[م/ بشار الشبيبي]

الأحمال الحرارية

Thermal Loads




إن انتقال الحرارة في وسط ما يعني حدوث تغير في الطاقة الداخلية لجزيئات الوسط والطاقة الداخلية تسمى حرارة (Heat ) وكل عملية انتقال الحرارة يتم فيها تحويل للطاقة .



انتقال الحرارة (Heat Transfer )

تنتقل الحرارة من الجسم الحار الى الجسم الأقل حرارة وذلك بثلاث طرق أساسية وهي التوصيل والحمل والإشعاع .



1- انتقال الحرارة بالتوصيل Conduction

يتم انتقال الحرارة بالتوصيل عند تلامس أجسام صلبة فيتم انتقال الحرارة بين جزيئات الجسم الصلب على مراحل ويتم حساب معدل كمية الحرارة المنتقلة خلال الجسم (Q ) بالمعادلة التالية :

Q = KA (t2 – t1)

x

حيث أن :

v K معامل انتقال الحرارة بالتوصيل للمعدن ويعتمد على نوعية المادة ووحدة قياسه(w/mc )

v Aمساحة السطح (متر مربع) m2

v t2 درجة الحرارة الخارجية (مئوية ) c

v t1درجة الحرارة الخارجية (مئوية ) c

v X سمك الجسم (متر) m



2- انتقال الحرارة بالحمل Convection

يكون انتقال الحرارة عند وجود سوائل أو غازات كوسط لانتقال الحرارة ويكون انتقال الحرارة بسبب الجزئيات الساخنة واحلال أخرى باردة محلها.

وتحسب الحرارة المنتقلة بالحمل (Q ) كآلاتي:

Q = h A (ts-t&#8734

حيث أن :

v h معامل انتقال الحرارة السطحي ووحداته ( w/m2c ) وتتوقف قيمته على نوع المادة المستخدمة ولزوجتها وسرعة سريانها ودرجة الحرارة المتوسطة للمائع .

v ts درجة حرارة السطح ( درجة مئوية ) c

v tدرجة حرارة المحيط (درجة مئوية ) c

v A مساحة السطح المنتقلة منه أواليه الحرارة m2











3- انتقال الحرارة بالإشعاع Radiation

في هذه الحالة تنتقل الحرارة كموجات متتالية في خطوط مستقيمة في الفراغ أوفى الغازات من الجسم الذي درجة حرارته أعلى الى الذي درجة حرارته أدني وتحسب كمية الحرارة المنتقلة بالإشعاع حسب المعادلة التالية :

Q = σ A(T1-T2)

حيث أن :

v σ- معامل الامتصاص الحرارة الإشعاع ووحداته ( W/m2k4 ) وهو ثابت لكل المواد وقيمته هي 56.69*10-9 ) )

v A مساحة السطح (متر مربع) m2

v T2 درجة الحرارة المطلقة للسطح الأقل حرارة بالكلفن (K )

v T1درجة الحرارة المطلقة للسطح الاكثرحرارة بالكلفن (K )









بعض المصطلحات الحرارية الهامة:



v الحرارة المحسوسةSensible Heat :

هي كمية الحرارة المنقولة الى أو من الجسم بحيث تؤدي الى رفع أو خفض درجة حرارته بدون أي تغيير في حالته .



v الحرارة الكامنة Latent Heat:

هي كمية الحرارة المنقولة الى أو من الجسم بحيث تؤدي الى تغيير حالته الأولية مثل من السائل الى غاز أو العكس.



v وحدة التبريد(طن تبريد ) (TR) Ton Refrigeration :

هي الوحدة العالمية للتبريد وهي معل الحرارة المطلوبة لتحويل واحد طن من الماء الى ثلج عند درجة صفر مئوية خلال أربعة وعشرين ساعة.





v 1TR=12660 KJ/hr

v 1TR=3.517 KJ/s

v 1TR=3.517 KW

v 1TR=3517 J/s=3517 W

v 1TR=3024 Kcal/hr
المهندس/ بشار الشبيبي