إزالة الجليد

الموسوعة الحرة
طائرة إيرباص A330 تابعة لشركة إيروفلوت يتم إزالة الجليد منها في مطار شيريميتيفو الدولي
موزع الملح الاقتصادي

إزالة الجليد هي عملية إزالة الثلج أو الجليد أو الصقيع من سطح ما. إن إزالة الجليد هي تطبيق مواد كيميائية لا تذيب الجليد فحسب، بل تظل على السطح وتستمر في تأخير إعادة تكوين الجليد لفترة زمنية معينة، أو تمنع التصاق الجليد لتسهيل إزالته ميكانيكيًا.

يمكن أن تتم عملية إذابة الجليد بالطرق الميكانيكية (الكشط، الدفع)؛ أو من خلال تطبيق الحرارة ؛ أو باستخدام المواد الكيميائية الجافة أو السائلة المصممة لخفض نقطة تجمد الماء ( أملاح أو محاليل ملحية مختلفة ، أو كحوليات ، أو جلايكولات )؛ أو عن طريق مزيج من هذه التقنيات المختلفة.

مجالات التطبيق

الطرق

في عام 2013، تم استخدام ما يقدر بنحو 14 مليون طن من الملح لإزالة الجليد من الطرق في أمريكا الشمالية. [1]

كان يتم إزالة الجليد من الطرق تقليديًا باستخدام الملح ، الذي يتم نشره بواسطة جرافات الثلج أو شاحنات التفريغ المصممة لنشره، وغالبًا ما يكون مخلوطًا بالرمل والحصى ، على الطرق الزلقة. يستخدم كلوريد الصوديوم (ملح الصخور ) عادةً، لأنه غير مكلف ومتاح بسهولة بكميات كبيرة. ومع ذلك، نظرًا لأن الماء المالح لا يزال يتجمد عند -18 درجة مئوية (0 درجة فهرنهايت)، فإنه لا يقدم أي فائدة عندما تنخفض درجة الحرارة إلى ما دون هذه النقطة. كما أنه يميل إلى التسبب في التآكل ، مما يؤدي إلى صدأ الفولاذ المستخدم في معظم المركبات والحديد التسليح في الجسور الخرسانية. اعتمادًا على التركيز، يمكن أن يكون سامًا لبعض النباتات والحيوانات، [2] وقد ابتعدت بعض المناطق الحضرية عنه نتيجة لذلك. تستخدم أجهزة إذابة الثلج الحديثة أملاحًا أخرى، مثل كلوريد الكالسيوم وكلوريد المغنيسيوم ، والتي لا تخفض نقطة تجمد الماء إلى درجة حرارة أقل بكثير فحسب، بل تنتج أيضًا تفاعلًا طاردًا للحرارة . إنها أكثر أمانًا إلى حد ما للأرصفة ، ولكن لا يزال يجب إزالة الفائض.

في الآونة الأخيرة، تم تطوير مركبات عضوية تقلل من المشكلات البيئية المرتبطة بالأملاح ولها تأثيرات متبقية أطول عند نشرها على الطرق، وعادةً ما تكون مقترنة بمحاليل ملحية أو مواد صلبة. غالبًا ما يتم توليد هذه المركبات كمنتجات ثانوية للعمليات الزراعية مثل تكرير البنجر السكري أو عملية التقطير التي تنتج الإيثانول . [3] [4] المركبات العضوية الأخرى هي رماد الخشب وملح إزالة الجليد يسمى أسيتات الكالسيوم والمغنيسيوم المصنوع من عشب جانب الطريق أو حتى نفايات المطبخ. [5] بالإضافة إلى ذلك، يؤدي خلط ملح الصخور الشائع مع بعض المركبات العضوية وكلوريد المغنيسيوم إلى مواد قابلة للنشر فعالة في درجات حرارة أكثر برودة (−34 درجة مئوية (−29 درجة فهرنهايت)) بالإضافة إلى معدلات انتشار أقل بشكل عام لكل وحدة مساحة. [6]

تم استخدام أنظمة الطرق الشمسية للحفاظ على سطح الطرق فوق نقطة تجمد الماء. يتم استخدام مجموعة من الأنابيب المضمنة في سطح الطريق لجمع الطاقة الشمسية في الصيف، ونقل الحرارة إلى البنوك الحرارية وإعادة الحرارة إلى الطريق في الشتاء للحفاظ على السطح فوق 0 درجة مئوية (32 درجة فهرنهايت). [7] يتجنب هذا الشكل الآلي لجمع الطاقة المتجددة وتخزينها وتوصيلها المشكلات البيئية الناجمة عن استخدام الملوثات الكيميائية.

تم اقتراح في عام 2012 أن الأسطح الفائقة كراهية الماء القادرة على صد الماء يمكن استخدامها أيضًا لمنع تراكم الجليد مما يؤدي إلى كراهية الجليد . ومع ذلك، ليست كل الأسطح الفائقة كراهية الماء كارهة للجليد [8] ولا تزال الطريقة قيد التطوير. [9]

القطارات ومفاتيح السكك الحديدية

يؤدي تراكم الجليد في فرامل القطار إلى تعريض كفاءة الكبح للخطر.

قد تواجه القطارات ومفاتيح السكك الحديدية في المناطق القطبية الشمالية مشاكل كبيرة بسبب تراكم الثلوج والجليد. فهي تحتاج إلى مصدر حرارة ثابت في الأيام الباردة لضمان عملها. وفي القطارات، تتطلب المكابح ونظام التعليق والموصلات في المقام الأول سخانات لإزالة الجليد. وفي السكك الحديدية، تكون المفاتيح حساسة للجليد في المقام الأول. تمنع السخانات الكهربائية عالية الطاقة تكوين الجليد وتذيب بسرعة أي جليد يتشكل.

يفضل أن تكون السخانات مصنوعة من مادة PTC، على سبيل المثال مطاط PTC ، لتجنب ارتفاع درجة الحرارة وتدمير السخانات. هذه السخانات ذاتية التحديد ولا تتطلب إلكترونيات تنظيمية؛ ولا يمكنها ارتفاع درجة حرارتها ولا تتطلب حماية من ارتفاع درجة الحرارة. [10]

الطيران

طائرة أمريكية من طراز C-37B VIP يتم إزالة الجليد منها قبل مغادرتها ألاسكا في يناير 2012

إزالة الجليد من الطائرات

على الأرض، عندما تكون هناك ظروف تجمد وهطول أمطار ، يتم ممارسة إزالة الجليد من الطائرات بشكل شائع. تتداخل الملوثات المجمدة مع الخصائص الديناميكية الهوائية للمركبة. علاوة على ذلك، يمكن أن يتسبب الجليد المتساقط في إتلاف المحركات.

تتضمن طرق إزالة الجليد من الأرض ما يلي:

  • رش سوائل إزالة الجليد المختلفة على الطائرات لإذابة الجليد ومنع إعادة تشكيله
  • استخدام الهواء القسري غير المسخن لنفخ الثلج والجليد المتساقط
  • استخدام التدفئة بالأشعة تحت الحمراء لإذابة الثلج والجليد والصقيع دون استخدام المواد الكيميائية
  • إزالة الجليد ميكانيكيًا باستخدام أدوات مثل المكانس والكاشطات والحبال
  • وضع الطائرة في حظيرة دافئة

إزالة الجليد أثناء الطيران

يمكن أن يتراكم الجليد على الطائرات أثناء الطيران بسبب الظروف الجوية، مما يتسبب في تدهور محتمل لأداء الطيران. تحتوي الطائرات التجارية الكبيرة دائمًا تقريبًا على أنظمة حماية من الجليد أثناء الطيران للتخلص من تراكم الجليد ومنع إعادة تشكيله. أصبحت أنظمة حماية الجليد شائعة بشكل متزايد في طائرات الطيران العام الأصغر حجمًا أيضًا.

تستخدم أنظمة حماية الجليد عادةً واحدًا أو أكثر من الأساليب التالية:

  • "أحذية" مطاطية هوائية على الحواف الأمامية للأجنحة وأسطح التحكم، والتي تتمدد لكسر الجليد المتراكم
  • شرائط مسخنة كهربائيًا على الأسطح الحساسة لمنع تكوين الجليد وإذابة الجليد المتراكم
  • أنظمة الهواء النازف التي تأخذ الهواء الساخن من المحركات وتنقله إلى الأماكن التي يمكن أن يتراكم فيها الجليد
  • أنظمة السوائل التي "تسيل" سائل إزالة الجليد على الأجنحة وأسطح التحكم من خلال فتحات صغيرة

رصيف المطار

قد تتضمن عمليات إزالة الجليد من أرصفة المطارات ( المدرجات ، ممرات الطائرات ، المدرجات ، جسور ممرات الطائرات ) عدة أنواع من المنتجات الكيميائية السائلة والصلبة، بما في ذلك البروبيلين جليكول والإيثيلين جليكول والمركبات العضوية الأخرى. لا تُستخدم المركبات القائمة على الكلوريد (مثل الملح ) في المطارات، بسبب تأثيرها التآكلي على الطائرات والمعدات الأخرى. [11] : 34-35 

كما تم استخدام مخاليط اليوريا لإزالة الجليد من الأرصفة، وذلك بسبب تكلفتها المنخفضة. ومع ذلك، فإن اليوريا ملوث كبير في المجاري المائية والحياة البرية، حيث تتحلل إلى الأمونيا بعد الاستخدام، وقد تم التخلص منها إلى حد كبير في المطارات الأمريكية. في عام 2012، حظرت وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) استخدام مزيلات الجليد القائمة على اليوريا في معظم المطارات التجارية. [12]

جهاز إزالة الجليد عن طريق تحريك الماء

محركات المياه هي محركات كهربائية توضع تحت الماء وتدفع المياه الدافئة إلى الأعلى وتحريك السطح معها لإزالة الجليد من الهياكل المائية في الأنهار والبحيرات في درجات الحرارة المتجمدة. هناك أيضًا فقاعات تحريك تستخدم الهواء المضغوط ، الذي يمر عبر خرطوم ، ويتم إطلاقه لتحريك المياه. [13]

مواد كيميائية لإزالة الجليد

تشترك جميع المواد الكيميائية لإزالة الجليد في آلية عمل مشتركة: فهي تمنع جزيئات الماء كيميائيًا من الارتباط فوق درجة حرارة معينة تعتمد على التركيز. تكون هذه الدرجة أقل من 0 درجة مئوية، وهي نقطة تجمد الماء النقي ( انخفاض نقطة التجمد ). في بعض الأحيان، يكون هناك تفاعل إذابة طارد للحرارة يسمح بقوة ذوبان أقوى. تحتوي القوائم التالية على المواد الكيميائية الأكثر استخدامًا لإزالة الجليد وصيغتها الكيميائية النموذجية .

الأملاح

المواد العضوية

التأثير البيئي والتخفيف منه

تتسرب أملاح إزالة الجليد مثل كلوريد الصوديوم أو كلوريد الكالسيوم إلى المياه الطبيعية، مما يؤثر بشدة على ملوحتها. [1]

من المعروف أن الإيثيلين جليكول والبروبيلين جليكول يمارسان مستويات عالية من الطلب الكيميائي الحيوي للأكسجين (BOD) أثناء التحلل في المياه السطحية. يمكن أن تؤثر هذه العملية سلبًا على الحياة المائية من خلال استهلاك الأكسجين الذي تحتاجه الكائنات المائية للبقاء على قيد الحياة. يتم استهلاك كميات كبيرة من الأكسجين المذاب (DO) في عمود الماء عندما تقوم الميكروبات بتحلل البروبيلين جليكول. [14] : 2–23 

تقوم بعض المطارات بإعادة تدوير سائل إزالة الجليد المستخدم، وفصل الماء عن الملوثات الصلبة، مما يتيح إعادة استخدام السائل في تطبيقات أخرى. تحتوي المطارات الأخرى على منشأة معالجة مياه الصرف الصحي في الموقع، و/أو ترسل السائل المجمع إلى محطة معالجة مياه الصرف الصحي البلدية أو منشأة معالجة مياه الصرف الصحي التجارية. [11] : 68–80  [15]

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ أب ميغيل كانيدو-أرغويليس، بن ج. كيفورد، كريستوف بيسكارت، نارسيس براتا، رالف بي شيفرد، كلاوس يورغن شولز (2013). “تملح الأنهار: قضية بيئية عاجلة”. التلوث البيئي . 173 : 157-67. دوى :10.1016/j.envpol.2012.10.011. بميد  23202646.{{cite journal}}:CS1 maint: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( الرابط )
  2. ^ فيشيل، ماريون (2001). تقييم مزيلات الجليد المختارة بناءً على مراجعة الأدبيات. وزارة النقل في كولورادو. OCLC  173668609.
  3. ^ أماندا رابينوفيتز (25 فبراير 2008). "البنجر جزء من وصفة جديدة لعلاج الطرق الجليدية". الإذاعة الوطنية العامة .
  4. ^ ريتشارد جيه برينان (21 يناير 2012). "عصير البنجر يذيب الجليد من الطرق الشتوية". تورنتو ستار .
  5. ^ بوست، راشيل (3 مارس 2014). "البدائل للملح في مكافحة الجليد: الجبن والبنجر والرماد". الجارديان .
  6. ^ "حول الملح السحري". 2007. مؤرشف من الأصل في 2009-06-05.
  7. ^ "تخزين الطاقة الحرارية في ThermalBanks للتدفئة تحت المدرجات". ICAX Ltd، لندن . تم الاسترجاع في 2011-11-24 .
  8. ^ نوسونوفسكي، م.؛ حجازي، ف. (2012). "لماذا لا تكون الأسطح شديدة النفور من الماء كارهة للجليد دائمًا". ACS Nano . 6 (10): 8488–8913. doi :10.1021/nn302138r. PMID  23009385.
  9. ^ حجازي، ف.؛ سوبوليف، ك.؛ نوسونوفسكي، م. (2013). "من فرط كراهية الماء إلى كراهية الجليد: تحليل القوى والتفاعل". التقارير العلمية . 3 : 2194. رمز Bibcode : 2013NatSR...3E2194H. doi : 10.1038/srep02194. PMC 3709168. PMID  23846773. 
  10. ^ موسم الخريف والشتاء 2012 (إحاطة للسائقين). لندن، المملكة المتحدة: First Capital Connect. سبتمبر 2012.
  11. ^ وثيقة التطوير الفني لإرشادات الحد من المخلفات السائلة النهائية ومعايير أداء المصدر الجديد لفئة إزالة الجليد من المطارات (تقرير). واشنطن العاصمة: وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA). أبريل 2012. EPA-821-R-12-005.
  12. ^ "إرشادات إزالة الجليد من المطارات". وكالة حماية البيئة. 2021-02-10.
  13. ^ "ما الذي يجب البحث عنه عند شراء مزيل الجليد من الرصيف".
  14. ^ تقييم الأثر البيئي والفوائد المترتبة على تطبيق المبادئ التوجيهية والمعايير النهائية للحد من المخلفات السائلة لفئة إزالة الجليد من المطارات (تقرير). وكالة حماية البيئة. أبريل 2012. EPA-821-R-12-003.
  15. ^ توم جيبسون (سبتمبر 2002). "دع الحشرات تقوم بالعمل". Progressive Engineer . مؤرشف من الأصل في 8 فبراير 2011 . تم الاسترجاع في 21 فبراير 2011 .
  • الوسائط المتعلقة بإزالة الجليد عن الطائرات في ويكيميديا ​​كومنز
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=إزالة الجليد&oldid=1250080600"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate