درجة حرارة الركود
في الديناميكا الحرارية وميكانيكا الموائع ، تُعرف درجة حرارة الركود بأنها درجة الحرارة عند نقطة الركود في تدفق المائع. عند نقطة الركود، تكون سرعة المائع صفرًا، وتتحول جميع الطاقة الحركية إلى طاقة داخلية تُضاف إلى المحتوى الحراري الساكن الموضعي . في كلٍ من تدفق الموائع القابلة للانضغاط وغير القابلة للانضغاط ، تساوي درجة حرارة الركود درجة الحرارة الكلية عند جميع النقاط على خط الانسياب المؤدي إلى نقطة الركود. [ 1 ] : 657-659، §14.1. انظر ديناميكا الغازات .
الاشتقاق
أديباتيك
يمكن اشتقاق درجة حرارة الركود من القانون الأول للديناميكا الحرارية . بتطبيق معادلة طاقة التدفق المستقر [ 1 ] : المعادلة (5.50) وإهمال حدود الشغل والحرارة وطاقة الوضع التثاقلية، نحصل على:
أين:
- المحتوى الحراري النوعي للركود (أو المحتوى الحراري الكلي) عند نقطة الركود
- المحتوى الحراري الساكن النوعي للكتلة عند النقطة محل الاهتمام على طول خط انسياب الركود
- السرعة عند النقطة محل الاهتمام على طول خط انسياب الركود
بالتعويض عن المحتوى الحراري بافتراض ثبات السعة الحرارية النوعية عند ثبات الضغط (لدينا:
أو
أين:
- السعة الحرارية النوعية عند ضغط ثابت
- درجة حرارة الركود (أو درجة الحرارة الكلية) عند نقطة الركود
- درجة الحرارة (أو درجة الحرارة الساكنة) عند النقطة محل الاهتمام على طول خط انسياب الركود
- السرعة عند النقطة محل الاهتمام على طول خط انسياب الركود
- رقم ماخ عند نقطة الاهتمام على طول خط انسياب الركود
- نسبة الحرارة النوعية ()، ~1.4 للهواء عند درجة حرارة ~300 كلفن
التدفق مع إضافة الحرارة
- q = الحرارة لكل وحدة كتلة مضافة إلى النظام
بالمعنى الدقيق، المحتوى الحراري دالة لكل من درجة الحرارة والكثافة. ومع ذلك، وبافتراض أن الغاز مثالي حرارياً، يمكن تحويل المحتوى الحراري مباشرةً إلى درجة حرارة كما هو موضح أعلاه، مما يُمكّن من تعريف درجة حرارة الركود بدلالة الخاصية الأساسية، وهي المحتوى الحراري للركود.
تُعدّ خصائص الركود (مثل درجة حرارة الركود وضغط الركود) مفيدة في حسابات أداء المحركات النفاثة . في عمليات تشغيل المحرك، تُسمى درجة حرارة الركود غالبًا درجة حرارة الهواء الكلية . ويُستخدم المزدوج الحراري ثنائي المعدن بشكل متكرر لقياس درجة حرارة الركود، ولكن يجب مراعاة الإشعاع الحراري.
مجمعات الطاقة الشمسية الحرارية
يستخدم اختبار أداء جامعات الطاقة الشمسية الحرارية مصطلح درجة حرارة الركود للإشارة إلى أقصى درجة حرارة يمكن أن تصل إليها الجامع في حالة سكون السائل (بدون حركة)، ودرجة حرارة محيطة تبلغ 30 درجة مئوية، وإشعاع شمسي ساقط قدره 1000 واط/م² . تمثل هذه القيم أسوأ سيناريو ممكن، مما يسمح لمصممي الجامع بالتخطيط لحالات ارتفاع درجة الحرارة المحتملة في حال حدوث أعطال في نظام الجامع. [ 2 ]
انظر أيضاً
مراجع
- 1 2 فان وايلين، جوردون ج.؛ سونتاغ، ريتشارد إدوين؛ بورجناكي، كلاوس (1994). أساسيات الديناميكا الحرارية الكلاسيكية ( الطبعة الرابعة). نيويورك: وايلي. رقم ISBN 9780471593959.
- ↑ تخطيط وتركيب أنظمة الطاقة الشمسية الحرارية: دليل للمركبين والمهندسين المعماريين والمهندسين . الجمعية الألمانية للطاقة الشمسية (DGS). 2005. ISBN 978-1844071258.
- ديناميكا الموائع
