاي گريز از مركز، ذاتاً فاقد روغن
(Oil Free) مي‌باشند ولي در كمپرسورهاي رفت و برگشتي و دوراني با اعمال تدابير لازم مي‌توان مانع از حضور روغن در محفظه تراكم شد. كمپرسورهاي خشك هر چند كه از نظر حداكثر دماي قابل تحمل در محفظه تراكم، در مقايسه با كمپرسورهاي روانكاري شونده داراي مزيت هایی می باشند (دماي مجاز در آن در حدود ۳۰ تا ٧۰ درجه سانتيگراد از دماي مجاز در كمپرسورهاي روانكاري شونده بيشتر است) و به همين خاطر نسبت تراكم بالاتري را در هر مرحله از اين كمپرسورها مي‌توان پيش‌بيني كرد ولي به‌لحاظ قيمت بالاتر، هزينه‌هاي تعمير و نگهداري بيشتر، پايين‌ بودن راندمان، قابليت اعتماد كمتر و ... امروزه به جز در موارد اجباري حتي الامكان سعي مي‌شود از كمپرسورهاي خشك استفاده نشود. ویژگي‌هاي نامطلوب كمپرسورهاي خشك باعث شده تا امروزه نگرش جديدي در اين زمينه مطرح شود و آن عبارتست از تزريق روغن به مقدار بسيار كم (در حد چند ppm) با سازگاري لازم گاز مورد تراكم در حضور روغن، حتي به مقدار ناچيز، موجب بهبود نسبي در عملكرد كمپرسورهاي خشك مي‌گردد.

در كمپرسورهايي كه به‌صورت خشك طراحي مي‌شوند لازم است تا قطعاتي كه در معرض سايش قرار دارند از كيفيت مطلوب‌تري در مقابل اصطكاك و عوارض ناشي از آن برخوردار باشند.

موادي نظير تفلون گرافيتي، گرانيت و ... به عنوان مواد اوليه با ضريب اصطكاك پايين، خاصيت خود روانكاري و ... جزو تركيبات مطلوب در ساخت رينگ هاي هادي و تراكم در كمپرسورهاي پيستوني و به عنوان ماده پوشش دهنده در ساخت روتور كمپرسورهاي اسکرو، شديداً مورد توجه مي‌باشند.

[فلفل نمك]

دسته‌بندي كمپرسورها از نظر آب بندی محور


مبناي اين دسته‌بندي، وضعيت آب بند كردن محور، مي‌باشد. كمپرسورها را از اين نظر مي‌توان به سه دسته تقسيم‌بندي كرد:

كمپرسورهاي بسته (Hermetic)
در اين دسته از كمپرسورها، كه عموماً براي سيستم‌هاي تبريد با ظرفيت كم (حداكثر ۲۰ تن تبريد) مورد استفاده قرار مي‌گيرند، الكتروموتور و كليه قطعات مربوط به كمپرسور، در درون يك محفظه كاملاً آب بند شده قرار داده مي‌شود. اساساً اين كمپرسورها به‌صورت يكبار مصرف، طراحي شده و تعمير‌ آن از نظر فني و اقتصادي توصيه نمي‌شود.

متأسفانه گاهي اوقات اين توصيه در ايران ناديده گرفته شده و بعضي از تعميركاران اقدام به تعمير آن مي‌كنند، كار چندان اصولي نمي‌باشد. البته تفاوت شرايط اقتصادي و اجرت تعميرات درايران با كشورهای صنعتي عامل اصلي اين نگرش مي‌باشد.

كمپرسورهاي نيمه بسته( Semi- hermetic)

كمپرسورهاي نيمه بسته را بايد نوعي كمپرسور بسته به حساب آورد، با اين تفاوت كه قسمت‌هاي سوپاپ، پيستون، ميل‌لنگ، پمپ روغن و ... آن قابل تعمیر مي‌باشند. اين كمپرسورها تمامي ويژگي‌هاي كمپرسورهاي بسته را از نظر آب بند بودن و عدم نشت گاز به بيرون دارا مي‌باشند. از اين كمپرسورها براي سيستم‌هاي تبريد در ظرفيت‌هاي ۲۰ تا ۱۵۰ تن تبريد استفاده مي‌شود.

كمپرسورهاي باز( Open)

در اين نوع كمپرسورها محور كمپرسور از كارتر و يا محفظه تراكم خارج گرديده و به‌طور مستقيم و يا غيرمستقيم (به كمك پولي) راه اندازي مي‌شوند. اساساًً اين كمپرسورها براي تمامي موارد (از ظرفيت كم تا بسيار زياد) مناسب بوده و تنها نقطه ضعف آن در مقايسه با دو طرح قبلي احتمال نشت گاز مورد تراكم از محل خروج شافت بوده كه آن هم با انتخاب سيستم آب بندی مناسب قابل حل مي‌باشد


دسته بندی کمپرسورها بر حسب فشار مکش ، دهش ، و ظرفیت آنها


پمپ خلا (Vacumm Pumps)

برخلاف اسم آن، در واقع پمپ هاي خلا نوعي كمپرسور بوده كه فشار قسمت مكش آن از فشار جو كمتر و فشار دهش آن اندكي از فشار جو بيشتر مي‌باشد. پمپ هاي خلا در طرح هاي مختلفي ساخته شده كه داراي قابليت‌هاي ذیل مي‌باشند:

گريز از مركز حداكثر خلا قابل دسترس 6mmHg

تناوبي حداكثر خلا قابل دسترس 0.5mmHg

انژكتورهاي بخاري حداكثر خلا قابل دسترس mmHg0.05

دوراني حداكثر خلا قابل دسترس mmHg0.00005

در بين طرح هاي فوق پمپ هاي خلا از نوع دوراني از مقبوليت بيشتري برخوردار مي‌باشند.

هواكش‌ها ( fans)

اين نوع كمپرسورها عموماً براي دبي زياد و فشار كم ( تا ۱∕۰بار) ساخته شده و عموماً از خانواده گريز از مركز مي‌باشند.

دمنده‌ها ( Blowers )

دمنده‌ها نوع خاصي از كمپرسورها بوده كه فشار نسبتاً كم و دبي نسبتاً زياد دارند. حداكثر فشار قابل دسترس توسط آنها (۲ـ۵∕۱بار) مي‌باشند. دمندهاي با فشار كم و دبي زياد از نوع گريز از مركز ساخته مي‌شوند. حال آنكه براي فشارهاي بالا ( نزديك به ۲ بار) و دبي كمتر نوع دوراني (Rotary) متداول‌تر مي‌باشد. ساخت دمنده‌هاي از نوع تناوبي (رفت و برگشتي) عملاً منتفي است.

كمپرسورها (Compressors)

كمپرسورها عموماً براي فشارهاي بالا (بيشتر از 2 بار) مورد استفاده قرار مي‌گيرند. امروزه كمپرسورهايي ساخته شده‌اند كه قادر به تراكم گازها تا فشار bar600 مي‌باشند.

دسته‌بندي كمپرسورها از نظر رفتاري


برحسب چگونگي فرآيند تراكم، كمپرسورها به دو دسته تقسيم‌ مي‌شوند:

الف: كمپرسورهاي جابه‌جايي مثبت (Positive Displacement)

ب: كمپرسورهاي گريز از مركز (Centrifugal)

در كمپرسورهاي جابه‌جايي مثبت، همواره مقدار معيني از گاز بين دو قطعه به تله انداخته شده و با كاهش حجم محفظه، فشار گاز افزايش مي‌يابد. اين كمپرسورها خودبه‌خود به دو دسته تناوبي (Reciprocating) و دوراني (Rotary) تقسيم مي‌شوند. البته هر يك از دسته‌هاي فوق تنوع زيادي در شكل و ساختار مكانيكي داشته ولي از لحاظ رفتاري داراي ويژگي‌هاي نسبتاً يكساني هستند.

در كمپرسورهاي جريان پيوسته، (گريز از مركز)، ابتدا انرژي جنبشي گاز مورد تراكم پيوسته در پروانه افزايش داده شده و سپس بخش اعظمي از انرژي جنبشي آن در يك مجراي گشاد شونده بنام حلزوني (Volute) به انرژي پتانسيل (فشار) تبديل مي‌شود.

انتخاب كمپرسور مناسب به شرايط و نوع بهره برداري بستگي دارد كه اهم آن به شرح ذیل مي‌باشد:

• فشار و دبي مورد نياز
  
• حساسيت به حضور روغن
  
• خواص فيزيكي و شيميايي
  
• بهاي انرژي
  
• قابليت اعتماد
  
• هزينه‌هاي تعمير و نگهداري و قطعات يدكي قيمت اوليه
  
• حداكثر درجه حرارت قابل قبول

[فلفل نمك]

کمپرسورهای تهویه مطبوع خودرو

سه نوع عمومی از کمپرسورهای تهویه مطبوع اتومبیل وجود دارد

1-نوع رفت و برگشتی دو سیلندری Two cylinder reciprocating piston type
2-نوع چهار سیلندر دایره ای Four cylinder RADIAL type
3-نوع شش سیلندری محوریSix cylinder AXIAL type

موتور خودرو کمپرسور تهویه مطبوع را بوسیله یک تسمه می چرخاند . در این قسمت ( کمپرسور) مبرد با فشار کم و دمای کم را که از اواپراتور وارد می شود کمپرس می کند و دما و فشار آن را بالا می برد و به قسمت کندانسور می فرستد.

رله کمپرسور

یک لوله مویین این امکان را می دهد که کلید سیکل بداند دما در اواپراتور چقدر است.
این سوئیچ ، کمپرسور را روشن و خاموش می کند و نگه می دارد دمای اواپراتور را در حد 32-45 درجه فارنهایت.
همچنین کلید رله کمپرسور نگه میدارد رطوبت را در یک حد .

تسمه کمپرسور

پولی کمپرسور متصل است به موتور خودرو بوسیله یک تسمه در جلوی میل لنگ.

کلاج کمپرسور

کمپرسور تهویه مطبوع یک کلاج الکترو مغناطیسی دارد که می تواند پولی کمپرسور را درگیر و یا خلاص نماید .
پولی کمپرسور همیشه در حال چرخش است وقتی که موتور کار میکند .
اما کمپرسور فقط زمانی راه اندازی میشود که پولی درگیر شده باشد با محور محرک کمپرسور .

زمانی که این سیستم فعال شده ، جریان برقرار میشود توسط یک سیم پیچ الکترومغناطیسی . جریان سیم پیچ پولی را به صفحه آرمیچر جذب می کند .
کشش مغناطیسی قوی میکشد صفحه آرمیچر را خلاف جهت حرکت پولی این عمل قفل می کند پولی و صفحه آرمیچر را به همدیگر ، صفحه آرمیچر کمپرسور را به راه می اندازد.

وقتی که سیستم غیر فعال است . و جریان از حرکت ایستاده است توسط کویل الکترومغناطیسی ، فنرهای تخت می کشند صفحه آرمیچر را به طرف پولی .

از زمانی که خاصیت مغناطیسی سیم پیچ توسط پولی به آرمیچر فرستاده شده است سیم پیچ به کار نمی افتد.
صفحه آرمیچر و توپی مونتاژ شده بر روی آن بسته شده اند به میله محرک کمپرسور.
وقتی که کمپرسور کار نمی کند کلاج پولی حرکت میکند در یک بالبرینگ دو ردیفه

حلقه حرکت کمپرسور تهویه مطبوع

درون کمپرسور تهویه مطبوع وجود دارد یک حلقه گرداننده که ساخته شده است از مواد اصطکاکی که نصب شده از دو طرف صفحه Swash یا لنگی چرخ (Wobble) بطوریکه صفحه Swash می چرخد ، و ماده اصطکاکی (نصب شده به پیستون کمپرسور) فشار میدهند بالبرینگها را به جلو و عقب .

[فلفل نمك]

روشهای سرمایش

سرمایش با گاز طبیعی

يكي از روش‌هاي اصلي سرمايش ساختمان‌هاي مسكوني و عمومي، سرمايش به وسيله گاز طبيعي و يا گاز مايع است. تجهيزاتي كه از طريق گاز طبيعي و يا گاز مايع كار مي‌كنند چيلر ناميده مي‌شوند. چيلر‌ها ادواتي هستند كه در موتور‌خانه و يا در مدل‌هايي خاص ( تناژ‌هاي پائين ) در پشت‌بام و يا محيط باز نصب مي‌شوند و با اتصال به يك سيستم تهويه مطبوع نظير هوا‌ساز و يا فن‌كوئل كه هواي تازه ساختمان را تامين مي‌كنند با چند انشعاب فضاي داخل ساختمان را خنك مي‌كنند. چيلر‌هاي جذبي با توجه به كاربرد در مدل‌هاي مختلفي ارائه مي‌شوند و سيستم‌هاي عملكرد مختلفي دارند.


چيلر‌هاي جذبي تناژ بالا ( بزرگ، 10 تن تبريد به بالا )

اصولاً چيلر‌هاي جذبي بزرگ كه براي مناطق معتدل و خشك مناسب هستند و تا دماي حدود 35 درجه سانتيگراد عملكرد مناسبي دارند داراي يك سيكل تبديل سرمايش مي‌باشند و معمولاً ماده مبرد آنها ماده ليتيم ـ برمايد مي‌باشد. اين سيستم‌ها در مناطق معتدل و خشك بسيار مناسب مي‌باشد و عملكرد بسيار خوبي دارد از مواردي كه مي‌بايست در استفاده از آنها رعايت نمود انتخاب مناسب تناژ و لزوم تعميرات نگهداري مدون دستگاه‌ها مي‌باشد كه در صورت عدم اجراي اين كار، دستگاه با مشكلات جدي مواجه مي‌شود.

چيلر‌هاي جذبي خانگي ( تناژ پائين و يا كوچك، زير 10 تن تبريد )

به اينگونه چيلر‌هاي سيستم‌هاي ميني ابزوربشن نيز اطلاق مي‌گردد و معمولاً در تناژ‌هاي زير 10 تن تبريد ديده مي‌شوند ( 5/3 تن، 6/4 تن، 5 تن و 4/5 تن، 6 تن )
مدل‌هايي از اين سيستم‌ها مانند سيستم‌هاي چيلر جذبي بزرگ فقط براي مناطق معتدل و خشك مناسب هستند و معمولاً تا دماي 35 درجه سانتيگراد عملكرد دارند. از سويي ديگر چيلر‌هاي جذبي ديگري نيز موجودند كه تا دماي 55 درجه سانتيگراد عملكرد دارد و بخش عملكردي آن مستقل از سيستم آبي و يا فاقد برج خنك‌كننده است. اين دستگاه به علت عملكرد مربوطه قابليت كار در دماي بالا و رطوبت بالا را داراست. اصطلاحاً به اين چيلر‌ها، چيلر‌هاي جذبي 5 تن تبريد آب آمونياك گفته مي‌شود كه بسيار مناسب براي مناطق مرطوب و گرم شمالي و جنوبي كشور مي‌باشند.

سرمایش با الکتریسیته

سرمايش با الكتريسيته معمولاً با اداوات مختلفي صورت مي‌پذيرد در حالت‌هايي كه احتياج به سرمايش فضاي عمومي كوچك و يا فضا‌هاي مسكوني و يا اداري كوچك داشته يا نيز در مناطق معتدل و خشك از كولر‌هاي آبي و در مناطق مرطوب و گرم از كولر‌هاي گازي با اسپليت يونيت‌ها استفاده مي‌شود.
معمولاً بر خلاف اينكه استفاده از اسپليت يونيت‌ها و كولر‌هاي گازي به هيچ عنوان از لحاظ اقتصادي زياد مقرون به صرفه نيست اما در عوض سرمايش مناسبي را ارائه مي‌دهند. چيلر‌هاي تراكمي نيز كه مصرف الكتريسيته دارند جهت سرمايش در ساختمان‌هاي بزرگ استفاده مي‌شوند.
جديداً سيستم‌هاي اسكرو كه اساس كار آنها از تركيب سيستم‌هاي تراكمي است جهت سرمايش بكار گرفته مي‌شوند.