Category Archives: Mehanika fluida

Biofizika, Biologija, Medicina, Mehanika fluida, Ostale nauke, Primjenjena fizika, Zanimljivost

Šta su gornji i donji krvni pritisak i koji je važniji?

Leave a comment

Visok krvni pritisak (hipertonija) je pritisak koji prelazi vrednost od 140 mmHg. Sa starenjem, “gornja” vrednost postaje važnija, ali na razvoj kardiovaskularnih oboljenja podjednako utiču obe vrednosti, nagoveštavajući povećani rizik od infarkta i moždanog udara, zaključak je naučnika, prenosi Blic pisanje Focus.de.

Američka studija potvrdila je da na izloženost pojačanom riziku od bolesti ne ukazuje samo povišena “gornja” vrednost, već i “donja”, dijastolna vrednost, otkriva tim naučnika u stručnom časopisu “New England Journal of Medicine”.

Krvni pritisak se prikazuje kroz dve vrednosti – sistolnu (pritisak krvi na zidove krvnih sudova kada se srce kontrahuje) i dijastolnu ( pritisak na zid arterije u trenutku kada se opušta, a srce puni krvlju). Merna jedinica mmHg označava pritisak koji je neophodan da bi se tečna živa u cevi podigla za jedan milimetar.

Ukoliko je krvni pritisak viši od 140 /90 mmHg, u Evropi govorimo o povišenom krvnom pritisku, ako padne ispod 105, o hipotoniji, sniženom krvnom pritisku. Optimalnim se smatraju vrednosti ispod 120 (sistolni pritisak) i ispod 80 (dijastolni).

U SAD je granica nedavno snižena i sada iznosi 130/80 mmHg.

U aktuelnoj studiji, američki naučnici analizirali su podatke pacijenata privatnog osiguranja “Kajzer Permanente Northern Californija” u periodu od 2007. do 2016. godine i potvrdili da povišen krvni pritisak povećava rizik od određenih kardiovaskularnih bolesti.

“Analiza dugogodišnjih sveobuhvatnih podataka uverljivo dokazuje da na nastanak kardiovaskularnih oboljenja podjednako utiču i i gornji i donji pritisak”, kažu naučnici.”

Izvor: https://www.nedeljnik.rs/studija-da-li-je-vazniji-gornji-ili-donji-pritisak/

Fizika u mašinstvu, Inovacije, Mehanika fluida, Primjenjena fizika, Tehnika i tehnologija

Šta je to vakuumski brod?

Leave a comment

Zračni brod djeluje na principu plutanja, po Arhimedovom principu. U zračnom brodu, zrak je tečnost za razliku od tradicionalnog broda na kojem je voda tečnost.

Gustina zraka pri standardnoj temperaturi i pritisku je 1,28 g / l, tako da 1 litra istisnutog zraka ima dovoljnu plovnu silu za podizanje 1,28 g. Vazdušni brodovi koriste vreću za istiskivanje velike količine zraka; vreća se obično puni laganim gasom kao što je helijum ili vodonik. Ukupno podizanje generisanog broda jednako je težini zraka koje on izbacuje, minus težini materijala koji su korišteni u njegovoj konstrukciji, uključujući i plin koji se koristi za punjenje vreće.

Vakuumski zračni brodovi zamijenili bi helijski plin u okruženju blizu vakuuma. Nemajući masu, gustoća ovog tijela bi bila blizu 0,00 g / l, što bi teoretski bilo u mogućnosti osigurati potpunu mogućnost dizanja istisnutog zraka, pa bi svaka litra vakuuma mogla podići 1,28 g. Pomoću molarnog volumena utvrđeno je da masa 1 litre helija (pri 1 atmosferskom pritisku) iznosi 0,178 g. Ako se helij koristi umjesto vakuuma, snaga dizanja svake litre smanjuje se za 0,178 g, tako da je efektivno dizanje smanjeno za 14%. Volumen jednog litra hidrogena ima masu od 0,090 g.

Glavni problem sa konceptom vakuumskih zračnih brodova je taj što s skoro vakuumom unutar zračnog jastuka vanjski atmosferski pritisak nije uravnotežen bilo kojim unutarnjim pritiskom. Ova ogromna neravnoteža snaga uzrokovala bi kolaps zračnog jastuka osim ako nije bio izuzetno jak (u običnom zračnom brodu, sila se uravnotežuje helijemom). Stoga je poteškoća u konstruiranju zračnog jastuka s dodatnom snagom da se odupire toj ekstremnoj vanjskoj sili, a da pritom ne otežate konstrukciju toliko da se zanemari veća snaga podizanja vakuuma.

Mehanika fluida, Sva Fizika

Šta je i kako glasi Pascalov zakon?

Leave a comment

Pascalov zakon

Pokus koji je osmislio i izvršio Blaise Pascal 1646., a prikazuje djelovanje Pascalovog zakona.

Hidrostatički tlak se povećava sa dubinom. Zbog razlike tlaka na donjem dijelu kocke nastaje uzgon.

Način rada hidrauličke preše.

Pascalov zakon je temeljni zakon hidrostatike, koji kaže: u tekućini koja se nalazi u zatvorenoj posudi vanjski tlak širi se jednako na sve strane, to jest čestice tekućine prenose tlak u svim pravcima jednako. Na tom načelu djeluje hidraulička preša ili hidraulički tijesak. Ako posuda ispunjena tekućinom ima dva otvora različite površine, u kojima su smješteni pokretni klipovi, a površina drugog klipa je n puta veća, tada ako na mali klip djelujemo određenom silom, na veliki klip će djelovati sila n puta veća. Hidraulička preša omogućuje da se primjenjena sila duž nekog puta pretvori u veću silu duž manjeg puta (naravno rad jedne i druge sile je isti). Taj zakon je potvrdio francuski matematičar Blaise Pascal. Pascalov zakon se može primijeniti na utvrđivanje hidrostatičkog tlaka. 

Hidrostatički tlak

Hidrostatički tlak je tlak koji u tekućini nastaje zbog njezine težine. Pokusima možemo dokazat da se tlak u tekućini:



  • povećava sa dubinom,
  • jednak je na svim mjestima na istoj dubini,
  • djeluje jednako u svim smjerovima. [4]

Matematički se to može izraziti:

gdje je:

ΔP – hidrostatički tlak (u SI sustavu mjerna jedinica je Pa), ili razlika u tlakovima dvije točke koje imaju različitu dubinu, zbog vlastite težine vode (fluid);
ρ gustoća vode (u SI sustavu mjerna jedinica je kg/m3);
g – ubrzanje Zemljine sile teže (srednja vrijednost na površini Zemlje, na razini mora, iznosi oko 9,81 m/s2);
Δh – visinska razlika između dvije točke (u metrima).

Pojednostavljeno se može napisati: 



p = ro * g * h

Ako promatramo neko tijelo u moru, ukupni tlak puk koji djeluje na taj objekt je

p = ro * g * h + patm

gdje je: patm – atmosferski tlak.

Na primjer, ako se neki predmet nalazi na 10 metara dubine u moru:

p = 1 030 kg/m3 ˑ 9,81 m/s2 ˑ 10 m = 101 043 Pa ≈ 1 bar

To znači da na predmet koji se nalazi na 10 metara dubine, uz atmosferski tlak od oko 1 bar, dodatno djeluje težina mora oko 1 bar (ukupno 2 bara).

Izvor: W

Mehanika fluida, Sva Fizika

Šta su gasni zakoni i kako glase?

Leave a comment

Gasni zakoni su razvijeni tokom 17. i 19. veka, kada su naučnici počeli shvatati da postoji kod gasova veza između pritiska, zapremine i temperature. Bitno svojstvo gasova je nasumično kretanje njihovih čestica, koje nazivamo Braunovim kretanjem, prema Robertu Braunu, koji je ovu pojavu prvi uočio na sićušnim zrncima cvetnog polena na vodi, posmatrajući ih pod mikroskopom. Kinetička teorija gasova opisuje gas kao veliki broj malih čestica, koje su stalno u nasumičnom kretanju.

 

Bojle-Mariotov zakon

Bojle-Mariotov zakon kazuje, da kod konstantnom temperaturom, proizvod pritisaka i zapremine idealnih gasova, uvek je konstantan. Zakon je objavljen 1662. godine.

Ako smanjujemo zapreminu nekog gasa, pritisak će se povećavati. Matematički se taj zakon može opisati kao:

gde je: P – pritisak gasa (Pa), V – zapremina gasa (m3) i k1 – konstanta (J)

 

Šarlov zakon

Šarlov zakon, ili gasni zakon zapremine, je objavljen 1678. godine. On govori da je zapremina idealnog gasa, kada je pritisak konstantan, direktno proporcionalna apsolutnoj ili termodinamičkoj temperaturi T (u Kelvinima). Ako gasu povećavamo temperaturu, poveća će se i zapremina.[2] Matematički se taj zakon može opisati kao:

gde je: T – apsolutna ili termodinamička temperatura (K), V – zapremina gasa (m3) i k2 – konstanta (u m3/K).

Gej-Lisakov zakon

Gej-Lisakov zakon je otkrio Žozef Luj Ge-Lisak 1809. godine. On tvrdi da je pritisak u nekom spremniku, koji ima konstantnu zapreminu, direktno proporcionalan sa apsolutnom temperaturom (u Kelvinima). Povećanjem temperature, molekuli gasa postaju sve brži i snažnije udaraju na zidove spremnika. Matematički se taj zakon može opisati kao:

 

gde je T – apsolutna temperatura (K), P – pritisak gasa (Pa) i k3 – konstanta.

Izvor: https://sr.wikipedia.org/wiki/Gasni_zakoni

Jednostavni eksperimenti/pokusi, Koncepti u fizici, Konceptualno razumijevanje fizike, Mehanika fluida, Sva Fizika, Termodinamika

Šta bi se desilo ako bi balon eksplodirali u zatvorenoj prostoriji sa vakuumom?

Leave a comment

Ako nema vanjskog pritiska, prva zanimljiva stvar je što bi nam bilo jako lagano napuhati balon, toliko bi ga brzo napuhali da bi on vrlo brzo i pukao. Kad bi balon pukao, sav taj vazduh iz balona bi se ravnomjerno rasporedio po prostoriji i vjerojatno nastavio da se kreće određenom brzinom ili kinetičkom energijom, ako se ta kinetička energija ne bi izgubila na zagrijavanje prostorije. Balon zapravo ne može ni biti u vakuumu osim ako se ne radi o balonu od nekog ekstremno jakog materijala, jer balon u vakuumu puca brzinom zvuka u vakuumu.

Slična stvar se desi kad pošaljemo balon u bezvazdušni prostor u orbitu oko Zemlje. Balon naglo pukne, sav materijal se raširi u okolni skoro prazan prostor. U praznom prostoru nema ni zvuka, tako da se eksplozija ne bi ni čula.

Kada gledate balon na Zemlji u vazduhu, on izgleda mirno, međutim te molekule su očajne da izlete iz balona i ako nema vanjskog pritiska da ih zadrži, one će izletjeti brzinom zvuka iz balona!

Molekule vazduha drže određene sile na okupu, isto i atome. Atomi i molekule iz balona “bježe” u vakuum zato što se već kreću određenim brzinama i nema ništa da ih zaustavi. Kad se nađu u vakuumu, ništa specijalno ne djeluje na njih osim onog šta je već u njima. Ako imaju određenu brzinu… nastaviti će se kretati tom brzinom dok se ne sudare s nekim drugim tijelom. Ako je molekula na okupu ona će i dalje ostati na okupu u vakuumu. Ništa je neće rastrgati. Nema sile u vakuumu, nego ima nedostatak sile. Ništa ne djeluje vakuumu, pa šta god ima neki unutrašnji pritisak, taj ga unutrašnji pritisak “podere” jer nema ništa s vana da taj pritisak izbalansira.

Biologija, Fizika plazme, Fizikalna hemija, Hemija/kemija, Kvantna biologija, Kvantna mehanika, Medicina, Medicinska fizika, Mehanika fluida, Najnovija istraživanja i otkrića, Ostale nauke, Primjenjena fizika

Nevjerojatno istraživanje sa Stanford-a pretvara ćelije ljudske krvi u funkcionalne neurone

Leave a comment

U prodornim novim istraživanjima tim na Univerzitetu Stanford razvio je tehniku koja može pretvoriti ljudske imunske ćelije iz krvnog uzorka u funkcionalne neurone za samo tri sedmice.

Istraživanje prati nekoliko godina rada od 2010, kada je tim prvi put razvio ovu tehniku, pokazujući da ćelije kože miša mogu biti direktno transformisane u miševe neurone bez ćelija koje ulaze u stanje zvano pluripotencija. Ranije se smatralo da bi reprogramiranje ljudske ćelije trebalo prvo da se transformiše u ono što se zove indukovana pluripotentna matična ćelija (iPSC).

Nakon što je na početku pokazao da se ovaj korak za vrijeme koje se troši može biti preskočen u modelima miša, tim je potom pokazao da se proces može replicirati korišćenjem ćelija kože u 2011. godini. Ali i tada, proces transformacije ćelija kože u neurone nije bio toliko efikasan ili lak.

Generisanje indukovanih pluripotentnih matičnih ćelija velikog broja pacijenata je skupo i teško”, kaže Marius Wernig, viši autor na novoj studiji. “Štaviše, dobivanje ćelija kože podrazumjeva invazivnu i bolnu proceduru, a izgled za stvaranjem iPS ćelija od stotina pacijenata je zastrašujući i zahtevao bi automatizaciju složenog procesa reprogramiranja.”



Ova nova studija pokazuje naprednu tehniku koja može da proizvede čak 50.000 neurona od samo 1 mililitara krvi, bez obzira da li je uzorak svjež ili je prethodno zamrznut. Dodavanjem samo četiri proteina, u jednom jednostavnom koraku, tim je bio u stanju da transformiše ljudske T ćelije u funkcionalne neurone.

“Nekako je šokantno koliko je jednostavno pretvoriti T ćelije u funkcionalne neurone za samo nekoliko dana”, kaže Wernig. “T ćelije su veoma specijalizovane imunske ćelije sa jednostavnim okruglim oblicima, tako da je brza transformacija donekle zamagljena”.

Prvobitni cilj istraživanja je da se u velikom broju pacijenata ispita funkcionalna neuronska aktivnost da bi se poboljšala studija o neurološkim poremećajima kao što su autizam i šizofrenija. U ovoj fazi, neuroni stvoreni tehnikom nisu u stanju formirati zrele sinapse, tako da nisu korisni za terapeutske ishode, ali će naučnicima omogućiti da imitiraju određene bolesti mozga u laboratorijskom kontekstu, što ubrzava naše razumijevanje nekih složenih neuroloških poremećaja.

Sada imamo način da direktno proučimo neuronsku funkciju, u principu, na stotine ljudi sa šizofrenijom i autizmom “, objašnjava Wernig.” Decenijama smo imali vrlo malo podataka o porjeklu ovih poremećaja ili kako ih tretirati. Sada možemo početi da odgovaramo na toliko pitanja. “

Studija je objavljena u časopisu PNAS

Izvor: newatlas.com



Klasična mehanika, Mehanika, Mehanika fluida, Sva Fizika

Šta je to aerodinamička sila otpora?

Leave a comment

Aerodinamička sila otpora

Aerodinamička sila otpora je sila koja djeluje suprotno od smjera kretanja nekog krutog tijela. Tijela imaju najmanju silu otpora ako im je uzdužna os u smjeru strujanja zraka.



Otpor tijela koji se kreće kroz zrak ovisi o:

gustoći zraka kroz koje se tijelo giba,
obliku tijela, njegovoj veličini, položaju u struji zraka i glatkoći površina, tj. površini dodirnih ploha tijela i zraka
površini presjeka tijela na najdebljem mjestu, okomito na pravac gibanja,
brzini gibanja tijela kroz zrak, pri ćemu otpor raste s kvadratom brzine


Veličina otpora tijela računa se pomoću jednadžbe:

gdje je:

Sile koje djeluju na aeroprofil: 1 -Napadni kut krila; 2 -Smjer kretanja; 3 -Uzgon; 4 -Aerodinamična sila otpora; 5 -Težina; 6 -Vučna sila;
R – cjelokupna aerodinamička sila otpora.
Cx – Koeficijent sile otpora tijela. Veličina se određuje istraživanjem, najčešće u aerodinamičkim tunelima, i ovisi o obliku, veličini tijela, položaju u struji zraka i glatkoći površina. Tijela aerodinamičkog oblika imaju najmanji a ravna ploča najveći koeficijent otpora.
S površina presjeka tijela na najdebljem mjestu, okomito na pravac gibanja mjereno u m2
ρ gustoća zraka (ili drugog fluida u kojem se tijelo nalazi) u kg/m3
v brzina kretanja tijela u m/s.

Izvor: https://hr.wikipedia.org/wiki/Aerodinami%C4%8Dka_sila_otpora



Inovacije, Mehanika, Mehanika fluida, Primjenjena fizika, Sva Fizika, Tehnika i tehnologija

Šta je i kako radi Arhimedov vijak?

Leave a comment

Arhimedova vijak se koristi za dovod vode iz prirodnog izvora tekućih voda do njihovih kanala za navodnjavanje u vodene usjeve.

Može se rukom izvući iz položaja mreže ili upravljati električnim agregatom kako bi okretali ručicu.
U mnogim dijelovima svijeta se još uvijek koristi metoda za navodnjavanje vijčane cijevi za podizanje vode iz rijeka i kanala kako bi ju izvukli silom naviše dok se ne izlije na viši nivo kako bi se navodnjavali usijevi i popunili sistemi za skladištenje vode. Dno vijka se postavlja u vodu fiksiranu na oba kraja pomoću šipaka postavljenih u vertikalnim nosačima, uhvati se voda u “navoj” vijka i nosi do vrha koji uliva neprekidan protok vode dok se okreće. Zapremina ispuštene vode ima tendenciju da se smanji s nagibom. Vodeni vijak se uglavnom koristi za relativno niske dizalice od oko jedan do četiri metra.
<script async src=”//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js”></script>
<ins class=”adsbygoogle”
style=”display:block; text-align:center;”
data-ad-layout=”in-article”
data-ad-format=”fluid”
data-ad-client=”ca-pub-2629352357626494″
data-ad-slot=”2027468590″></ins>
<script>
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
</script>

Arhimedov vijčani metod za navodnjavanje može se koristiti umjesto beskrajnih sati teškog ručnog rada za vuču vode u teškim buradima.

Ova genijalna inovacija se još uvijek koristi u mnogim dijelovima svijeta kako bi se navodnjavala mala kultivirana područja i ljudi koji su odlučili da žive na mreži.
<script async src=”//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js”></script>
<ins class=”adsbygoogle”
style=”display:block; text-align:center;”
data-ad-layout=”in-article”
data-ad-format=”fluid”
data-ad-client=”ca-pub-2629352357626494″
data-ad-slot=”2027468590″></ins>
<script>
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
</script>

Kombajni za biljke su horizontalni Arhimedov vijak. Kretanje vijaka vijka povlači biljke i transportira ih u kantu.
<script async src=”//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js”></script>
<ins class=”adsbygoogle”
style=”display:block; text-align:center;”
data-ad-layout=”in-article”
data-ad-format=”fluid”
data-ad-client=”ca-pub-2629352357626494″
data-ad-slot=”2027468590″></ins>
<script>
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
</script>

Dinamika fluida, fizika materijala, Jednostavni eksperimenti/pokusi, Mehanika fluida, Mjerenja u fizici, Termodinamika

Najduži eksperiment ikad!

Leave a comment

Eksperiment australskog Univerziteta Queensland neprekinuto je trajao od 1927. godine.

Profesor Thomas Parnell je davne 1927. godine studentima htio pokazati kako je katran tekućina, mada na sobnoj temperaturi izgleda kao čvrsta tvar.

U lijevak je stavio komad katrana, prekrio ga staklenim zvonom, zapečatio i ostavio u kabinetu univerziteta. Nakon 3 godine (1930.) otpečatio je lijevak, ispod njega postavio čašu, te započeo s praćenjem viskoziteta u nastojanju bilježenja kapanja katrana u čašu.

Na njegovu žalost, niti jedan njegov student se nije mogao uvjeriti u to da katran doista može kapati na sobnoj temperaturi, jer je prva kap pala tek nakon 8 godina, a svakoj idućoj je trebalo između 7 i 12 godina da završi u čaši ispod lijevka.

Do danas je ukupno palo oko 10 kapi, a 2000. godine ih je bilo dovoljno za izračunati viskozitet katrana, pa danas imamo naučni podatak da je oko sto milijardi puta manje viskozan nego voda.

Niko od studenata nije vlastitim očima vidio trenutak kada je neka kap pala u čašu, a profesor John Mainstone je nastavio istraživanja Parnella, uočivši da se jedne večeri 1979., kap katrana nalazila vrlo blizu dna čaše, da bi drugo jutro ustanovio kako je pala u nju.

Mainstone si nije mogao oprostiti što je za tako malo propustio trenutak padanja kapi, a da bi stvar bila još luđa, trenutak padanja osme kapi 2000. godine nije zabilježen ni postavljenom video kamerom, jer se pokvarila baš u trenutku kada je došlo do tog “historijskog događaja”.

Izvor: www.infima.ba

Fizika sistema, Fizika u mašinstvu, Fizika u svakodnevnici, Inovacije, Mehanika fluida, Primjenjena fizika, Tehnika i tehnologija, Termodinamika, Termoekonomija

Šta su to rashladni uređaji i na kojem principu rade?

Leave a comment

Rashladni uređaji svoj rad zasnivaju na prirodnoj osobini plina, ta osobina je da se plin grije kada se sabija (prelazi iz plinovitog u tečno agregatno stanje), a hladi kada se širi (prelazi iz tečnog u plinovito agregatno stanje).

Rashladni uređaji su projektovani i proizvedeni da garantuju maksimalan kvalitet u hlađenju različitih vrsta proizvoda u režimu rada od +10 do -30°C, za različite temperaturne režime a prema zahtevima tehnologije hlađenja proizvoda. Pored standardnih rashladnih sistema proizvode se i rashladni sistemi za specijalne namene.

Rashladni uređaji, osim za skladištenje hrane i pića, koriste i za čuvanje lijekova, hemikalija itd. Niža temperatura usporava hemijske reakcije i biološke procese koji dovode, na primer, do pokvarene (i tako nejestive) hrane i neupotrebljivih hemikalija.

Rashladni uređaji se koriste u:

Domaćinstvima
Prehrambenoj industriji
Trgovačkim objektima
Ugostiteljskim objektima
Industriji lijekova
Hemijskim industrijama
Klima uređaji kao specijalna vrsta rashladnih uređaja se koristi za klimatizaciju prostora. Klimatizacija je proces pripreme vazduha u svrhu stvaranja odgovarajućeg stepena ugodnog za boravak ljudi, ali i drugih živih bića.

Princip rada rashladnog uređaja

Proces hlađenja se odvija na sledeći način: Kompresor sabija rashladni fluid (freon) iz prostora nižeg pritiska u prostor višeg pritiska, odnosno uzima fluid iz isparivača i sabija ga u kondenzator. Prilikom sabijanja rashladni fluid, njegov pritisak se povećava a samim ti dolazi do zagrijavanja fluida. Tako zagrijan gas prolazi kroz sušač-filtar, koji upija vlagu i sakuplja nečistoće iz fluida. Nakon što prođe kroz filtar-sušač rashladni fluid prolazi kroz kapilarnu cijev ili ekspanzivni ventil (zavisno od izvedbe i rashladnog kapaciteta rashladnog uređaja). Nakon toga fluid ulazi u veliki prostor isparivača, gdje njegov pritisak naglo pada i dolazi do hlađenja okolnog prostora, odnosno dolazi do oduzimanja toplote okolnome prostoru. Rashladni fluid nakon što izvrši proces hlađenja u isparivaču, ponovo odlazi u kompresor gdje se nastavlja proces cirkulisanja fluida u rashladnom uređaju.



Dijelovi rashladnog uređaja

Rashladne instalacije su smještene u metalno (limeno) kućište koje je obloženo stiroporom ili pur pjenom (poliuretanskom penom). Dijelovi rashladnog uređaja složeni su prema redosledu funkcionisanja:

Kompresor ili elektromotor (ili neki drugi pogon) sa mogućnošću cirkulisanja plina u sistemu.
Kondenzator ili sistem cijevi (sličan hladnjaku automobila) u kojem se plinu povećava pritisak, i plin se (kondenzuje) pretvara u tečno stanje.(pri ovom procesu plin se grije).
Sušač plina i filtra – tečan plin prolazi kroz sušač plina. Sušač je ispunjen silikagelom i ima funkciju upijanja vlage iz freona.
Ekspanzijoni ventil ili kapilara – sprečavaju naglo širenje plina, tako da plin dođe do isparivača u tečnom stanju.
Isparivač – nakon što plin prođe kroz uzak kapilar, dolazi do prostora isparivača gdje njegov pritisak naglo pada, pri čemu se hladi i njegov okolni prostor.
Uređaji za regulisanje i upravljanje – presostat, termostat, higrostat.

Kompresor

Kompresor je glavni dio svakog rashladnog uređaja. Pod pojmom kompresor podraumijevamo takve mašine u kojima se troši mehanički rad da se obavi proces sabijanja gasa. Kompresor sabija gas iz prostora nižeg pritiska u prostor višeg pritiska. Zahvaljujući njemu rashladno sredstvo cirkuliše i mijenja agregatno stanje. Po svojoj konstrukciji kompresori mogu biti :

klipni kompresor
rotacioni kompresor
vijčani kompresor
centrifugalni (turbo) kompresor.
Svaki od njih ima prednosti i mane, a iskustvo u radu sa njima im je odredilo oblast primjene. Najrazličitije konstrukcije i veličine kompresora nalaze se u rashladnom postrojenju, gde je on najbitni, najskuplji i najkomplikovaniji uređaj. Rashladni kapacitet kompresora može da bude:

Mali – do 50 kW,
Srednji – od 50 do 500 kW,
Veliki – veći od 500 kW.

Uloga kompresora koga pokreće motor u rashladnom sistemu je da sabija gas (paru rashladnog fluida) na viši pritisak. Takav gas odlazi u kondenzator gdje se odvija proces hlađenja nekim sekundarnim sredstvom. Sabijeni gas se hladni i kondenzuje na taj način da se odvodi toplota.

Kondenzator

Kondenzatori su izmjenjivači toplote u kojima se kondenzuje para rashladnog fluida, koju sabija kompresor. U kondenzatoru, dok se sabija para rashladnog fluida dolazi do procesa oduzimanja toplote od rashladnog fluida.

Proces oduzimanja toplote od rashladnog fluida možemo podijeliti u tri faze:

prva faza predstavlja hlađenje pare do temperature kondenzacije, to jest do temperature pri kojoj se može izvršiti kondenzacija; za ovaj proces je potrebno 3% površine kondenzatora.
drugu fazu čini sam proces kondenzacije; za ovaj proces je potrebno oko 77% površine kondenzatora.
treću fazu procesa predstavlja podhlađivanje tečnog rashladnog fluida, to jest sniziti temperaturu tečnog rashladnog fluida ispod temperature kondenzacije.
U zavisnosti od načina odvođenja toplote od kondenzatora, odnosno od toga da li se hladi vodom ili vazduhom, postoje:

vodom hlađeni kondenzator
vazduhom hlađeni kondenzator
vodom i vazduhom hlađeni kondenzator
Vodom hlađen kondenzator[uredi]
Kondenzator sa vodenim hlađenjem primjenjuje se u rashladnim postrojenjima većih kapaciteta (od 1 kW pa naviše) i u uslovima koji obezbeđuju dovoljnu količinu jeftine, čiste i nezagađene vode, (bunarska, riječna ili jezerska voda) čije dovođenje odnosno odvođenje nije skupo.

Vazduhom hlađen kondenzator

Ovi kondenzatori se najčešće primjenjuju. Primjenjuju se u rashladnim uređajima od najmanjeg kapaciteta pa do industrijskih rashladnih sistema. Zbog svoje praktičnosti mogu da se primjene na svakom mjestu. Za manje rashladne uređaje ovakvi kondenzatori su najjeftiniji. U zavisnosti od kapaciteta rashladnog uređaja, ovi kondenzatori mogu biti:

sa prirodnim strujanje vazduha (kod manjih rashladnih uređaja),
sa prinudnim strujanjem vazduha, uz pomoć ventilatora (kod većih rashladnih uređaja).
Vodom i vazduhom hlađeni kondenzatori[uredi]
Ovi kondenzatori se primjenjuju u rashladnim sistemima gdje nema dovoljnog dotoka svježe vode ili je voda veoma skupa. Voda se sliva preko cijevi kondenzatora i hladi ih. Slivena voda se pumpom vraća i sakuplja, što omogućava njeno ponovno korištenje. U ove kondenzatore spadaju:

atmosferski kondenzator (ako vazduh struji oko kondenzatorskih cijevi prirodno),
evaporativni kondenzator (ako vazduh struji oko kondenzatorskih cijevi prinudno uz pomoć ventilatora).

Sušač plina i filtar
Sušač plina i filtar su najčešće jedna komponenta u rashladnom sistemu koja je konstruisana tako da vrši dvije radnje istovremeno:

upija vodu iz rashladnog fluida
filtrira rashladni fluid.
Tako da, kada govorimo o sušaču plina odnosno filtru, moramo govoriti kao da su to dvije nezavisne komponente.

Sušač plina uklanja vodu iz instalacije, a postavlja se u tečne vodove (vodove kroz koje teče rashladni fluid) između kondenzatora i ekspanzionog ventila (kapilare). Ispunjava se nekim higroskopnim materijalom (materijalima koji mogu da upiju vodu), kao npr: silikagel, alumogel, molekularna sita, itd. Materijal za apsorbovanje vode ima sposobnost regeneracije koja se postiže zagrijavanjem, iako je to ponekad otežano zbog prisustva ulja.

Na tijelu sušača nalaze se priključci za ulaz i izlaz tečnog rashladnog fluida.

Filtar služi da onemogući protok čvrstih čestica (pijeska, rđe) u komponente rashladnog uređaja, posebno u radni prostor kompresora i ekspanzionog ventila (kapilare), jer može doći do taloženja tih sitnih čestica i blokiranja rada određenih komponenti u rashladnom uređaju.

Filtri se postavljaju tako da rashladni fluid teče kroz njih, a čestice iz rashladnog fluida se mehanički zaustavljaju, najčešće višeslojnim mrežicama i sitima od sitnih metala (azbestne tkanine ili drugih materijala, zavisno od vrste rashladnog fluida). Kod većih rashladnih filtara mrežice i sita se lako mijenjaju, dok je kod manjih filtara to nepraktično i neisplativo.


Dijelovi sušača plina i filtra:

ulazni priključak
mrežice i sita od sitnih materijala
hidroskopni materijal (silikagel)
kućište (oklop)
izlazni priključak
Ekspanzioni ventil[uredi]
Ekspanzivni ventil je veoma važan element rashladne instalacije. On zatvara ili usporava protok rashladnog fluida, i proporcijonalno ga reguliše kroz isparivač u zavisnosti od toplotnog opterećenja isparivača, održavajući približno konstantan protok fluida. Promenljivost protoka rashladnog fluida povećava iskorišćenost isparivača, zbog bolje okvašenosti unutrašnje površine čime se omogućava pravilan i bezbjedan rad rashladnog uređaja. Ovaj element se koristi u rashladnim postrojenjima sa klipnim kompresorom i sa suvim isparivačom kao i u postrojenjima sa više isparivača, pri temperaturama od –50 °C do 0 °C.

Dijelovi ekspanzionog ventila:

termostatski element
kućište ventila
vreteno ze podešavanje
cijev za spoljšnje izjednačenje pritiska
odvojena izlazna prigušnica
komplet prigušnica
osjetljivi element
kapilarna cijev.
Kapilarna cijev
Kapilarna cijev se koristi na manjim rashladnim uređajima (maksimalno do 10 kW pogonske snage). Ima funkciju usporavanja rashladnog fluida (freona), odnosno sprečava naglo širenje rashladnog fluida. Kapilarna cijev je konstruisana tako da sprečava naglo širenje fluida (freona) (bez određenog mehanizma koji to radi). Kapilarne cijevi su najjednostavni prigušni i regulacioni elementi. Najčešće se prave od bakarnih cijevi sa unutrašnjim prečnikom od 0,4 do 2 mm, i dužine do 2 m. Dužina cijevi za svaki rashladni uređaj treba pojedinačno da se utvrdi.

Kapilarna cijev se nalazi između kondenzatora i isparivača.

Isparivač
Isparivač je element rashladnih instalacija u kome isparava tečni rashladni fluid, oduzimajući toplotu mediju koji treba da se hladi (vodi ili vazduhu), što je i svrha kompletnog rashladnog sistema. U isparivaču rashladnom fluidu pritisak naglo pada, i on počinje da hladi odnosno da oduzima toplotu drugom mediju. Isparavanje se vrši u cijevima ili preko cijevi isparivača. U isparivaču se odvija nekoliko procesa:

strujanje fluida
isparavanje fluida
prelazak toplote
Isparivače možemo podijeliti po raznim kategorijama: •Prema mediju koji hlade dijelimo ih na:

isparivače za hlađenje vode
isparivače za hlađenje vazduha
•U zavisnosti od načina strujanja fluida dijelimo ih na:

isparivače sa prirodnim strujanjem
isparivače sa prinudnim strujanjem (pumpa pogoni rashladno sredstvo)
•Prema vrsti izvedbe dijelimo ih na:

cijevne isparivači
isparivači sa rebrastom cijevi
isparivači sa snopom cijevi
isparivači sa vertikalnim cevima
polčasti isparivači
dobošasti isparivači
koaksijalni isparivači
•Po načinu isparavanja dijelimo ih na

„suve“, za minus (-) režim rada (minus režim rada je kada rashladni uređaj hladi ispod 0 °C
„preplavljene“, za plus (+) režim rada (plus režim rada je kada rashladni uređaj hladi do 0 °C
•Po načinu ugradnje dijelimo ih na:

zidne isparivače
viseće isparivače
Ipak isparivače najčešće dijelimo prema mediju koji hlade.


Isparivač za hlađenje vode
Ovi isparivači se izrađuju kao potopljeni isparivači koji se potapaju u rezervoar ili bazen u kome se nalazi hlađena tečnost i izrađuju se kao dobošasti isparivači kroz koje struji hladna tečnost. Dobošasti isparivači za hlađenje vode mogu biti sa suvim i preplavljenim isparenjem. Kod isparivača sa suvim isparenjem rashladno sredstvo isparava u cijevima. Za manje kapacitete koriste se koksijalni isparivači, koji se sastoje od jedne ili više unutrašnjih cijevi i jedne spoljašnje (omotača). U unutrašnjim cijevima isparava rashladno sredstvo, dok voda teče u suprotnom smjeru kroz omotač cijevi.

Isparivač za hlađenje vazduha
Isparivači za hlađenje vazduha uglavnom su predviđeni za suvo isparavanje i to tako zvano, mirno hlađenje (bez prinudnog strujanja vazduha) a mogu se koristiti i za dinamičko hlađenje (sa prinudnim strujanjem vazduha). Uglavnom se izrađju od orebrenih bakarnih cijevi. Rebra se obično prave od aluminijuma a njihov razmak zavisi od temperature isparavanje (od 2 do 30 mm). Postoje različiti načini orebravanja a kod nas najčešće se koriste spiralna i lamelasta rebera. Isparivači za mirno hlađenje najčešće se postavljaju u manjim komorama za hlađenje ili zamrzavanje. Sklop koji se sastoji od isparivača, kućišta, ventilatora, posude za skupljanje vode od otapanja inja, naziva se vazdušni hladnjak.

Uređaji za regulisanje i upravljanje
Imamo 3 osnovan uređaja za regulisanje i upravljanje, presostat, termostat i higrostat.

Presostati su električni prekidači koji u zavisnosti od pritiska zatvaraju ili otvaraju strujno kolo, a postavljaju se kao elementi za regulisanje i zaštitu. U zavisnosti od veličine pritiska, razlikujemo presostat niskog i presostat visokog pritiska, kao i diferencijalni presostat. Električni kontakti su su postavljeni tako da pri određenom pritisku ili razlici pritiska strujno kolo prekida ili zatvara. Presostat koji obavlja funkciju zaštite proizvodi se sa dodatnim kontaktom za ponovno uključenje (engl. reset).

Termostat je električni prekidač koji u zavisnosti od temperature prekida ili zatvara strujno kolo. Termostat reguliše rad mnogih uređaja u rashladnoj postrojenju, kao što su: elektromotor, kompresor, magnetni ventil, ventilator. Termostat je konstruisan tako da je njegov mehanizam preko kapilarne cijevi spojen sa davačem (osjetljivim elementom) koji je izveden kao mali rezervoar u kome se nalazi tečnost ili gas. Davač je pričvršćen uz objekat kojem mjeri temperaturu, u zavisnosti da li temperatura raste ili opada fluid u davaču će se širiti ili skupljati. Te promjene preko kapilarne cijevi će pokrenuti mehanizam koji će otvoriti ili zatvoriti strujno kolo.

Higrostat je električni prekidač koji prekida i zatvara strujno kolo u zavisnosti od relativne vlažnosti vazduha. Princip rada im se zasniva na upotrebi soli i rastvora od čije vlažnosti zavisi električna provodnost, odnosno, količina vlage u vazduhu menja vrijednost električnog otpora. Povećanjem vlažnosti se povećava struja koja zagrijava rastvor soli, čauru i otpornički termostat, koji je redno povezan sa promenjivim otpornikom u jednoj grani Vitstnovog mosta u kućištu higrostata, preko koga se podešava odgovarajuća vlažnost. Dobijeni impuls preko pojačavača i releja aktivira kontaktni mehanizam koji zatvara strujno kolo nekog elementa, od čijeg rada zavisi relativna vlažnost u komori gdje je higrostat postavljen.

Rashladni fluidi
Ešer Ves je 1913. godine po prvi put upotrebljava monohlorometan kao radnu materiju u rashladnom uređaju. Dvadesetih godina prošlog vijeka započinje serijska proizvodnja rashladnih uređaja sa monohlorometanom ili sumpor–dioksidom kao radnom materijom. Freon 1945. godine postaje najznačajnija radna materija u rashladnoj tehnici, i zadržava se do danas.

Rashladni fluid je radan materija koja cirkuliše u postrojenju za hlađenje i od čije promjene agregatnog stanja direktno zavisi proces hlađenja. Da bi rashladni uređaj imao što veći efekat, fluid mora da ispuni određene termičke, fizičke i hemijske uslove.

Rashladni fluid treba da ima sledeće osobine:

veliku toplotu isparavanja
specifična toplota tečnosti treba da bude što manja
potreban rad sabijene pare fluida treba da bude što manji
kritična temperatura fluida treba da bude veća od maksimalne temperature kondenzacije
ako je specfična zapreminska rashladna sposobnost veća, manje su dimenzije cijelog sistema
ako je koeficijent provođenja toplote kroz fluid i koeficijent prelaza toplote između fluida i metalnih zidova kondenzatora veći, smanjuje se dimanzija kondenzatora
temperatura smrzavanja treba da bude niža od najniže temperature koja može da nastane u mašini
pritisci kondenzacije i isparavanja treba da budu pogodni, pritisak kondenzacije što niži pritisak isparavanja što viši.
da nije zapaljiv
da nije otrovan
kontrola isticanja fluida treba da bude laka i jeftina
da se fluid lako meša sa uljima za podmazivanje
da ima stabilan hemijski sastav
da ima što manju viskoznost
da nema korozivno dejstvo na metale i zaptive metale, kao ni štetno dejstvo na namirnice u slučaju da dođe do isticanja.
da nije skup
Vrste rashladnih fluida
Amonijak (NH3) je bezbojan gas oštrog mirisa. Veće količine amonijaka štetno djeluju na zdravlje. Hemijski je stabilan do temperatura 150–200 °C. Zapaljiv je i ako ga ima u vazduhu u većim količinama (16–26%) može da eksplodira. Pritisci su, pri normalnim uslovima rada, povoljni i kreću se od 3 do 12 bara. Danas se koristi u rijetkim slučajevima.

Ugljen-dioksid (CO2) je gas bez boje i mirisa. Nije otrovan ni zapaljiv. Ima visoke pritiske isparavanja i kondenzacije (20–75 bara) što uz nisku kritičnu temperaturu od 31 °C predstavlja glavne nedostatke. Zbog svoje neotrovnosti i nezapaljivosti koristi se u prostorijama za klimatizaciju i u uređajima za hlađenje u prehrambenoj industriji. Danas se koristi u rijetkim slučajevima.



Sumpor-dioksid (SO2) je otrovan gas, bez boje, oštrog mirisa. Nije zapaljiv, sa vodom stvara sumpornu kiselinu, što stvara niz tehničkih problema. Isparivač i kondenzator su kod uređaja sa SO2 obično izrađeni od bakra.

Metilhlorid (CH3Cl) se uprkos odličnim termodinamičkim osobinama i jednostavnoj i jeftinoj proizvodnji rijetko upotrebljava, prvenstveno zbog svoje velike toksičnosti i zapaljivosti pri većim količinama.

Freoni su rashladni fluidi dobijeni hlorisanjem ili fluorisanjem uglavnom zasićenih ugljovnodonika. Osnovne sirovine za proizvodnju freona su: metan, etan, propan i butan. Postoje različite vrste freona – R12, R134, R22, R407, R404, R410.

Izobutan (CH4H10) – njegova oznaka je R600. Koristi se u uređajima nove generacije zbog male količine, niske cijene i ekološki je prihvatljiv. Međutim, u većim količinama, i izobutan je zapaljiv.

Izvor: wiki