سابکول و سوپرهیت چیستند؟

گرمای نهان:

آب، در طبیعت در 3 شکل یخ (جامد) آب (مایع) و بخار (گاز) یافت می شود.در حالت ایده آل (سطح آب های آزاد)، آب در دمای 100 درجه سانتی گراد به جوش می آید. هنگامی که آب را تا دمای جوش گرم کنیم ،آنگاه سرعت حرکت مولکول های آن به قدری زیاد شده است که قادر هستند علاوه بر شکستن پیوند های مولکولی، بر فشار جو نیز غلبه کرده و از ماده جدا شوند.اما اگر پس از رسیدن آب به دمای جوش ،همچنان به گرم کردن آن را ادامه دهیم مشاهده می کنیم که دمای آب از 100درجه بالاتر نخواهد رفت.سوال اینجاست چرا با حرارت دادن به ماده از یک دمای خاص به بعد، به درجه حرارت آن افزوده نمی شود؟همانطور که پاسخ را می دانید ،گرمائی تنها صرف تغئیر فاز ماده شده و دمای آن را بالا نمی برد “گرمای نهان” نامیده می شود چرا که با دماسنج نمی توان مقدا آن را اندازه گرفت.(اثبات شیمیایی این پدیده در این بحث نمیگنجد)

سوپرهیت (Superheat)

حال که با گرما نهان آشنا شدیم به راحتی می توانیم سوپرهست و سابکول را تعریف کنیم.با گرم کردن مقداری آب ،دما آن رفته رفته بالا می رود تا جائی که به نقطه جوش (100 درجه) می رسد.از این دما به بعد دیگر دما افزایشی نداشته و صرفا گاز به جوشیدن و تبخیر ادامه می دهد تا جائی که کل آن مخزن بخار می شود.در این لحظه اگر به گرما دادن به بخارات حاصله (آب در حالت گاز) ادامه دهیم، مشاهده می کنیم مجددا دمای ماده بالا می رود.با این اوصاف سوپرهیت را این گونه تعریف می کنیم:مقدار افزایش دمای یک گاز از دمای مایع آن در حالت جوش پس از تبدیل فاز.برای مثال،با گرم کردن همین بخار ،دمای آن به 101 ،102 و … می رسد.پس اینگونه می گوئیم که بخار در دمای 101 درجه برای 1 درجه سوپرهیت شده است.

سابکول (Subcool)

همچنان که تبخیر و سوپرهیت در اواپراتور اتفاق می افتد، چگالش و سابکول در کندانسور اتفاق می افتد.

چگالش زمانی اتفاق می افتد که یک گاز گرمای خود را از دست بدهد تا به حالت مایع درآید.

در اینجا نیز سابکول یعنی مایع، زیر دمای چگالش خود، سرد شود.

برای مثال یک مبرد با دمای تبخیر 140 درجه وارد کندانسور می‌شود.

کندانسور این مبرد گازی شکل را تا دمای 120 درجه خنک می‌کند.(فرض کنیم 120 درجه دمای چگالش مبرد باشد).

در این دما مبرد از حالت گاز به مایع تغییر شکل می دهد، اما خنک سازی مبرد توسط کندانسور متوقف نمی گردد و برای مثال تا 105 درجه این مبرد را خنک می‌کند.

این جا می توان گفت 15 درجه سابکول اتفاق افتاده است.

در یک سیکل تبرید فرآیند سابکول بسیار مهم می باشد، چراکه مبرد باید تماما به شکل مایع از کندانسور خارج شده و وارد شیر انبساط شود.

مانند سوپرهیت فرمول سابکول به شرح زیر می باشد:

دمای فعلی- دمای جوش = سابکول