تأثير خصائص الوسط على أداء مضخات تدوير سائل التبريد ذات درجات الحرارة المنخفضة
يعتمد أداء مضخة تدوير سائل التبريد منخفضة الحرارة بشكل كبير على خصائص الوسط الذي تدور فيه. تظهر الوسائط المختلفة خصائص مميزة يمكنها إما تعزيز أو إعاقة وظائف المضخة.
من أهم الخصائص هي نقطة التجمد. فالوسط ذو نقطة التجمد العالية غير مناسب للتطبيقات ذات درجات الحرارة المنخفضة لأنه سيتصلب، مما يتسبب في تعطل المضخة. على سبيل المثال، يتجمد الماء عند 0 درجة مئوية. وفي التطبيقات التي تنخفض فيها درجات الحرارة إلى ما دون هذا المستوى، لا يمكن استخدام الماء كوسيط تبريد. وبدلاً من ذلك، يفضل استخدام مواد مثل الإيثيلين جليكول أو الإيثانول، والتي لها نقاط تجمد أقل بكثير. يمكن للإيثيلين جليكول، عند خلطه بالماء، أن يخفض نقطة تجمد الخليط بشكل كبير. تسمح هذه الخاصية للسائل المبرد بالبقاء في حالة سائلة والاستمرار في الدوران، مما يضمن التبريد المستمر حتى في البيئات الباردة.
اللزوجة هي خاصية مهمة أخرى. فالوسط شديد اللزوجة يتطلب طاقة أكبر حتى تتمكن المضخة من تدويره. وقد يؤدي هذا إلى زيادة استهلاك الطاقة وانخفاض كفاءة المضخة. وعلى النقيض من ذلك، يمكن للوسط ذي اللزوجة المنخفضة أن يتدفق بسهولة أكبر عبر المضخة وخطوط الأنابيب المرتبطة بها. على سبيل المثال، يتمتع الإيثانول بلزوجة منخفضة نسبيًا مقارنة ببعض سوائل التبريد الأخرى. وهذا يجعل من الأسهل على المضخة دفع سائل التبريد القائم على الإيثانول عبر النظام، مما يؤدي إلى تشغيل أكثر سلاسة وتآكل أقل لمكونات المضخة.
إن معامل نقل الحرارة للوسط أمر حيوي أيضًا. فالوسط الذي يتمتع بمعامل نقل حرارة مرتفع يمكنه امتصاص الحرارة وإطلاقها بشكل أكثر فعالية. والماء، بسعة حرارية نوعية عالية، له معامل نقل حرارة مرتفع نسبيًا. وفي التطبيقات التي لا تكون فيها درجة الحرارة منخفضة للغاية، يمكن للماء امتصاص الحرارة بسرعة من المعدات التي يتم تبريدها ونقلها إلى المناطق المحيطة. ويساعد هذا النقل الحراري الفعّال في الحفاظ على درجة الحرارة المطلوبة للمعدات.
التآكل هو خاصية لا يمكن التغاضي عنها. إذا كان الوسيط تآكليًا لمواد المضخة ونظام الأنابيب، فقد يتسبب في أضرار جسيمة بمرور الوقت، مما يقلل من عمر المعدات. على سبيل المثال، المحاليل الملحية شديدة التآكل ولا ينبغي استخدامها أبدًا كمبرد في مضخة تداول سائل تبريد منخفضة الحرارة. بدلاً من ذلك، يتم اختيار وسائط غير تآكلية مثل الماء المقطر، عند استخدامها في نطاقات درجات حرارة مناسبة، أو سوائل تبريد خاصة غير تآكلية لضمان سلامة النظام على المدى الطويل.
باختصار، عند اختيار وسيط لمضخة تدوير سائل التبريد منخفض الحرارة، من الضروري مراعاة خصائص متعددة مثل نقطة التجمد، واللزوجة، ومعامل نقل الحرارة، والتآكل. من خلال اختيار وسيط يحتوي على التركيبة الصحيحة من هذه الخصائص، يمكن تحسين أداء المضخة ومتانتها، مما يؤدي إلى نظام تبريد أكثر كفاءة وموثوقية.
