Che cos'è il raffreddamento adiabatico: funzionamento, processo, diversi fatti intorno ad esso

Non è necessario che un sistema trasferisca calore per eseguire lavoro. Questo articolo discute cos'è il raffreddamento adiabatico.

In adiabatico raffreddamento, la pressione all'interno del sistema si riduce a causa della quale aumenta il volume. Ciò fa sì che il sistema esegua un lavoro sull'ambiente circostante. Nel processo adiabatico, il calore non viene trasferito ma il lavoro viene comunque svolto sotto forma di pareti mobili o di confine del sistema.

Cos'è il sistema di raffreddamento adiabatico?

Il raffreddamento adiabatico è un tipo di processo termodinamico in cui la temperatura del fluido di lavoro si riduce senza alcun trasferimento di calore tra il sistema e l'ambiente circostante.

Ciò accade quando la pressione del sistema si riduce e il volume si espande. Le pareti del sistema sono adiabatiche quindi non lasciano sfuggire o entrare il calore nel sistema. Sebbene possano spostarsi per eseguire il lavoro.

Tipi di raffreddamento adiabatico?

Sebbene avvenga il raffreddamento, non è necessario trasferimento di calore ha luogo. Nel raffreddamento adiabatico il trasferimento di calore non avviene ma la temperatura del sistema diminuisce.

Esistono tre tipi di processo di raffreddamento adiabatico, sono-

  • Raffreddamento adiabatico diretto: Questo è anche chiamato raffreddamento a bulbo umido. In questo processo, c'è un'interazione diretta tra aria e acqua.
  • Raffreddamento adiabatico indiretto: Questo è anche chiamato raffreddamento evaporativo. In questo processo l'acqua evapora in una colonna d'aria diversa dall'aria utilizzata per il raffreddamento.
  • Raffreddamento adiabatico a due stadi: Come suggerisce il nome, utilizza due fasi per completare il processo di raffreddamento. La prima fase è il raffreddamento adiabatico indiretto e l'altra fase sono diretti raffreddamento adiabatico. La combinazione di entrambi i processi ci aiuta a ottenere un raffreddamento più veloce.

Quali sono i vantaggi del raffreddamento adiabatico dei chiller?

I vantaggi dei refrigeratori raffreddati ad aria sono i seguenti:

  • Il processo è automatizzato, quindi la necessità di intervento umano è ridotta e non necessita di ispezione o operatore continui.
  • Il risparmio energetico è maggiore, quindi è conveniente e garantisce maggiori profitti all'azienda.
  • È una tecnologia più verde e ha un impatto molto minore sull’ambiente. Questo perché crea uno spreco minimo durante il funzionamento.
  • Questi sistemi sono economici e facili da usare. Pertanto, il processo di installazione e il tempo di configurazione non richiedono molto tempo.
  • L'interfaccia utente è molto semplice e risulta facile da usare.

I benefici di cui sopra fanno refrigeratori raffreddati ad aria un dispositivo desiderabile per scopi di raffreddamento. Molte industrie utilizzano refrigeratori d'aria e risparmiano enormi somme di denaro utilizzando refrigeratori convenienti.

Come avviene il raffreddamento adiabatico dell'aria?

Il raffreddamento adiabatico dell'aria avviene quando la pressione del sistema viene ridotta con conseguente espansione del volume.

Le pareti adiabatiche del sistema impediscono al calore di entrare o fuoriuscire. A causa della caduta di pressione, si lavora sul sistema riducendo la Energia interna del sistema. Essendo l'energia interna funzione della temperatura, anche la temperatura diminuisce al diminuire dell'energia interna.

In questo modo avviene il raffreddamento adiabatico dell'aria.

Cos'è l'estrusione con raffreddamento adiabatico?

Estrusione significa spremere il materiale di lavoro in una cavità per creare forme desiderabili. Ad esempio, i fili possono essere realizzati mediante estrusione.

Adiabatico significa che non avviene alcun trasferimento di calore. L'estrusione viene eseguita spingendo il materiale di lavoro in una cavità o fuori dalla cavità con l'uso di un estrusore. Nell'estrusione con raffreddamento adiabatico, l'estrusore funziona senza immissione o estrazione di calore.

Raffreddamento adiabatico vs raffreddamento evaporativo

Il raffreddamento adiabatico e il raffreddamento evaporativo sono diversi. La sezione seguente spiega in breve cos'è il raffreddamento adiabatico e cos'è il raffreddamento evaporativo.

  • Raffreddamento adiabatico: Il raffreddamento adiabatico è il processo in cui la temperatura viene ridotta a scapito della variazione della pressione dell'aria e dell'aumento del volume.
  • Raffreddamento evaporativo: Nel raffreddamento evaporativo, una grande ventola aspira l'aria calda attraverso cuscinetti ricchi di umidità. La temperatura dell'aria si riduce man mano che l'acqua all'interno del tampone evapora.

Cosa intendi con tasso di intervallo?

La parola lapse si riferisce alla diminuzione di una certa quantità. In processo adiabatico, il tasso di intervallo si riferisce alla diminuzione di una certa quantità. In questo caso, di solito, la temperatura nell’atmosfera terrestre.

Il lapse rate può essere definito come la velocità con cui un particolare parametro solitamente diminuisce con l'altitudine.

Matematicamente, il tasso di intervallo può essere definito come-

gif

Dove,

Il simbolo greco Gamma si riferisce al gradiente in unità SI cioè temperatura, T diviso per altitudine, Z (in m).

Qual è la velocità adiabatica secca di raffreddamento per l'aria che sale?

Secco si riferisce all'assenza di contenuto di acqua nell'aria. L'aria secca ha una frazione di secchezza del 100% e una frazione di umidità dello 0%.

Le adiabatico secco la velocità di raffreddamento per l'aria in aumento è riportata di seguito:

gif

Dove,

Il simbolo greco Gamma si riferisce al gradiente in unità SI cioè temperatura, T diviso per altitudine, Z (in m).

g rappresenta l'attrazione gravitazionale e Cp rappresenta il calore specifico a pressione costante.

Qual è il lapse rate adiabatico umido?

La parola umido si riferisce a tutto ciò che contiene acqua al suo interno. Umido intervallo di tempo adiabatico.L'acqua ha un certo calore latente di vaporizzazione a causa del quale influenza la velocità di convezione nell'atmosfera terrestre.

Matematicamente, il lapse rate adiabatico umido può essere scritto come-

gif

Dove,

La lettera greca Gamma rappresenta il gradiente di velocità sul bagnato

g è l'accelerazione gravitazionale terrestre

Hv è il calore di vaporizzazione

R al numeratore rappresenta il calore specifico dell'aria secca

R al denominatore rappresenta il calore specifico dell'aria umida

Cpd è il calore specifico dell'aria secca a pressione costante

T è la temperatura in K

Che cos'è il tasso di decadimento ambientale?

Il lapse rate ambientale o ELR può essere definito come il tasso di diminuzione della temperatura con l'altitudine in un'atmosfera stagnante.

L'atmosfera standard internazionale ha un tasso di variazione della temperatura di 6.50 gradi Celsius/km dal livello del mare ad un'altitudine di 11 km. Tuttavia, la temperatura dell'aria nell'atmosfera non diminuisce sempre in modo uniforme con l'altezza poiché possono esserci strati d'aria di inversione in cui la temperatura aumenta con l'altitudine.

Nel complesso, il concetto di lapse rate era inteso solo per la troposfera. Alla fine è stato confermato che può essere utilizzato in qualsiasi particella di gas soggetta alla gravità.

cos'è il raffreddamento adiabatico?
Immagine: il calore latente della vaporizzazione aggiunge energia alla formazione delle nuvole

Immagine crediti: wikipedia