در مبحث تبدیل واحد آنلاین دما، دما (Temperature) یک کمیت فیزیکی (کمی) است که میزان گرمی یا سردی را نشان می دهد و در حقیقت نمایانگر انرژی گرمایی در ماده است که به وسیله دما سنج اندازه گیری می شود.
مقیاس های واحد اندازه گیری دما
برای اندازه گیری دما چندین مقیاس واحد تعریف شده است که مهمترین آنها مقیاس سلسیوس (سانتیگراد) و مقیاس فارنهایت می باشد که درجه سانتیگراد با C نمایش داده می شود و درجه فارنهایت با F نمایش داده می شود. مقیاس دیگری که در مطالعات علمی بکار می رود، مقیاس کلوین می باشد که با نماد K نشان داده می شود.
درادامه، ابتدا با دانشمندان هر یک از واحدهای اندازه گیری آشنا می شویم.
لرد کلوین در ایرلند شمالی و سال 1824 میلادی متولد شد. کلوین به خاطر پیشنهاد مقیاس دمای ترمودینامیکی کلوین معروف است. این واحد اندازه گیری دما که مستقل از خواص فیزیکی ماده می باشد، به افتخار او «مقیاس دمای کلوین» نام گرفته است. در این سیستم اندازه گیری، «صفر کلوین» پایین ترین دمای ممکن است که با هیچ فرایند فیزیکی نمی توان به آن رسید، اما می‌توان به آن نزدیک شد.
آندش سلسیوس که در سال 1701میلادی در کشور سوئد متولد شد. او در سال ۱۷۴۲، که دماسنج سلسیوس عرضه شد، ابتدا نقطه جوش آب را صفر و نقطه انجماد آب را ۱۰۰ تعیین کرد، اما سال بعد این روش را معکوس کرد، و این همان درجه بندی است که در درجه بندی سلسیوس یا سانتیگراد یا صدبخشی معروف است. در سال ۱۹۴۸ به‌طور رسمی این درجه بندی مورد پذیرش جهانی قرار گرفت.
گابریل دانیل فارنهایت که در سال 1686 میلادی و در کشور آلمان به دنیا آمد. در قرن هفدهم نوعی دماسنج های گازی و الکلی ساخته شدند که دقت کافی نداشتند. فارنهایت جیوه را مورد استفاده قرار داد و در سال ۱۷۱۴ میلادی دماسنج جیوه ای ساخت. وی، در ابتدا راهی برای پاکسازی جیوه ارائه کرد که به دیواره نچسبد. دماسنج جیوه ای توانایی اندازه گیری دماهای پایین تر از نقطه انجماد آب و بالاتر از نقطه جوش آن را دارا بود.
رابطه ریاضی میان سانتیگراد و فارنهایت F = (1.8 × C) + 32 است که می توان دو واحد دما برحسب سانتیگراد و فارنهایت را به هم تبدیل نمود. همین طور رابطه ریاضی کلوین و سانتیگراد برای تبدیل دمای کلوین و سانتیگراد K = C + 273.15 است.
با استفاده از محاسبه گر تبدیل واحد دما ارائه شده توسط سایت بادران تهویه صنعت، می توانید واحدهای دما را به هم تبدیل کنید.
واحدهای اندازه گیری دما
واحدهای اندازه گیری دمایی شامل سه مقیاس سلسیوس (سانتیگراد)، مقیاس فارنهایت و مقیاس کلوین می باشند که در ادامه این بخش به توضیح مختصر در مورد هر کدام خواهیم پرداخت.
- مقیاس سیسیوس (سانتیگراد)
مقایس سلسیوس Centigrade / Celsius، مهمترین مقیاسی است که در دنیا مورد استفاده قرار می گیرد. این مقیاس تجربی و دارای تاریخچه قدیمی می باشد که در آن صفر درجه سانتیگراد برابر نقطه یخ زدن آب و صد درجه سانتیگراد برابر نقطه جوش آب می باشد (هر دو در فشار بارومتریک سطح دریا). به دلیل 100 درجه فاصله بین دو عدد، این مقیاس سانتیگراد نامیده می شود.
- مقیاس کلوین
مقیاس کلوین (K، همواره بدون علامت درجه به کار می رود) که بعدها توسط سازمان بین المللی واحدها تعریف شد، با نماد K نشان داده می شود و هر درجه مقیاس آن با سانتیگراد برابر است و فقط باید با عدد 273.15 جمع شود.
مقیاس دمایی کلوین، یک واحد دما در سیستم بین المللی واحدها (SI) است که برابر با کسر 1 بر روی 273.15 دمای ترمودینامیکی نقطه ی سه گانه ی آب که قبلاً درجه ی کلوین نامیده می شود. مقیاس دمای کلوین بر اساس درجه ی سلسیوس است با این تفاوت که کل مقیاس طوری جا به جا شده است که K صفر مطلق را نشان می دهد.
مقیاس صفر درجه کلوین پایین ترین دمایی است که از نظر تئوری قابل مشاهده است، ولی از نظر تجربی تنها می توان به این دما نزدیک شد.
- مقیاس فارنهایت
مقیاس فارنهایت که نمایانگر کلمه Fahrenheit است، بشتر در ایالات متحده آمریکا مورد استفاده قرار می گیرد که در فشار بارومتریک سطح دریا در این مقیاس آب در 32 درجه فارنهایت یخ می‌زند و در 212 درجه فارنهایت به جوش می آید.
بررسی تبدیل واحد دما
بررسی دما در تمام علوم طبیعی از جمله فیزیک، شیمی، پزشکی، بیولوژی و علم زمین دارای اهمیت می باشد. بسیاری از خواص فیزیکی از دما تاثیر می پذیرند از جمله:
- خواص فیزیکی ماده (جامد، مایع، گاز و پلاسما)، غلظت، حلالیت، فشار و رسانایی الکتریکی
- نرخ و مقدار واکنش های شیمیایی
- مقدار تابش گرمایی
- سرعت صوت
تفاوت دمای خشک و دمای مرطوب
دمای خشک یا محسوس (Sensible Temperature or Dry Bulb Temperature)، دمایی است که بدن ما آن را احساس می کند و سازمان هواشناسی آن دما را اعلام می کند. اما دمای مرطوب یا حباب تر (Wet Bulb Temperature)، دمایی است که وقتی که مخزن دماسنج درون یک پنبه خیس شده قرار گیرد، عددی که در این شرایط نشان داده می شود دمای مرطوب می باشد. دمای مرطوب همواره یا کمتر و یا در بعضی اوقات و شرایط برابر دمای محسوس یا خشک می باشد.
دمای رفت و برگشت آب برج خنک کننده
برج خنک کننده می تواند دماهای متفاوتی داشته باشد؛ اما مقدار حداقل دمای خروجی از برج خنک کننده برابر سه درجه بالای دمای مرطوب هر شهر می باشد. اگر چه طبق شرایط درجه بندی شده استاندارد CTI، دمای ورودی به برج خنک کننده برابر با 95 درجه فارنهایت و دمای برگشت از برج خنک کننده به میزان 85 درجه فارنهایت و دمای مرطوب نیز برابر با 78 درجه فارنهایت با دبی آب 3GPM به ازای هر تن می باشد.
کارکرد برج خنک کننده به آب و هوای هر منطقه و عمدتاً به دمای مرطوب WB بستگی دارد.
دمای ورودی آب به برج خنک کننده مدار باز، نمی تواند بیشتر از 80 درجه سانتی گراد با پکینگ از جنس P.P و بیشتر از دمای 50 درجه سانتی گراد با پکینگ از جنس PVC باشد. جهت ورودی آب بالای 80 درجه سانتی گراد در برج های مدار باز می توان قبل از ورود آب 100 درجه سانتی گراد ابتدا درون یک استخر، آب را به 80 درجه سانتی گراد رساند و سپس وارد برج گردد؛ یا از برج های خنک کننده مدار بسته استفاده کرد که آب 100 درجه درون لوله وارد شده است و سپس دمای آن با ریزش آب مدار ثانویه از طریق نازل به روی لوله ها خنک می شود.
دمای رفت و برگشت آب اواپراتور چیلر
دمای آب ورودی به اواپراتور چیلر معمولاً برابر 12 درجه سانتی گراد می باشد و دمای آب خروجی از اواپراتور برابر 7 درجه سانتی گراد می باشد که آب 12 درجه پس از انتقال حرارت با مبرد گازی در اواپراتور چیلر با دمای 7 درجه سانتی گراد به طرف فن کویل ها و هواسازها منتقل می شود.
دمای رفت و برگشت آب کندانسور چیلر آب خنک
دمای آب ورودی به کندانسور برابر 29.4 یا 32 درجه سانتی گراد و دمای آب برگشتی از کندانسور برابر 35 یا 37 درجه سانتی گراد می باشد که اختلاف دمایی برابر 5 الی 5.6 درجه ایی سانتی گراد یا کلوین می باشد (اختلاف درجه سانتی گراد با اختلاف درجه کلوین یکسان است) که این دماها بستگی به محل قرار گیری چیلر و برج خنک کننده دارد.
در صورتی که برج خنک کننده و چیلر در شهرهای مرطوب باشند از دمای ورودی 37 به 32 در برج های خنک کننده استفاده می شود و در مکان هایی که هوای محیط پیرامون چیلر و برج خنک کننده خشک باشد، از دمای ورودی 35 به 29.4 درجه سانتی گراد آب برج خنک کننده استفاده می شود، البته باید در نظر گرفت که دمای حداقل خروجی از برج خنک کننده برابر سه الی پنج درجه سانتی گراد بالای دمای مرطوب هر شهر می باشد.
به عنوان مثال آب درون کندانسور چیلر آبی تا دمای 35 درجه سانتی گراد گرم می شود و سپس وارد برج خنک کننده می شود و آب خروجی از برج خنک کننده با دمای 29.4 درجه سانتی گراد از کولینگ تاور خارج می شود.
سخن پایانی
در برج خنک کننده هم اندازه گیری و محاسباتی که بروی دما انجام می شود نقش اصلی را دارد. به وسیله دماهای ورود و خروج آب در برج خنک کننده است می توان محاسبه راندمان برج خنک کننده را انجام داد و یا ظرفیت حرارتی کولینگ تاور را طراحی نمود.
جهت مطالعه بیشتر در مورد تبدیل دما، می توانید به مطالب “دمای مرطوب برج خنک کننده“ و “دمای مرطوب شهرهای ایران“ از سری مقالات سایت بادران تهویه صنعت مراجعه فرمایید.
