ما هو دور الواجهات التوجيهية في المكثف؟ هل يمكنه إنتاج البرودة؟ ما الفرق بينه وبين التخفيض الإنتالبي؟ أرجو النصيحة!

الأمر يتعلق بشكل أساسي بتغيير الاتجاه؛ فالمحركات التوربينية المستخدمة حاليًا هي في الغالب من النوع ذو التدفق الشعاعي والمحوري، أي أن تيار الهواء يتدفق أولاً من الحافة الخارجية للعجلة نحو مركزها بشكل شعاعي، ثم يتحول إلى تدفق محوري عند الخروج. من الأفضل أن يكون اتجاه تدفق الهواء نحو الترس الدوار في نفس اتجاه شفراته. وبهذه الطريقة، يكون فقدان الضغط الناتج عن اصطدام التيار الهوائي بالشفرات في أدنى مستوى، ويُطلق على ذلك استيراد الهواء بدون اصطدام. لكن، نظرًا لأن الدوار نفسه يتحرك في حركة دورانية، أي أن شفرات الدوار لها سرعة دورانية، فإذا كان تيار الهواء الخارج من جهاز التوجيه يتجه نحو محور الدوار، فإن اتجاه تيار الهواء الذي يدخل الدوار في الواقع يكون مائلاً إلى الخلف بالنسبة للدوار. تمامًا كما أن قطرات المطر التي تسقط على نوافذ القطار المتحرك لا تسقط بشكل عمودي للأسفل، بل بزاوية إلى الخلف. لذلك، يجب أن يكون اتجاه سرعة التيار الهوائي الخارج من فتحة الدليل مائلاً بشكل معين نحو اتجاه دوران العجلة، أي أن يكون هناك زاوية معينة بينه وبين السرعة الدائرية لدوران العجلة. وبهذه الطريقة، عندما يدور الدوار، طالما أن السرعة الدائرية تتناسب بشكل مناسب مع السرعة المطلقة، فإن ذلك يضمن أن تتدفق سرعة التيار الهوائي بشكل شعاعي على طول الشفرات.

عند مرور الغاز عبر الموجه، يأتي زيادة الطاقة الحركية نتيجة لانخفاض الإنثالبي الداخلي. هل يُعد هذا تحويلًا بين شكلين مختلفين من الطاقة داخل الغاز؟ لا يوجد أي إخراج للطاقة، وإجمالي طاقة الغاز لم ينخفض. لذلك، لا يمكن القول إنه عند مرور التيار الهوائي عبر جهاز التوجيه، فإن قيمة الطاقة الحرارية داخله تنخفض، وبالتالي يتم إنتاج طاقة باردة. لأنه لا يتم استخدام تيار الهواء عالي السرعة هذا خلف جهاز التوجيه لدفع التربينة لإنجاز عمل خارجي، فإن الطاقة الحركية لهذا التيار، بخلاف استخدامها في التغلب على الاحتكاك والاصطدامات مما يؤدي إلى انخفاض الضغط، يتم تحويل الجزء المتبقي منها إلى زيادة في الطاقة الحرارية للغاز. هذه الحالة مشابهة لحالة مرور تيار الهواء عبر صمام التخفيض. عند المرور عبر الصمام؟ يزداد معدل التدفق بسبب ضيق مجرى السائل؟ وبعد المرور عبر الصمام، يقل معدل التدفق لأن مجرى السائل يتسع؟ ويتحول الطاقة الحركية إلى زيادة في الطاقة الحرارية؟ لذلك، يظل قيمة الطاقة الحرارية ثابتة قبل وبعد عملية التخفيض. يتضح من ذلك أن جهاز التوجيه يُستخدم فقط لتوفير طاقة خارجية لإخراج الغاز، وذلك استعدادًا لإنتاج البرودة؛ فهو في حد ذاته لا ينتج برودة. (كيف يتم فهم الجزء المكتوب باللون الأحمر؟) ؟ ؟ )

أعتقد أن الأمر ليس مطلقًا، ففي عملية تدفق الغازات يحدث دائمًا بعض فقدان الطاقة، وفقدان الطاقة هو في الحقيقة نوع من التحويل، لكن نسبة هذا التحويل صغيرة جدًا مقارنة بالنظام ككل، ويمكن تجاهله في الإنتاج الفعلي. هذا ما أعتقده

ما الفرق بين مرور الغاز عبر جهاز التوجيه ومروره عبر صمام التحكم في التدفق؟

تأثير التوجيه على السرعة أقل بكثير من تأثير التقليل من الضغط

الموجه هو أداة تغير اتجاه تدفق الوسط دون تغيير سرعته؛ فعند مرور الغاز عبر صمام التحكم، يزداد ضغط الوسط وبالتالي تزداد سرعته، وبعد المرور عبر الصمام يتمدد الوسط ويتحول إلى بخار مما يؤدي إلى امتصاص الحرارة!

عندما يمر الغاز عبر جهاز التوجيه، وهو في الحقيقة فوهة (يمكنك البحث عن “فوهة رافال” على جوجل)، فإن سرعته تزداد، بينما ينخفض درجة الحرارة والضغط. ويتحول الطاقة الداخلية إلى طاقة حركية، وبالتالي ينخفض قيمة الإنتالبي. وإذا لم يقم هذا الجهاز بدفع التوربين للعمل، فإن سرعة الغاز ستنخفض تدريجيًا، وتتحول الطاقة الحركية إلى طاقة داخلية، تمامًا كما في عملية التخفيف. في المضخات التوسعية، يوجد مفهوم يُسمى درجة الرد، وهو نسبة انخفاض الطاقة الحرارية في الدوار إلى إجمالي انخفاض الطاقة الحرارية، وتكون هذه النسبة حوالي 0.5. هذا يوضح أن انخفاض الطاقة الحرارية في محطات التوجيه يبلغ 50٪، بينما في المحطات ذات النوع الاندفاعي يبلغ 100٪. إنها مجرد اختلافات في وجهات النظر الأكاديمية والعملية؛ ففي النهاية، من المستحيل ألا يقوم الغاز الخارج من محطات التوجيه بتوليد طاقة للدوار