دستگاه تهویه مطبوع درموقع کار دو عمل روی هوا انجام میدهد:(1)حرارت هوارا (باتبرید) میگیرد و باین ترتیب درجه حرارت هوا را پایین می‌‌آورد ، و (2) رطوبت هوا را میگیرد و هوا را خشک میکند. دستگاه تهویه مطبوع هوا را سرد و خشک میکند .
دستگاهای تهویه مطبوع سالها است که درساختمان‌های ملی، تآترها،سینماها،رستورانها، و منازل مورد استفاده قرار گرفته است. سالها پیش تعداد کمی از دستگاههای تهویه مطبوعبرای اتومبیلهای مسافری بکار رفت. ولی در سالهای اخیر کارخانجات اتومبیل سازی مهم، دستگاه تهویه مطبوع را بعنوان یکی از تجهیزات اتومبیل خود در اختیار عموم قرار داده‌اند.ما همگی با سرد کن الکتریکی یا یخچال الکتریکی آشنایی داریم. ما این دستگاها را در منازل خود، رستورانها، اغذیه فروشیها و جاهای دیگر مشاهده میکنیم. دستگاه تهویه مطبوع چیز دیگری جز دستگاه سردکن یا تبرید نیستبا این تفاوت که یک سیستم برای جریان دادن هوا دارد.حال‌دستگاه‌تبرید را مورد مطالعه قرار میدهیم.
روشهای سرد کردن:
اگر یک قطه قطعه یخ را در دست بگیرید،دست سرد میشود. علت این امر آن است که یخ حرارت دست شما را میگیرد. بهمین ترتیب اگر مقداری آب یا الکل روی دست خود بریزید و آن را فوت کنید در دست خود احساس سرما میکنید. چرا؟ زیرا مایع بخار میشود و حرارت را از دست شما میگیرد. بهمین ترتیب، موقعیکه احساس گرما میکنیم و عرق‌میکنیم ، عرق بخار میشود و حرارت را از بدن مامیگیرد، واحساس خنک شدن میکنیم بنابرین برای خنک یک جسم باید حرارت آنرا بگیریم.
1ـ سرد کردن با تبخیر ـ
در عنوان 10 ملاحظه کردیم که حرارت چیزی جز سرعت حرکت ملکولها نیست. موقعیکه ملکولهای یک جسم سریعتر حرکت کنند آن جسم گرم میشود. موقعیکه ملکولهای جسم آهسته حرکت کنند آن جسم سرد است در یخ ملکولها خیلی آهسته و در مسیرهای محدود حرکت میکنند . ملکولها بهم میآویزند و یخ منجمد را بوجود میآورند. ولی اگر یخ را حرکت دهیم ذوب میشود، ملکولها سریعتر حرکت میکنند و از مسیر محدود خود خارج میشوند ، و یخ بصورت آب در میآید. حرارت دادن بیشتر به آب باعث جوش آمدن آن میشود وقتی این عمل اتفاق بیفتد ملکولها چنین سرعتی پیدا میکنند که از داخل آب بیرون میپرند و آب بحالت بخار در میآید. موقعیکه مایعی را روی دست خود بگذارید شروع به تبخیر میکند، بعبارت دیگر ملکولهای تشکیل دهنده مایع شروع به ترک کردن دست شما میکنند. البته برای بیرون پریدن باید سررعت نسبتاً زیادی داشته باشند. البته بخودی خود نمی‌‌‌توانند تصمیم بگیرند که شروع به حرکت سریعتر نمایند. به آنها باید یک نیروی محرکه داد. این نیروی محرکه از ملکولهای پوست بدن شما به آنها داده میشود. ملکولهای پوست بدن نیز حرکت میکنند. ملکولهای مایع و ملکولهای پوست بدن که هر دو در حال حرکت میباشند پیوسته باهم تصادف میکنند. در ضمن این برخوردها به تدریج از سرعت ملکولهای پوست بدن کاسته میشود و به سرعت ملکولهای مایع افزوده میگردد. این افزایش بسرعت به ملکولهای مایع سرعت لازم را برای بیرون پریدن میدهد، و مایع بخارمیشود . ولی توجه داشته باشید که ملکولهای پوست بدن سرعتشان کم شده است. مفهوم این عمل آنستکه پوست بدن خنک شده است (کم شدن سرعت ملکولها یعنی پائین رفتن درجه حرارت).
2ـ سرد کردن با ذوب ـ
موقعیکه یک جسم جامدرا به مایع تبدیل کنیم تأثیر سرد کنندگی خواهد داشت مثلاً یخ در بسیاری از موارد بعنوان ماده سرد کننده بکار می‌‌رود موقعیکه یخ ذوب میشود، مانند عمل داخل یخچال ، حرارت را از محیط اطراف خود میگیرد،و به این ترتیب محتویات داخل یخچال را سرد میکند. در یخ، که جامد میباشد، ملکولها آهسته حرکت میکنند. این افزایش سرعت باید از ملکولهای هوا که یخ را احاطه کرده است بدست آید یعنی وقتی ملکولهای یخ افزوده میشود. بعبارت دیگر، هوا سرد و یخ گرم میشود. هنگامیکه ملکولهای یخ به اندازه کافی سرعت بگیرند، از مسیر محدود خود خارج میشوند. یخ ذوب میشود و بصورت آب در میآید. این تغییر حالت (از جامد به مایع) تأثیر سردکنندگی بسیاری دارد زیرا ملکولهای هوا هنگام برخورد با ملکولهای یخ مقدار زیادی از سرعت خود را از دست میدهند.بخاطر داشته باشید که سردکن یعنی کم کردن سرعت ملکوله:
اطلاعات بیشتر در مورد تبخیر ـ
نظر به اینکه دستگاههای خنک کننده مورد استفاده در یخچال منازل و دستگاههای تهویه مطبوع از روی اصول تبخیر مایعات کار میکنند بهتر است بیش از پیش درباره تبخیر مطالعه کنیم. اگر لیوانی را پر از آب کنیم و بتوانیم یک یا دو روز به آن نگاه کنیم ملاحظه خواهیم کرد که با تبخیر تردیجی آب سطح آب پائین می‌‌رود .عمل تبخیر را میتوان با حرارت دادن آب تسریع کرد. موقعیکه حرارت بکار میبرید سرعت ملکولی را زیاد میکنید. ملکولها چابک‌‌‌‌‌تر میشوند، بیشتر آنها بیرون میپرند و از لیوان فرار میکنند.اگر آب را تا (100 c) 212 f در کنار دریا حرارت دهید ، شروع به جوشیدن خواهد کرد یعنی، ملکولهای آب با چنان سرعتی شروع به حرکت میکنند که آب بشدت بهم زده میشود و عمل تبخیر با سرعت زیاد ادامه میابد. ما میتوانیم عمل تبخیر را با قرار دادن لیوان آب در خلاء تشدید کنیم. خلاء همان طوریکه از موضوع 6 بخاطر داریم عبارتست از فقدان هوا یا ماده دیگر همانطوریکه در بالا ملاحظه شد، در حین تبخیر آب ملکولهای آب پیوسته سرعت میگیرند تا آب را ترک کنند.با بودن هوا در بالای آب ، بعضی از ملکولهای آب با ملکولهای هوا برخورد میکنند. در نتیجه بداخل آب پس زده میشود (شکل 1ـ20).ولی اگر هوا در بالای آب وجود نمیداشت این اتفاق نمی‌‌‌‌‌افتاد. بنابراین راندن هوا، تبخیر آب تشدید خواهد شد.
شکل 1ـ 20 یک لیوان آب در حال تبخیر .ملکولهای آب (دایرههای توخالی) و ملکولهای هوا(دایرههای تو پر) خیلی بزرگ نشان داده شده است. بعضی از ملکولهای آب که با ملکولهای هوا برخورد میکنند ممکن است بداخل لیوان آب برگردند.برای بیرون آوردن هوا از اطراف لیوان، میتوان لیوان را در یک ظرف در بسته (شکل 2ـ20) قرار داد و با استفاده از یک تلمبه خلائی هوای داخل ظرف را بیرون کشید.موقعیکه این عمل اتفاق بیفتد، آب با سرعت خیلی بیشتر بخار خواهد شد. با این حال اگر پمپ خلاء از کار بیفتد، سرعت تبخیر دوباره کاهش مییابد.
شکل 2ـ 20 لیوان آب را در داخل یک ظرف آب بندی شده قرار داده‌‌‌‌‌ایم موقعیکه هوای ظرف را با پمپ بیرون بکشیم تبخیر آن افزایش میابد.علتش اینستکه فضای اطراف لیوان تقریباً از ملکولهای آزاد آب با ملکولهائی که آب را ترک میکنند و بعضی از آن بداخل آب برمیگردند. پس از مدتی فضا بقدری از ملکول آب اشباع یا پر میشود که با بیرون پریدن یک ملکول از آب، دیگر بداخل آببرمیگردد. بعبارت دیگر، تبخیر متوقف میگردد. ولی اگر پمپ خلاء دوباره روشن شود، ملکولهای آزاد آب به بیرون کشیده میشود و عمل تبخیر بار دیگر شروع میشود. بنا بر مطالب فوق تبخیر مایع بستگی بمقدار حرارتی که به آن داده میشود و مقدار فشار یا خلائیکه در بالای آن ایجاد میشود دارد. موقعیکه خلاء شدید باشد، ملکولهای آزاد کمی وجود خواهد داشت که راه فرار ملکولهای آب را بگیرد. ولی وقتی خلاء کاهش یابد، ملکولهای آزاد بسیاری برای گرفتن راه فرار ملکولهای آب موجود خواهد بود.
تأثیر فشار در تبخیر ـ
اگر پمپ خلائ را معکوس کنیم و ملکولهای آزاد آب را بداخل ظرف در بسته برگردانیم در داخل ظرف فشار تولید میشود. این عمل نتیجه بسیار جالب توجهی خواهد داشت .زیرا، در شرایط معینی از افزایش فشار، ملکولهای آب داخل لیوان برمیگردند. این چیزی است که اتفاق میافتد. با فرض فوق ملکولهای آب فراوانی در داخل ظرف در حال حرکت هستند. برخوردهای زیادی بین آنان بوجود میآید،ودر نتیجه، ملکولهای بیشتری بداخل ظرف بر گردانده میشوند وملکولهای کمتری لیوان آب را ترک میکند.عملاً، در چنین شرایطی، بخار آب تقطیر میشود آب روی سطح داخلی ظرف می‌‌‌نشیند، بعبارت دیگر تراکم و اجتماع ملکولهای آب بقدری زیاد میشود (با پمپ کردن بیش ازپیش بخار آب بداخل ظرف)که برخورد ملکولها را خلیل زیادتر میکند. بزودی ملکولها بصورت توده‌‌‌‌‌‌‌هائی بهم میچسبند (در اثر برخورد بهم میچسبند). این توده‌‌‌‌ها بصورت قطرات آب در سطح داخلی ظرف نمایان میشود.
حرارت و فشارـ
یک نکته دیگر نیز باید در نظر گرفته شود، و آن اینست که افزایش فشار حرارت بدست میآید، همانطوریکه تاکنون تحت عنوان 10 و11 گفته شده است افزایش فشار موجب افزایش حرارت میشود. هر وقت یک گاز مانند هوا یا بخارآب در معرض فشار قرار گیرد، ملکولهای بهم نزدیکتر میشوند. برخورد ملکولها به یکدیگر زیاردتر میشود، و در اثر افزایش برخوردها ، ملکولها سرعت بیشتری بخود میگیرند.حرکت سریعتر مفهومش بالا رفتن درجه حرارت میباشد. بنبراین در آزمایشی که در بخش قبلی تشریح شد ملاحظه خواهیم کرد که درجه حرارت داخلی ظرف آب بندی شده افزایش مییابد. ملکولهای آب سرعت بیشتری بخود میگیرند.جدار داخلی ظرف تحت تأثیر بمبادران این ملکولهای سریع السیر‌‌‌‌تر قرار میگیرند و بعبارت دیگر ظرف گرم میشود. البته در بیرون ظرف هوا وجود دارد. ملکولهای هوا ضمن حرکت خود با اطراف با ملکولهای سطح بیرونی ظرف تماس پیدا میکنند. نظر به اینکه ملکولهای ظرف زیادتر شده، سرعت حرکت ملکولهای هوا نیز زیاد میشود. نظر باینکه ظرف خنک‌‌‌‌تر از بخار آب متراکم شده در ظرف میباشد، سرعت ملکولهای آب در اثر برخورد با جدار داخلی ظرف کاهش مییابد. در واقع سرعت بسیاری از آنها بقدری کم میشود که دیگر بحالت بخار باقی نمی‌‌‌‌مانند، بلکه بصورت آب در میآید. بنابراین طبق آنچه قبلاً گفته شد بخار آب در داخل ظرف بحالت آب در میآید.
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 24 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
دانلود مقاله تهویه مطبوع