مهندسی مکانیک گرایش سیالات
مهندسین سیالات کارهای مهندسین جامدات را می توانند انجام دهند در حالی که این گرایش بیشتر مربوط به موارد زیر می باشد :
نقل و انتقال مایعات صنعتی ، عمل احتراق داخل ( مثلاًً در یک موتور )، ایرودینامیک یک وسیله مانند خودرو .
د
مهندسی مکانیک گرایش حرارت و سیالات چه کاربردهایی دارد ؟
تخصص اصلی سیالاتی ها بیشتر در طراحی تاسیسات و مسایل گرمایشی و سرمایشی ساختمانها و کارخانجات است و در نهایت در بعضی از مسایل ایرودینامیکی می توانند کار کنند که در این قسمت با مهندس هوا و فضا گرایش ایرودینامیک مشترک هستند همچنین انتقال مایعات صنعتی از نقطه ای به نقطه دیگر در این گرایش از علم مکانیک بحث می شود .
از مهندس مکانیک حرارت و سیالات چه انتظاراتی وجود دارد و دانشجویان در مدت کارشناسی چه چیزهایی یاد می گیرند ؟
طراحی قطعات جامد ، طراحی خطوط لوله ، طراحی انتقال مایعات و نیروهای وارد شده از طرف مایعات و گازها ( موارد بالا با گرایش جامدات مشترک است )
و در گرایش حرارت و سیالات ، انتقال حرارت بیشتری نسبت به جامدات می خوانند و در زمینه ماشین های دوار مانند توربین ها و پمپ ها مطالعات بیشتری می کنند و بطور کلی مطالعات بیشتری در زمینه دروسی که با سیال (مایع و گاز ) در ارتباط است دارند .
محیط کار مهندسی مکانیک گرایش حرارت و سیالات چگونه است ؟
سیالاتی ها نیز مانند جامداتیها می توانند در کارخانجات یا در شرکتهای مشاور کار کنند در صورتی که شانس جذب فارغ التحصیلان حرارت و سیالات در شرکتهای مشاور کمی بیشتر از جامداتی هاست و دلیل این امر این است که رشته حرارت و سیالات به رشته مهندسی شیمی نزدیک است و غالباًً شرکتهای مشاور ترجیح می دهند یک مهندس مکانیک حرارت و سیالات استخدام کنند که هم مهندس شیمی و هم مهندس مکانیک شرکت باشند و چون در کشور ما نفت ، گاز و پتروشیمی اهمیت خاصی دارند و شرکتهایی که در این زمینه کار می کنند زیاد هستند پس فارغ التحصیلان حرارت و سیالات شانس بیشتری نسبت به مهندسین مکانیک جامدات برای کار در شرکتهای مهندسی مشاور دارن
یخچال نفتی بر خلاف یخچال برقی و کولر های گازی که بر اساس فرئون فشرده و کمپرسور کار می کنند دارا ی هیچ قسمت متحرکی نیست و نیروی محرکه خود را مستقیما از شعله آتش نفت می گیرد اساس کار یخچال نفتی بر پایه جذب و دفع آمونیاک در آب می باشد. سازوکار یخچال نفتی به صورت مرحله به مرحله به این شکل می باشد.
۱- در دمای معمولی آمونیاک در آب حل می شود ولی اگر به مخلوط آمونیاک و آب گرما بدهیم چون آمونیاک بسیار جوشنده تر از آب می باشد آمونیاک آغاز به جوشیدن نموده و از مخلوط آب و آمونیاک به صورت گاز بخار آمونیاک گرم متصاعد شده و مقداری بخار اب نیز با خود همراه کرده تبخیر می کند.
۲-در سر راه این بخار گرم یک جدا کننده قرار دارد که قطره های آب را از بخار آمونیاک جدا کرده و درون مخزن مخلوط آب و آمونیاک بر می گرداند.( این قسمت را داشته باشید تا بعد زیرا در راه بازگشت این آب جدا شده به مخزن یک اتفاق دیگر هم می افتد.
۳- سپس بخار آمونیاک درون یک سری لوله های پره دار به نام چگالنده شده و گرمای خود را از دست می دهد و به صورت آمونیاک مایع در می آید.( توجه این قسمت همانند یخچال های برقی در پشت یخچال قرار دارد)
۴-سپس این آمونیاک مایع سرد تر شده ( دارای دمایی بالاتر از دمای محیط) وارد محفظه و لوله های پره دار دیگری می شود که درون یخچال جای دارد و در معرض گاز هیدروژنی که درون این محفظه قرار دارد واقع می شود و به سرعت بخار شده و جهت تبخیر گرمای محیط درون یخچال را جذب می کند.( در نتیجه درون یخچال سرد می شود.
۵-سپس مخلوط آمونیاک و هیدروژنی که به صورت مخلوط گازی سردی است وارد جذب کننده می گردد درون جذب کننده مخلوط آمونیاک و هیدروژن با آبی که در مرحله دوم از گاز داغ آمونیاک جدا شده بود تماس داده می شوند.در این جا آمونیاک که درون آب بسیار حل شونده تر از هیدروژن است درون اب حل می شود و هیدروژن جدا شده دوباره به درون محفظه بخارنده ( اواپراتور – که همان محفظه درون یخچال باشد ) باز می گردد.
۶- مخلوط آب و آمونیاک دوباره به درون مخزن مخلوط آب و آمونیاک بازگشته و توسط گرمای شعله نفت دوباره بخار شده و مراحل ۱ تا ۶ به صورت چرخه دوباره تکرار می شود.
دلیل تبخیر آمونیاک در هیدروژن چیست؟
برای پاسخ به این پرسش باید به ترمودینامیک محلول ها نگاهی بیندازیم. می کوشم با یک مثال ساده پاسخ پرسشتان را بدهم.ببینید . آب خالص در ۱۰۰ درجه می جوشد و در صفر درجه یخ می زند ولی اگر به آب مقداری نمک بیفزاییم دیگر در ۱۰۰ درجه نمی جوشد بلکه در دمایی بالاتر از ۱۰۰ درجه می جوشد.اگر به آب مایعی مانند الکل بیفزاییم در صفر درجه یخ نمی زند بلکه در دمایی پایینتر یخ می زند و در دمایی پایین تر از ۱۰۰ درجه نیز تبخیر می شود . همین جریان در باره آمونیاک و گاز هیدروژن اتفاق می افتد.
آمونیاک خالص در دما و فشار اتاق به صورت گاز است ولی آمونیاکی که از کندانسور بیرون می آید دارای دمای بالاتر از اتاق و فشاری به مراتب بیشتر از اتاق می باشد.( این فشار از طریق بخارهای متصاعد شده از روی چراغ نفتی تامین می شود) پس دقیقا در درلحظه پیش از واردشدن امونیاک به اواپراتور آمونیاک خالص به صورت مایع می باشد.این آمونیاک وقتی درون اواپراتور با هیدروژن در هم حل بشوند نقطه جوش محلول آمونیاک هیدروژن بسیار بسیار پایین تر از نقطه جوش آمونیک خالص می باشد بنابراین آمونیاک با هر دمایی هم که وارد اواپراتور شده باشد محلول آمونیاک و هیدروژن فورا تبخیر می شو د حتی اگر دمای اواپراتور –دمای درون یخچال -خیلی پایین تر از صفر درجه باشد.
روشن است این محلول برای تبخیر شدن دمای محیط اطرافش را جذب می کند.
آیا می دانستید چرخه یخچال نفتی را چه کسی اختراع کرده است؟.
” آلبرت انشتین ” به همرا یک دانشمند دیگر بنام Leo Szilard
جهت ثبت نام در دوره آموزشی آشنایی با مکانیک سیالات بر روی تصویر فوق کلیک نمایید
دوره غیر حضوری است و محتوای الکترونیکی در قالب CD یا DVD به آدرستان ارسال می گردد
پس از پایان گواهی و مدرک معتبر دوره آموزشی آشنایی با مکانیک سیالات با قابلیت ترجمه رسمی دریافت می نمایید
مشاوره رایگان: ۰۲۱۲۸۴۲۸۴ و ۰۹۱۳۰۰۰۱۶۸۸ و ۰۹۳۳۰۰۲۲۲۸۴ و ۰۹۳۳۰۰۳۳۲۸۴ و ۰۹۳۳۰۰۸۸۲۸۴ و ۰۹۳۳۰۰۹۹۲۸۴
یخچالهای نفتی
یخچالهای نفتی یکی از جالبترین سیستمهای تبرید هستند که در دوران قدیم مورد استفاده قرار میگرفتند. برخلاف تصور عامه مردم، نفت هیچ نقش مستقیمی در سیکل تبرید ایفا نمیکرد بلکه تنها برای تولید حرارت درژنراتور استفاده می شد.
به طور کلی یخچال نفتی یک سیکل تبرید جذبی آب-آمونیاک است که در آن آمونیاک نقش مبرد و آب نقش جاذب را بازی می کنند. در ادامه به طور مختصر مراحل مختلف سیکل را بررسی می کنیم.
قسمتهای اصلی سیستم:
۱- ژنراتور (Generator)
۲- پمپ حباب (Bubble Pump)
۳- کندانسور (Condenser)
۴- اواپراتور (Evaporator)
۵- ابزربر (Absorber)
در شکل زیر میتوانید روند انجام سیکل تبرید را به صورت انیمیشن مشاهده کنید :
یخچال نفتی بر خلاف یخچال برقی و کولر های گازی که بر اساس فرئون فشرده و کمپرسور کار می کنند دارا ی هیچ قسمت متحرکی نیست و نیروی محرکه خود را مستقیما از شعله آتش نفت می گیرد اساس کار یخچال نفتی بر پایه جذب و دفع آمونیاک در آب می باشد. سازوکار یخچال نفتی به صورت مرحله به مرحله به این شکل می باشد.
۱- در دمای معمولی آمونیاک در آب حل می شود ولی اگر به مخلوط آمونیاک و آب گرما بدهیم چون آمونیاک بسیار جوشنده تر از آب می باشد آمونیاک آغاز به جوشیدن نموده و از مخلوط آب و آمونیاک به صورت گاز بخار آمونیاک گرم متصاعد شده و مقداری بخار آب نیز با خود همراه کرده تبخیر می کند.
۲-در سر راه این بخار گرم یک جدا کننده قرار دارد که قطره های آب را از بخار آمونیاک جدا کرده و درون مخزن مخلوط آب و آمونیاک بر می گرداند.( این قسمت را داشته باشید تا بعد زیرا در راه بازگشت این آب جدا شده به مخزن یک اتفاق دیگر هم می افتد.
٣-سپس این آمونیاک مایع سرد تر شده ( دارای دمایی بالاتر از دمای محیط) وارد محفظه و لوله های پره دار دیگری می شود که درون یخچال جای دارد و در معرض گاز هیدروژنی که درون این محفظه قرار دارد واقع می شود و به سرعت بخار شده و جهت تبخیر گرمای محیط درون یخچال را جذب می کند.( در نتیجه درون یخچال سرد می شود.
۴-سپس مخلوط آمونیاک و هیدروژنی که به صورت مخلوط گازی سردی است وارد جذب کننده می گردد درون جذب کننده مخلوط آمونیاک و هیدروژن با آبی که در مرحله دوم از گاز داغ آمونیاک جدا شده بود تماس داده می شوند.در این جا آمونیاک که درون آب بسیار حل شونده تر از هیدروژن است درون آب حل می شود و هیدروژن جدا شده دوباره به درون محفظه بخارنده ( اواپراتور – که همان محفظه درون یخچال باشد ) باز می گردد.
۵- مخلوط آب و آمونیاک دوباره به درون مخزن مخلوط آب و آمونیاک بازگشته و توسط گرمای شعله نفت دوباره بخار شده و مراحل ۱ تا ۵ به صورت چرخه دوباره تکرار می شود
عالی بود،،،، با آرزوی موفقیت برای تک تک شما عزیزان