ممَّ تتألف الثلاجة وكيف تعمل؟

1 إجابة واحدة
معلمة
أدب فرنسي, جامعة حلب

تعد الثلاجة من أهم الاجهزة الكهربائية الحديثة التي لا نستطيع الاستغناء عنها، حيث تُستخدم لتبريد الأطعمة والمشروبات وحفظها بدرجات حرارة منخفضة لمنعها من التلف، وذلك لكون البكتيريا والجراثيم لا تتكاثر في درجات حرارة منخفضة مما يساعد على حفظ الأطعمة لمدة أطول.
سعى الانسان منذ مئات السنين لحفظ أطعمته من التلف لأطول مدة ممكنة واستخدم أساليب مختلفة للحصول على التبريد الممكن لحفظها.

لقد مر اختراع الثلاجة بمراحل كثيرة وكانت أول محطاتها الفعلية مع العالم الأسكتلندي (وليام كولين) في عام ١٩٤٨م حيث قام بأول تجربة للتبريد الصناعي عن طريق مراقبة تبخر غاز الأيثيل في الهواء لكنه لم يستخدم لأغراض عملية، وفي العام ١٨٠٥م صمم المخترع الأميركي (أوليفر إيفانز) مخططاً لأول آلية تبريد، لكنه لم يُنفذ على أرض الواقع واستمر الحال على ما هو عليه حتى عام ١٨٣٤م، وذلك عندما قام (جاكوب بيركنز) بصناعة أول آلية تبريد عملية حيث استخدم دارة من البخار المضغوط لتخفيض درجات الحرارة.

بعد ذلك كانت هناك محاولة من العالم البريطاني (مايكل فاراداي) وذلك عن طريق استخدام مادة الأمونيا وغازات أخرى بتبريدها وضغطها بشكل عالي.
وفي عام ١٩٧٦م حصل المهندس (كارل فون) على براءة اختراع لطريقة إسالة الغاز والتي تُعتبر أساساً لتقنيات التبريد.
في الأعوام اللاحقة صمم المخترعان الأمريكيان من أصل افريقي (توماس إلكينز) و(جون ستاندرد) النموذج الحالي للثلاجة والمعروف من قِبل الجميع.

تتألف الثلاجة من خمس أجزاء رئيسية:
• صمام التمدد: هو العنصر المسؤول عن تنظيم وصول سائل التبريد إلى كافة أجزاء الثلاجة، كما أنه حساس لتغيّر درجة حرارة السائل المبرد.
• الضاغط: يعتبر الضاغط من أهم مكونات الثلاجة ويتكون من محرك الذي يقوم بدوره بامتصاص سائل التبريد من الضاغط ويضغطه في أسطوانة لينتج غاز ساخن ذو ضغط عالي، ويتوفر بعدة أنواع منها: الضاغط اللولبي، الضاغط الدوراني…إلخ.
• أنابيب التبادل الحراري الداخلية (المبخّر): هو الجزء المسؤول عن تحويل سائل التبريد إلى الحالة الغازية، وبالتالي يقوم بتبريد الأشياء المتواجدة في الثلاجة، ويتألف المبخر من أنابيبٍ ذات زعانف تقوم بامتصاص الحرارة بواسطة مروحة، وللمبخر عدة أنواع منها: مبخّر مغمور، مبخّر جاف…الخ.
• أنابيب التبادل الحراري الخارجية (المكثّف): يتألف هذا الجزء مجموعة أنابيب والتي تكون ملفوفة مع زعانف خارجية، ويتموضع هذا الجزء على ظهر البراد، وبالنسبة لألية عمل المكثف فهي تعتمد على إسالة الغاز المُبرد عن طريق سحب حرارته إلى الوسط الخارجي، ويتحول السائل المبرد إلى بخار عندما تنخفض درجة حرارته. ويوجد منه ثلاثة انواع هي:
1. مكثف يبرد بواسطة الماء.
2. مكثف يبرد بواسطة الهواء
3. مكثف يبرد بواسطة الماء والهواء معاً.
• المادة المبردة: يعد غاز الأمونيا المادة هو المادة المسؤولة عن التبريد، نظراً لخواصه الكيميائية التي تجعل منه قادرا على الانتقال بين الحالة الغازية والسائلة خلال عملية التبريد.
تحتوي الثلاجة أيضاً على عناصر ثانوية هي:

  • الفلتر والذي يقوم بتنقية سائل التبريد من الشوائب.
  • مبادل الحرارة.

تعتمد الثلاجة في عملها على عدة مبادئ فيزيائية منها:
• المبدأ الأول:
وهو انتقال الحرارة من الأجسام الساخنة إلى الأجسام الباردة القريبة منها، يمكن تشبيه هذه العملية بعملية الهضم حيث يتم مرور المادة المبردة على شكل سائل داخل الثلاجة بواسطة صمام التمدد، ليقوم السائل فيما بعد بامتصاص الحرارة من المواد الساخنة المُراد تبريدها فيسخن ويتحول إلى غاز، فيما بعد يقوم الغاز بالتدفق إلى الضاغط، الذي يقوم بسحبه وتحويله إلى غاز عالي الضغط.
المبدأ الثاني:
كمعظم الأشياء التي تزداد حرارتها عندما نقوم بضغطها، هكذا هو الحال بالنسبة للغازات المتواجدة في الثلاجة، فكلما زاد الضغط زادت حرارتها وكلما نقص الضغط نقصت حرارته.
في هذه العملية يتم انتقال الغاز ذو الحرارة المرتفعة عبر أنابيب التبادل الحراري الخارجية، والتي تكون وظيفتها تبريد الغاز وتكثيفه وتحويله إلى سائل، لينتقل بعدها إلى صمام التمدد وهناك ينخفض ضغطه ويتحول إلى غاز بارد يسحب حرارة الأطعمة.

أكمل القراءة

0

هل لديك إجابة على "ممَّ تتألف الثلاجة وكيف تعمل؟"؟