איך לעשות בלי פריאון. ציור, תיאור

מעבדה מדעית לילדים
ספרייה חינם / מדריך / מעבדת מדע לילדים

איך לעשות בלי פריאון. מעבדת מדע לילדים

מעבדת מדע לילדים

אתה יודע מה זה פריאון? אנו בטוחים שאחרי קריאת השאלה הזו, הדבר הראשון שתזכרו הוא מקררים. ואם אתה מתעמק בזיכרון שלך, אז תזכור על חורי האוזון. הקשר ביניהם ישיר: ככל שהפריאון בורח מיחידות פגומות, כך גדל האיום על שכבת האוזון של כדור הארץ. אבל, למרבה הצער, עדיין לא ניתן לחסל לחלוטין פריאון מהשימוש. אחרי הכל, יש יותר ממיליארד מקררים על פני כדור הארץ... למרות זאת, הם מחפשים בחיפזון תחליף לחומר הרע - גז שעלול לשמש כחומר קירור.

בינתיים, כבר מזמן ידועות מכונות קירור שמשתמשות בחומר הכי לא מזיק וזול - אוויר. למה הם נשכחים?

איך להיפטר מפראון
צ'ילר ג'ול

מסתבר שלא הכל כל כך פשוט. נזכיר שכאשר גז נדחס הוא מתחמם, וכאשר הוא מתרחב הוא מתקרר. די בשתי העובדות הללו כדי להבין כיצד פועלת מכונת קירור לפי השיטה שהציע ג'ול. האיור מציג עיצוב אחד מיני רבים כאלה. תראה - שני צילינדרים "נטועים" על ארכובה אחת. שמאל, מדחס, דוחס אוויר, ימין, התרחבות, פועל מאוויר דחוס (לא הצגנו פרטים כמו שסתומים וסלילים).

אז, חלק מהאוויר נדחס בגליל השמאלי. במקביל חלה עלייה באנרגיה הפנימית שלו - הטמפרטורה והלחץ עלו. אבל כדי להתקרר, כלומר הטמפרטורה נמוכה מזו של הסביבה, יש לקחת אנרגיה פנימית מהאוויר. עשה זאת בשני שלבים. ראשית, אוויר נשלח למחליף החום. (בעיצוב זה, מדובר בצינור שנועף על ידי מאוורר.) כאן האוויר מתקרר לטמפרטורה הקרובה לטמפרטורת הסביבה. שימו לב שהלחץ שלו לא משתנה. לאחר מכן, חלק מהאוויר נכנס לגליל ההתפשטות, שם הוא מבצע עבודה פיזית ומתקרר לטמפרטורה נמוכה מזו של הסביבה. האוויר הקר נדחף לתוך תא המקרר במהלך מהלך הבוכנה הבא. ברור שבשל העבודה הנעשית במהלך התרחבות האוויר, מוחזרת חלק מהאנרגיה שהושקעה בדחיסתו והמכונה כולה הופכת חסכונית יותר.

נראה שהכל בסדר. עם זאת, מכונות קירור אוויר הפועלות על פי עיקרון זה משמשות בצורה הטובה ביותר להשגת טמפרטורות מתחת ל-90 מעלות צלזיוס. במקררים ביתיים אין צורך בטמפרטורות אלו. בינתיים, כפי שמראה בפועל, כאשר מתקבל קור מתון, גליל ההרחבה מחזיר רק חלק לא משמעותי מהאנרגיה שהושקעה בדחיסת האוויר. אז אולי תפסיק להשתמש בזה לגמרי? אם הולכים על זה, מכונת הקירור פשוטה ביותר, והופכת למכשיר שאינו מכיל חלקים נעים.

הנה אחת האפשרויות - מה שנקרא צינור המערבולת, שתוכנן ב-1931 על ידי ג'יי רנק. זה מוגדר די פשוט. אוויר נשאב משמאל (ראה תרשים), ו"ניסים" מתחילים במערבולת שנוצרת. החלק החיצוני שלו, מתחמם, נע ימינה ולאחר שנפגש עם תוספת חרוטית, יוצא החוצה. אבל לא כולם יוצאים. כשליש מהאוויר מסתובב לאחור (הזרימה עוברת בשתי שכבות) ובהיותו מקורר יותר ויותר, נכנס לצינור הענף השמאלי לאוויר קר. ירידת הטמפרטורה יכולה להגיע לכ-85 מעלות!

איך להיפטר מפראון
צינור וורטקס Ranca

נראה שנמצאה דרך החוצה, אבל, למרבה הצער, צריכת האנרגיה של צינורות מערבולת גבוהה באופן בלתי מתקבל על הדעת. לכן, הם משמשים רק כאשר משקל נמוך ואמינות הם החשובים ביותר, ואוויר דחוס יש בשפע, כמו, למשל, בתעופה.

צינורות פועמים מושלמים יותר. כך עובד המכשיר, שהוצע בשנת 1962 על ידי מומחה לטמפרטורות נמוכות Gifford. דמיינו צינור עם שני ברזים. בקצה החירש שלו נמצא מחליף חום. במקרה שלנו (ראה איור) זהו סליל שדרכו זורמים מים. אם אתה פותח את השסתום העליון לרגע, אז חלק של אוויר ייכנס לצינור ויתחיל להתרחב במהירות על-קולית. התופעה הזו, המכונה "גל ההלם", עניינה בדרך כלל רק את יוצרי טכנולוגיית הטילים והחלל, אבל, כפי שאתם רואים, היא מצאה לפתע יישום פרוזאי יותר. אז, גל ההלם, המתפשט בצינור, דוחס את האוויר שלפניו. מדחיסה הוא מתחמם ומפיץ חום עודף למים. אם תפתח את הברז השני, האוויר המקורר יתחיל להתרחב, והטמפרטורה שלו תרד משמעותית. זהו תרשים הזרימה של התהליך.

איך להיפטר מפראון
תרשים של מכשיר קירור בגלי הלם Gifford

במכשירים הפשוטים ביותר כמו הצינור המתואר, הופיעו תופעות לוואי רבות שהפכו את העבודה ללא חסכונית. אבל נראה שנמצא פתרון. חברת מוסקבה "Novid-Ecoholod" כתוצאה של יותר מעשר שנים של מחקר שנערך בהנחיית Ph.D. B. G. Kuznetsova, הביא את הצינור הפועם לשלמות גבוהה מאוד. בגרסה המודרנית, זהו צינור בעל חתך רוחב משתנה, שכל הממדים והפרופורציות שלו תואמים במלואם את הזרימה הטובה ביותר של תהליך הקירור. היכולת למצוא אותם בצורה נכונה היא הסוד העיקרי של החברה. חשוב לא פחות הוא הסליל המסתובב, אחד ממרכיבי המערכת המנהלים בצורה הטובה ביותר תהליכים.

מצנני אוויר מתוצרת Novid-Ecoholod מסוגלים לספק סילון אוויר צונן בטמפרטורה של -60 מעלות צלזיוס ומטה. בעזרתו נוח במיוחד להקפיא במהירות מוצרים על מסוע נע.

מהירות במקרה זה היא לא רק נוחות. יש כאן גם איכות חדשה. ביולוגים כבר מזמן שמו לב שקירור מהיר מאוד אינו הורס רקמות חיות. לטאות קטנות, למשל, לאחר מכן יכולות להתעורר לחיים גם כמה שנים לאחר מכן, וסרטנים זעירים מאוד שעברו הליך כזה בתנאים טבעיים מצליחים להתעורר לאחר ... שינה של אלף שנים! אז זה לא מפתיע שאוכל קפוא מהיר נראה טרי על השולחן! המשרד "Novid-Ecoholod" ללא קושי רב מקבל אפילו מינוס 120 מעלות צלזיוס מהמקררים שלה. התוצאה סקרנית.

פגרי בשר, למשל, יכולים בקלות להיות מאוחסנים בעגלה לא מאובזרת עד שבעה ימים, ואם העגלה מסופקת עם הבידוד התרמי הפשוט ביותר, אז את כל העשרה.

יש גם יתרונות נוספים. כולם בוודאי ראו כיצד עשרות מטרים של צינורות מתכת קפואים נמתחים לאורך קירות תא הקירור של מחסן או חנות רגילים, שדרכם מסתובב פריאון. זה לא המקרה עם מקרר אוויר. וכן, הוא קטן בגודלו. אתה יכול לספק ולהתקין אותו כמעט בכל מקום. ניתן לכוון את סילון האוויר הקר מהמכונה לכל מקום. לדוגמה, באיור נראה מחסן מתנפח לירקות מתכלים, הפרוס ממש בשטח. היתרונות של התקנה כזו הופכים ברורים במיוחד, בהתחשב בכך שעם יבול בשפע, עד 80% מהמוצרים מתים לעתים קרובות בשדה. לאור הביקוש העצום לציוד כזה, החברה כבר בנתה מספר מתקנים להקפאה מהירה של דגים על ספינות דיג. אגב, בגלל היעדר מתקנים כאלה בארצנו, עד 50% מהדגים הנלכדים הולכים לאיבוד כעת!

איך להיפטר מפראון
ניתן לפרוס את יחידת הקירור של חברת "נוביד-אקוהולוד" במקום הכי חריג

עכשיו כמה מילים על היעילות של מצנני אוויר ביחס לתעשיית המזון. שימושי לבעל חנות או חקלאי עתידי להבין את ההבדל בין דמויות המצעד, הניתנות בדרך כלל במאפיינים של מקררי פריאון, לבין מה שמתקבל בפועל. העניין הוא שבדרך כלל בודקים אותם בצינורות נקיים שעדיין לא הספיקו להתכסות בקרום של קרח. בתנאים אלה, במשך שעות הפעילות הראשונות, מקררי פריאון "מוכיחים" את יעילותם יוצאת הדופן. עם זאת, אז הצינורות מכוסים בכפור וקרח. במשך חודש של פעולה של תא הקירור המלא בסחורה, עובי "מעיל הפרווה" גדל כל כך עד שצריכת האנרגיה עולה פי 1,5-2.

אין צינורות כאלה במקררי אוויר, ואין בעיות דומות. לכן, עבור אחסון לטווח ארוך, מצנני אוויר הם ללא תחרות מבחינת חיסכון.

מחבר: A.Vargin

אנו ממליצים על מאמרים מעניינים סעיף מעבדת מדע לילדים:

▪ מאחורי הירכתיים, בזרם הקצף

▪ על סף העולמות הרחוקים

▪ תוריד גשם

ראה מאמרים אחרים סעיף מעבדת מדע לילדים.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

דרך חדשה לשלוט ולתפעל אותות אופטיים 05.05.2024

עולם המדע והטכנולוגיה המודרני מתפתח במהירות, ובכל יום מופיעות שיטות וטכנולוגיות חדשות שפותחות בפנינו אפשרויות חדשות בתחומים שונים. חידוש אחד כזה הוא פיתוח של מדענים גרמנים של דרך חדשה לשלוט באותות אופטיים, שעלולה להוביל להתקדמות משמעותית בתחום הפוטוניקה. מחקרים אחרונים אפשרו למדענים גרמנים ליצור לוח גלים שניתן לכוונן בתוך מוליך גל סיליקה מאוחה. שיטה זו, המבוססת על שימוש בשכבת גביש נוזלי, מאפשרת לשנות ביעילות את הקיטוב של האור העובר דרך מוליך גל. פריצת דרך טכנולוגית זו פותחת אפשרויות חדשות לפיתוח התקנים פוטוניים קומפקטיים ויעילים המסוגלים לעבד כמויות גדולות של נתונים. הבקרה האלקטרו-אופטית של הקיטוב שמספקת השיטה החדשה יכולה לספק את הבסיס לסוג חדש של התקנים פוטוניים משולבים. זה פותח הזדמנויות גדולות עבור ... >>

מקלדת Primium Seneca 05.05.2024

מקלדות הן חלק בלתי נפרד מעבודת המחשב היומיומית שלנו. עם זאת, אחת הבעיות העיקריות שעמן מתמודדים המשתמשים היא רעש, במיוחד במקרה של דגמי פרימיום. אבל עם מקלדת Seneca החדשה של Norbauer & Co, זה עשוי להשתנות. Seneca היא לא רק מקלדת, היא תוצאה של חמש שנים של עבודת פיתוח ליצירת המכשיר האידיאלי. כל היבט של מקלדת זו, ממאפיינים אקוסטיים ועד מאפיינים מכניים, נשקל ומאוזן בקפידה. אחד המאפיינים המרכזיים של Seneca הוא המייצבים השקטים שלה, הפותרים את בעיית הרעש המשותפת למקלדות רבות. בנוסף, המקלדת תומכת ברוחב מקשים שונים, מה שהופך אותה לנוחה לכל משתמש. למרות ש-Seneca עדיין לא זמין לרכישה, הוא מתוכנן לצאת בסוף הקיץ. Seneca של Norbauer & Co מייצגת סטנדרטים חדשים בעיצוב מקלדת. שֶׁלָה ... >>

המצפה האסטרונומי הגבוה בעולם נפתח 04.05.2024

חקר החלל והמסתורין שלו היא משימה שמושכת את תשומת לבם של אסטרונומים מכל העולם. באוויר הצח של ההרים הגבוהים, הרחק מזיהום האור בעיר, הכוכבים וכוכבי הלכת חושפים את סודותיהם בבהירות רבה יותר. עמוד חדש נפתח בהיסטוריה של האסטרונומיה עם פתיחתו של המצפה האסטרונומי הגבוה בעולם - מצפה הכוכבים אטקמה של אוניברסיטת טוקיו. מצפה הכוכבים אטקמה, הממוקם בגובה של 5640 מטר מעל פני הים, פותח הזדמנויות חדשות עבור אסטרונומים בחקר החלל. אתר זה הפך למיקום הגבוה ביותר עבור טלסקופ קרקעי, ומספק לחוקרים כלי ייחודי לחקר גלי אינפרא אדום ביקום. למרות שהמיקום בגובה רב מספק שמיים בהירים יותר ופחות הפרעות מהאטמוספירה, בניית מצפה כוכבים על הר גבוה מציבה קשיים ואתגרים עצומים. עם זאת, למרות הקשיים, המצפה החדש פותח בפני אסטרונומים אפשרויות מחקר רחבות. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

הגג של אפריקה הפך נמוך יותר 07.04.2000

משלחת של 22 מודדים גרמנים טיפסה לראש הקילימנג'רו בטנזניה כדי למדוד במדויק את גובהו של הר הגעש הכבוי הזה באמצעות לווייני כדור הארץ מלאכותיים.

הקילימנג'רו, הפסגה הגבוהה ביותר ביבשת, מכונה לעתים קרובות "הגג של אפריקה". מערכת מיקום הלוויינים העולמית, המורכבת מ-27 לוויינים, מאפשרת לקבוע במדויק את מיקומה של כל נקודה על פני כדור הארץ. השעונים האטומיים המדויקים ביותר מותקנים על הלוויינים, שנותנים מעת לעת אות רדיו. על ידי קליטת אותות ממספר לוויינים עם מקלט מיוחד וציון ההבדל בזמן הגעתם, ניתן לחשב את מיקומו המדויק של המקלט.

לאחר התקנת אנטנה בראש, המשלחת מדדה את גובה ההר בדיוק של שלושה סנטימטרים. אם ניקח בחשבון את גובה הסטייה של ראש ההר מהגיאואיד - הדמות הגיאומטרית המורכבת שכדור הארץ מייצג, הרי שגובהו של הקילימנג'רו הוא 5891 מטר 76 סנטימטרים. אם נספור מסימן פני הים שאומץ בטנזניה, אז הערך שונה במקצת - 5893 מטר 45 סנטימטרים. האירופים טיפסו לראשונה על הקילימנג'רו ב-1848 ובעיני קבעו את גובה ההר ב-4500 מטר. בשנת 1898, המשלחת הגרמנית נתנה נתון של 6010 מטר באמצעות ברומטר (וערך זה מופיע באנציקלופדיה הסובייטית הגדולה של מהדורת 1953). הבריטים, מבלי לטפס על ההר, מדדו את גובהו בשנת 1950 באמצעות טריגונומטריה, והצביעו על התיאודוליט מספר פעמים מנקודות שונות בעמק אל ראש ההר.

מהזוויות הנמדדות קל לחשב את הגובה. עם זאת, אי דיוקים ניכרים הוכנסו בעקבות שבירת האור באוויר, השונה בגבהים שונים ובטמפרטורות שונות. התוצאה היא 5895 מטר. אז, "הגג של אפריקה" כעת נמוך יותר משלושה מטרים.

עוד חדשות מעניינות:

▪ גן עדן צפרדעים

▪ מצלמת פטפיקסל

▪ הפעלת אלקטרוניקה לבישה עם גלי רדיו

▪ מדחום תא

▪ הייצור של מנורות LED הולך וגדל

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע אתר גלאי חוזק שדה. בחירת מאמרים

▪ מאמר לאכול כדי לחיות, לא לחיות כדי לאכול. ביטוי עממי

▪ מאמר איך אשתו של לואי ה-XNUMX רכבה על מזחלת בקיץ? תשובה מפורטת

▪ כתבה מפעיל מכונת עיבוד עץ העוסק בבחירת קן במכונת קידוח וחריצים. הוראה סטנדרטית בנושא הגנת העבודה

▪ מאמר הגנה על נוריות LED בעוצמה גבוהה מפני זרם מופרז. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ כתבה מטען לתאים קטנים. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר