To download all ACMV lecuters in PDF format
www.acmv.org
 
HOME
eBooks
FORUM
Lecture
Air Conditioning and Mechanical Ventilation System (Vol. 1) > Chapter-1 > Fundamental and Basic Concept > > www.acmv.org
Air Conditioning and Mechanical Ventilation System (Vol. 1) > Chapter-1 > Fundamental and Basic Concept >


Chapter-1 Fundamental and Basic Concept

Chapter-1 Fundamental and Basic Concept

Contents

၁.၁ ယူနစ္မ်ား(Units of Measurement) 1

၁.၂ Atmospheric Pressure ၊ Absolute Pressure ၊ Gauge Pressure and Vacuum Pressure. 1

၁.၂.၁ Pressure of Liquid Column သုိ႔မဟုတ္ Head. 5

၁.၃ အပူ(heat)ႏွင့္ အပူခ်ိန္(temperature) 7

၁.၃.၁ ျဒပ္ဝတၳဳမ်ား၏ အနိမ့္ဆံုးအပူခ်ိန္(Absolute Zero) 7

၁.၃.၂ Absolute Temperature စေကး(Scale) 8

၁.၄ အပူခ်ိန္(Temperature)ေျပာင္းျခင္းေၾကာင့္ ေလထုထည္(Volume)ေျပာင္းလဲျခင္း 9

၁.၅ ဖိအား(Pressure) ေျပာင္းလဲျခင္းေၾကာင့္ ေလထုထည္(Volume) ေျပာင္းလဲျခင္း 11

၁.၆ Enthalpy. 12

၁.၇ Sensible Heat and Latent Heat 14

၁.၈ အပူ(Heat)ကို တုိင္းတာသည့္ ယူနစ္မ်ား 18

၁.၉ ေရ၏ အသြင္ေျပာင္းလဲမႈမ်ား (Phase Change of Water) 20

၁.၁၀ စတင္ အရည္ေပ်ာ္သည့္ အပူခ်ိန္ (Melting Temperature) 21

၁.၁၁ စတင္ဆူပြက္သည့္ အပူခ်ိန္(Boiling Point) 21

၁.၁၂ Condensation Temperature. 21

၁.၁၃ Solidification Temperature. 21

၁.၁၄ Saturated ၊ Subcooled ႏွင့္ Superheated. 27

၁.၁၅ Saturated Property Table (Steam Table) 28

 

၁.၁ ယူနစ္မ်ား(Units of Measurement)

Air Conditioning and Mechanical Ventilation (ACMV) ႏွင့္ Heating ၊ Ventilation and Air Conditioning (HVAC) လုပ္ငန္းခြင္ တို႔ US ယူနစ္ ႏွင့္ SI ယူနစ္ ႏွစ္မ်ိဳးစလံုးကို အသုံးျပဳၾကသည္။ US တြင္ အသုံးျပဳေသာေၾကာင့္ US ယူနစ္ (IP ယူနစ္) ဟုလည္း ေခၚဆုိသည္။ English system သုိ႔မဟုတ္ Imperial system ဟုလည္း ေခၚဆုိေလ့ရွိသည္။ လက္မ(inch)၊ ေပါင္(pound) စသည္ျဖင့္ တုိင္းတာၾကသည္။

ေအာက္တြင္ ေဖာ္ျပထားေသာပံု အနက္ေရာင္ျဖင့္ ေဖာ္ျပထားေသာႏုိင္ငံ ေလးႏုိင္ငံသည္ US ယူနစ္ သုိ႔မဟုတ္ Imperial system ကို အသံုးျပဳေသာ ႏုိင္ငံမ်ား ျဖစ္ၾကသည္။

ပံု ၁-၁ ကမ႓ာေပၚတြင္ ႏုိင္ငံ ေလးႏုိင္ငံတည္းသာ Imperial System ကုိ အသံုးျပဳၾကသည္။

SI ယူနစ္ ကုိ Metric system ဟုလည္း ေခၚဆုိၾကၿပီး ႏုိင္ငံအမ်ားစုက အသုံးျပဳၾကသည္။ Air conditioning equipment မ်ားကို ထုတ္လုပ္ေသာကုမၸဏီ အမ်ားစုသည္ အေမရိကန္ ကုမၼဏီမ်ား ျဖစ္ၾက ေသာေၾကာင့္ ACMV နွင္႔ HVAC လုပ္ငန္းခြင္တုိ႔ English system (Imperial system) ႏွင္႔ မကင္းႏုိင္ေပ။ 

Equipment ထုတ္လုပ္သူမ်ား(manufacturers)၏ ေဖာ္ျပခ်က္(specification)မ်ားတြင္ ယူနစ္ ႏွစ္မ်ိဳး စလုံးျဖင့္ ေဖာ္ျပေလ့ရွိသည္။ ထုိ႔ေၾကာင့္ ACMV သို႔မဟုတ္ HVAC အင္ဂ်င္နီယာ တစ္ေယာက္သည္ ယူနစ္ ႏွစ္မ်ိဳးစလုံးကို ကြ်မ္းက်င္စြာ အသံုးျပဳတတ္ရမည္။  လုိအပ္လ်ွင္ ယူနစ္တစ္ခုမွ တျခားယူနစ္တစ္ခုသုိ႔ လ်ွင္ျမန္စြာ ေျပာင္းယူႏုိင္ ရမည္။ English system (Imperial system)ကို အဂၤလိပ္ လူမ်ိဳးတုိ႔က စတင္ အသံုးျပဳခဲ့ၾက ေသာ္လည္း ယခုအခါ အဂၤလန္ တစ္ႏုိင္ငံလံုးက SI ယူနစ္ကို အသံုးျပဳ ေနၾကသည္။

၁.၂ Atmospheric Pressure ၊ Absolute Pressure ၊ Gauge Pressure and Vacuum Pressure

ဖိအား အမ်ိဳးမ်ိဳးရွိသည္။ Atmospheric pressure ၊ Absolute pressure ၊ Gauge pressure၊ Positive pressure ၊ Negative pressure ႏွင့္ Vacuum pressure စသည္ျဖင့္ ဖိအား၏ တန္ဖိုး ႏွင့္ အဓိပၸာယ္ကို လုိက္၍ အမ်ိဳးမ်ိဳး ေခၚဆုိၾကသည္။

ေလထုဖိအား(Atmospheric Pressure)

            ပင္လယ္ေရမ်က္ႏွာျပင္(sea level)ေပၚသုိ႔ သက္ေရာက္ေနသည့္ ဖိအား(theoretical standard barometric pressure)ကို SI ယူနစ္ ႏွင့္  IP ယူနစ္တုိ႔ျဖင့္ ေဖာ္ျပထားသည္။

Torr

kPa

Inch of Hg

M Bar

Psia

Psig

760

101.4

29.92

1000

14.696

0.0

ပံု ၁-၂ ဖိအား အမ်ိဳးမ်ိဳးတုိ႔ကို ေဖာ္ျပထားပံု

အထက္ပါ ပံု(၁-၂)သည္ Absolute pressure ၊ Gauge pressure ႏွင့္ Absolute pressure တို႔၏ ဆက္စပ္မႈကို ေဖာ္ျပထားပံု ျဖစ္သည္။

Vacuum

ေလထုဖိအား(atmospheric pressure) ထက္နိမ္႔သည္ ဖိအားကုိ vacuum pressure[Pvac] ဟုေခၚ သည္။ ဖိအား လံုးဝထပ္က်ေအာင္ ျပဳလုပ္၍ မရႏုိင္ေတာ့သည့္ ေလဟာနယ္(vacuum)ကို “Perfect Vacuum” (absolute vacuum)ဟု ေခၚသည္။ ဖိအားလံုးဝမရွိ(zero pressure)ဟု ဆုိလုိသည္။ ေလထုဖိအား (atmospheric pressure) ထက္နိမ့္ၿပီး perfect vacuum ထက္ျမင့္သည့္ ဖိအား(pressure)ကို “Partial Vacuum” ဟု ေခၚသည္။

ေနရာတစ္ခု(space)တြင္ မည္သည့္ အေငြ႔(gas) သုိ႔မဟုတ္ အရည္(liquid)မ်ွ မရွိသည့္ အေျခအေနကုိ  ေလဟာနယ္(complete vacuum)ျဖစ္ေနသည္ ဟုေခၚသည္။  ထုိအေျခအေန၌ ဖိအားလံုးဝမရွိ(zero pressure) ဟုလည္း သတ္မွတ္သည္။  မည္သည့္ ဖိအား(pressure)ကုိမဆုိ ထုိ complete vacuum  သုိ႔မဟုတ္ zero pressure မွ စတုိင္းလ်ွင္ ရရွိသည့္ တန္ဖုိးကုိ “Absolute Pressure” ဟုသတ္မွတ္သည္။  တစ္နည္းအားျဖင့္ ဖိအားတစ္ခု၏ ရည္ညြန္းရာအမွတ္(reference point)သည္ complete vacuum သုိ႔မဟုတ္ zero pressure ျဖစ္လ်ွင္ ထုိဖိအား၏ တန္ဖိုးကုိ absolute pressure (Pabs) တန္ဖိုးဟု သတ္မွတ္သည္။

Perfect vacuum(absolute vacuum)သည္

0 kgf/cm2

0 mm Hg

0 Pa

0 psi ႏွင့္

0 in Hg(0 mm Hg)တုိ႔ ျဖစ္သည္။

ပံု ၁-၃ ေလထုဖိအား(atmospheric pressure)၊ Partial Vacuum ႏွင့္ Perfect Vacuum တို႔ကို ႏႈိင္းယွဥ္ပံု

           ေလထုဖိအား (atmospheric pressure) တန္ဖိုး ႏွင့္ gauge pressure တန္ဖိုးကို ေပါင္းလ်ွင္ “Absolute Pressure” တန္ဖိုးကို ရသည္။

ပင္လယ္ေရမ်က္နွာျပင္(sea level) ရွိသည့္ဖိအားကုိ ေလထုဖိအား(atmospheric pressure) (Patm) ဟုေခၚသည္။  Pabs  ႏွင္႔  Patm ကုိ ႏႈိင္းယွဥ္လ်ွင္ Patm သည္ Pabs ထက္ 14.7 psi ပိုမ်ားသည္။ ထုိ႔ေၾကာင့္ Patm သည္ 14.7 psi absolute ျဖစ္သည္။ 14.7 psia ဟု ေရးေလ့ရွိသည္။

ဖိအားတုိင္းသည့္ကိရိယာ(instrument)မ်ားသည္ မ်ားေသာအားျဖင့္ fluid တစ္ခုခု၏ ဖိအားႏွင္႔ ေလထု ဖိအား(atmospheric pressure)တုိ႔ ကြာျခားခ်က္ကုိ တုိင္းျခင္းျဖစ္သည္။ တုိင္းယူရရွိသည့္ ဖိအားသည္ ေလထု ဖိအား(atmospheric pressure)ထက္မ်ားလ်ွင္ “Gauge  Pressure”(Pg)ဟု ေခၚသည္။ Absolute pressure ၊ atmospheric pressure ႏွင့္ gauge pressure တုိ႔၏ ဆက္သြယ္ခ်က္မွာ

Gauge pressure ဆုိသည္မွာ gauge သုိ႔မဟုတ္ instrument ျဖင့္ တုိင္း၍ရေသာ ဖိအားကို ဆုိလုိ သည္။  Absolute pressure သည္ gauge pressure ႏွင့္ atmospheric pressure တုိ႔ ေပါင္း၍ရေသာ ဖိအား ျဖစ္သည္။

psig

psi ၏ ေနာက္တြင္ g ျဖင့္ ေဖာ္ျပလ်ွင္ “Guage Pressure” ျဖစ္သည္။

Positive pressure

psia

psi ၏ ေနာက္တြင္ a ျဖင့္ ေဖာ္ျပလ်ွင္ “Absolute Pressure” ျဖစ္သည္။

Positive pressure or Negative pressure

psiv

psi ၏ ေနာက္တြင္ v ျဖင့္ ေဖာ္ျပလ်ွင္ “Vacuum Pressure” ျဖစ္သည္။

Negative pressure

Absolute ၊ atmospheric ႏွင့္ vacuum pressure တုိ႔ ၏ ဆက္သြယ္ခ်က္မွာ

Atmospheric pressure မွ vacuum pressure ကို ႏႈတ္လ်ွင္ absolute pressure ကိုရသည္။

ပံု ၁-၄ Compression Gauge

ပံု ၁-၅ Compound Gauge

ပံု ၁-၆ Compound Gauge

တခ်ိဳ႕ေသာ pressure gauge မ်ားသည္ vacuum pressure ႏွင့္ gauge pressure ႏွစ္မ်ိဳးလုံးကုိ တုိင္းနို္င္ေအာင္ ျပဳလုပ္ထားသည္။ 

Compression gauge ျဖင့္ gauge pressure ကိုသာ တိုင္းႏုိင္သည္။ Compound gauge ျဖင့္ gauge pressure ႏွင့္ absolute pressure ႏွစ္မ်ိဳးလံုးကို တိုင္းႏုိင္သည္။ တစ္နည္းအားျဖင့္ compound gauge ျဖင့္ positive pressure ႏွင့္ negative pressure (vacuum pressure) ႏွစ္မ်ိဳးလံုးကို ဖတ္ယူ ႏုိင္သည္။

ဥပမာ- Compressor တခု၏ အဝင္ဘက္ရွိ ဖိအား(suction pressure)သည္ 5 psiv ျဖစ္ၿပီး အထြက္ဘက္ရွိ (discharge pressure)သည္ 60 psig ျဖစ္သည္။  ထုိ compressor သည္  ဖိအား မည္မ်ွတုိးေအာင္ ျပဳလုပ္ႏုိင္

သနည္း။

Pabs = Patm – Pvac = 60 – (-5) = 65 psi

Standard Temperature & Pressure (STP) ဆုိသည္မွာ 14.696 Psia ႏွင့္ 60°F (101.33 kPa absolute ႏွင့္ 15.6°C) တုိ႔ကို ဆုိလုိသည္။

ပံု ၁-၇ Suction pressure ႏွင့္ Discharge pressure

ပံု ၁-၈ ေလထုဖိအား(Atmospheric Pressure)

ပံု ၁-၉ Atmospheric Pressure တိုင္းပံု

ပံု ၁-၁၀ Positive pressure

ပံု ၁-၁၁ Atmospheric Pressure တိုင္းပံု

၁.၂.၁ Pressure of Liquid Column သုိ႔မဟုတ္ Head

ACMV လုပ္ငန္းခြင္မ်ားတြင္ ဖိအား(pressure)မ်ားကုိ အရည္(liquid) တစ္မ်ိဳးမ်ိဳး၏ အျမင့္ျဖင္႔လည္း ေဖာ္ျပေလ့ရွိသည္။  အသုံးမ်ားေသာ အရည္(liquid)သည္ ေရ(water)ႏွင့္ မာက်ဴရီ(mercury)တို႔ ျဖစ္ၾကသည္။

ACMV equipment မ်ားျဖစ္ေသာ fan မ်ားနွင္႔ pump မ်ားအတြက္္ “Head” ဆုိသည့္ နည္းပညာ ေဝါဟာရ(technical term)ကို အျမဲ သံုးေလ့ရွိသည္။ Head ဆုိသည္မွာ အရည္၏ ေဒါင္လုိက္အျမင့္(height of liquid column)ပင္ ျဖစ္သည္။ ဖိအား(pressure)ကို Head ျဖင့္ ေဖာ္ျပျခင္း ျဖစ္သည္။ တစ္နည္းအားျဖင့္ ဖိအားကို အရည္၏ အျမင့္ျဖင့္ ေဖာ္ျပျခင္း ျဖစ္သည္။

Manometer သည္ ဖိအား(pressure)ကုိ အရည္ (liquid) တစ္မ်ိဳး ၏ အျမင့္(height)ျဖင္႔ ေဖာ္ျပရန္ တုိင္းယူသည့္ ကိရိယာ ျဖစ္သည္။

 

 

P = pressure exerted by a liquid

d = density of liquid(lb/ ft3)

H = height of liquid( ft)

           ပံု ၁-၁၂ Manometer

ပံု ၁-၁၃ Positive pressure

ပံု ၁-၁၄  Negative pressure

အထက္ပါပံုတြင္ manometer ျဖင့္ dcut အတြင္းရွိ positive pressure ႏွင့့္ negative pressure တို႔အား တုိင္းယူပံုကို ေဖာ္ျပထားသည္။

ပံု(a)

တြင္ manometer ၏ အဝ ႏွစ္ဖက္ စလံုးအေပၚ ေလထုဖိအား(atmospheric pressure) သက္ေရာက္ ေနေသာေၾကာင့္ အရည္(liquid)၏ အျမင့္တူညီၾကသည္။

ပံု(b)

တြင္ manometer ၏ အဝ တစ္ဖက္ ေလထုဖိအား(atmospheric pressure)သက္ေရာက္ေနၿပီး က်န္ အဝတစ္ဖက္သည္ duct အတြင္း ရွိ positive pressure(atmospheric pressure ထက္မ်ားသည့္) ဖိအားသက္ေရာက္ျခင္း ခံေနရေသာေၾကာင့္ ေလထုဖိအား(atmospheric pressure)ဘက္ရွိ အရည္၏ level သည္ ပို၍ ျမင့္တက္ေနသည္။ ထုိအျမင့္သည္ duct အတြင္းရွိ positive pressure ၏ ပမာဏကို ေဖာ္ျပသည္။

ပံု(c)

တြင္ manometer ၏ အဝ တစ္ဖက္သည္ ေလထုဖိအား(atmospheric pressure) သက္ေရာက္ေနၿပီး က်န္ အဝတစ္ဖက္သည္ duct အတြင္း ရွိ negative pressure (atmospheric pressure ထက္ နည္းသည့္) ဖိအား သက္ေရာက္ေနေသာေၾကာင့္ duct ဘက္ရွိ အရည္၏ အျမင့္သည့္ duct အတြင္းရွိ negative pressure ပမာဏကို ေဖာ္ျပသည္။

ဥပမာ - ေပ(၃၀၀)ျမင့္သည့္ အေဆာက္အဦ တစ္ခုရွိေသာ ေဒါင္လုိက္ေထာင္ထားသည့္ပိုက္(vertical pipe) တစ္ေခ်ာင္း သည္ chilled water တုိ႔ျဖင့္ ျပည့္ေနသည့္အခါ ေအာက္ေျခ၌ရွိေသာ ဘား(valve) သည္ ဖိအား(pressure) မည္မ်ွ သက္ေရာက္ျခင္း ခံရမည္နည္း။  ေရ၏ သိပ္သည္းဆသည္ 62.4 lb/ft3  ျဖစ္သည္။

ထုိေၾကာင့္ ေပ(၃၀၀)ေက်ာ္ ျမင့္သည့္ အေဆာက္အဦ၏ ေအာက္ေျခတြင္ရွိေသာ ေဒါင္လုိက္ ေထာင္ထားသည့္ chilled water riser ပုိက္တပ္ဆင္ထားေသာ ဘား(valve)သည္ ဖိအား 130 psig သက္ေရာက္ျခင္း ခံရမည္။

         အေဆာက္အဦ ပိုျမင့္ေလ ေအာက္ေျခ၌ရွိေသာ ဘား(valve)မ်ားႏွင့္ compoment မ်ားသည္ ေရဖိအား ပိုမ်ားမ်ား သက္ေရာက္ျခင္း ခံရေလ ျဖစ္သည္။

ထုိေၾကာင့္ မိုးပ်ံတုိက္မ်ား(high raise buildings)၏ chiller water circuit မ်ားတြင္ အေဆာက္အဦ၏ အျမင့္ကို လုိက္၍ ပိုင္းျခား(break) ထားရသည္။ အထပ္ျမင့္လြန္းလ်ွင္ ေအာက္ေျခရွိ ဘား(valve)မ်ားႏွင့္ ကိရိယာမ်ားသည္ အလြန္မ်ားသည့္ ေရ၏ ဖိအား သက္ေရာက္ျခင္းခံ ၾကရသည္။ ထ႔ိုေၾကာင့္ ဖိအား တူညီေအာင္ chiller water circuit မ်ားကို ခြဲျခားထားျခင္း(break)  ျဖစ္သည္။

ပံု ၁-၁၅ Manometer

ပံု ၁-၁၆ Total pressure=Static Pressure+Velocity Pressure

ဥပမာ technician တစ္ေယာက္သည္ duct တစ္ခုအတြင္းရွိ ဖိအား(pressure)ကုိ တုိင္းယူလုိသည္။ ထုိ႔ေၾကာင့္ manometer ၏ ထိပ္ဝတစ္ဖက္ကုိ duct အတြင္းသုိ႔ ထည့္၍ က်န္သည့္ ထိပ္ဝတစ္ဖက္ကုိ ေလထဲ (atmosphere)တြင္ထား၍ တုိင္းယူရသည္။ တုိင္းယူသည့္ ေရ၏အျမင့္(height of the water column)သည္ ၈လက္မ (8 inches)  ျဖစ္သည္။  8 inchs WG ဟု ေရးေလ့ရွိသည္(wg= inch of water gauge)။ Duct အတြင္း၌ ဖိအား(total pressure) မည္မ်ွရွိ သနည္း။

Duct ထဲတြင္ ရွိသည့္ ေလဖိအား(air pressure)သည္ 0.29 psig ျဖစ္သည္။ ေလထုဖိအား (atmospheric pressure)ထက္ 0.29 psi ပိုျမင့္သည္။

ေရ၏ သိပ္သည္းဆ(density)သည္ မာၾကဴရီ(mercury)၏ သိပ္သည္းဆ (density)ထက္ ပုိမ်ား ေသာ ေၾကာင့္ အလြန္နည္းသည့္ ဖိအား(pressure)ကုိ တုိင္းရာတြင္ မာက်ဳရီ(mercury)ကို အသံုးျပဳၾကသည္။

ထုိ႔ေၾကာင့္ အလြန္နိမ့္သည့္ ဖိအား(low pressure)ကုိ တုိင္းရန္အတြက္ ျပဳလုပ္ထားသည့္ manometer ထဲတြင္ သိပ္သည္းဆ (density) နည္းသည့္ mercury(Hg)ကုိ အသုံးျပဳရသည္။

၁.၃ အပူ(heat)ႏွင့္ အပူခ်ိန္(temperature)

အပူ(heat) ဆုိသည္မွာ အပူခ်ိန္(temperature) ျမင္႔သည့္ေနရာမွ အပူခ်ိန္(temperature) နိမ္႔သည္ ေနရာသုိ႔ အလိုေလ်ွာက္စီးဆင္း(transfer)သြားသည့္ စြမ္းအင္ပုံစံ(form of energy)တစ္မ်ိဳး ျဖစ္သည္။ အပူခ်ိန္ (temperature)ဆုိသည္မွာ အရာဝၳဳတစ္ခု သုိ႔မဟုတ္  ျဒပ္တစ္ခု၏ အပူေၾကာင့္ျဖစ္ေသာ လႈပ္ရွားမႈ(thermal activity)ကုိ ေဖာ္ျပျခင္း ျဖစ္သည္။

အပူေၾကာင့္ျဖစ္ေသာ လႈပ္ရွားမႈ(thermal activity)သည္ ထုိျဒပ္ဝတၳဳအတြင္း ေမာ္လီက်ဴး(molecules) မ်ား၏ အလ်င္(velocity) ေပၚတြင္ မူတည္သည္။ အပူခ်ိန္ (temperature) ျမင့္သည့္ အရာဝၳဳမ်ားတြင္ အပူေၾကာင့္ျဖစ္ေသာလႈပ္ရွားမႈ(thermal activity) မ်ားၾကသည္။ သုိ႔ေသာ္ ျဒပ္ဝတၳဳအတြင္းရွိ ေမာ္လီက်ဴး မ်ား၏ အလ်င္(velocity)ကို တုိ္က္႐ုိက္တုိင္းတာရန္ မျဖစ္နုိုင္။ ထုိေၾကာင့္ အပူေၾကာင့္ျဖစ္ေသာ လႈပ္ရွားမႈ (thermal activity) မည္မ်ွမ်ားသည္ သုိ႔မဟုတ္ နည္းသည္ကို သိႏုိင္ရန္အတြက္ အပူခ်ိန္ (temperature)ျဖင့္ တုိင္းတာ ေဖာ္ျပၾကသည္။

ပံု ၁-၁၇ အပူ(heat)ကို အပူခ်ိန္(temperature)ျဖင့္ တုိင္းယူပံု

အပူ(heat)သည္ အပူခ်ိန္ျမင့္ရာ(high temperature)မွ အပူခ်ိန္နိမ့္ရာ(low temperature)သုိ႔ မည္သည့္ အကူအညီမ်ွ မပါဘဲ အလိုအေလ်ာက္ စီးဆင္းႏုိင္သည္။ အပူခ်ိန္ျခားနားခ်က္(temperature difference) မရွိလ်ွင္ အပူစီးဆင္းျခင္း(heat flow) မျဖစ္ႏုိင္ေပ။

အပူခ်ိန္၏ ယူနစ္သည္ Fahrenheit ၊ Rankine ၊ Celsiusႏွင္႔ Kelvin တုိ႔ျဖစ္သည္။ Air con ဘာသာရပ္ တြင္ Fahrenheit ႏွင့္ Celsius ကုိသာ အမ်ားဆံုး အသုံးျပဳၾကသည္။

၁.၃.၁ ျဒပ္ဝတၳဳမ်ား၏ အနိမ့္ဆံုးအပူခ်ိန္(Absolute Zero)

ပံု ၁-၁၈ အရာဝၳဳမ်ားအတြင္းရွိ ေမာ္လီက်ဴးေလးမ်ား

ပံု ၁-၁၉ Absolute Zero State

 

အရာဝၳဳမ်ားအတြင္းရွိ ေမာ္လီက်ဴးေလးမ်ား၏ လႈပ္ရွားမႈ(motion) လံုးဝကင္းမဲ့သည့္ အခ်ိန္၊ တုန္ခါမႈ (vibration) မရွိေတာ့သည့္ အခိုက္ကို “Absolute Zero” ဟု သတ္မွတ္သည္။ Absolute Zero အခိုက္တြင္ အရာဝၳဳတစ္ခုသည္ အပူစြမ္းအင္ ပိုင္ဆိုင္မႈ ကင္းမဲ့ေနသည္။

 

Absolute zero သည္ အရာဝၳဳတစ္ခုအနိမ့္ဆံုး အပူခ်ိန္(temperature) ျဖစ္သည္။ ထို႔ေၾကာင့္ absolute zero ျဖစ္ေနသည့္ အရာဝၳဳမွ မည္သည့္ အပူစြမ္းအင္(heat energy)ကိုမ်ွ ထုတ္ယူမရႏုိင္ေပ။ Absolute zero ႏွင့္ 0°C (zero°C သို႔ zero°F) တို႔ႏွင့္ မတူညီေၾကာင္း သတိျပဳပါ။ Absolute Zero သည္ 0 K သုိ႔မဟုတ္ -273°C သုိ႔မဟုတ္ 0°R သုိ႔မဟုတ္ -460°F ႏွင့္ ညီမ်ွသည္။

 

ပံု ၁-၂၀ ဖာရင္ဟုိက္ စေကး ႏွင့္ celsius စေကး တုိ႔၏ absolute zero

၁.၃.၂ Absolute Temperature စေကး(Scale)

Thermodynamic ပုစၧာမ်ား ေျဖရွင္းရန္ႏွင့္ အပူခ်ိန္ အလြန္နိမ့္သည့္ လုပ္ငန္း (very low temperature application) မ်ားအတြက္ absolute temperature scale ႏွစ္ခုကို အသံုးျပဳသည္။ SI ယူနစ္ absolute zero scale သည္ Kelvin scale ျဖစ္သည္။ 0 Kelvin(0 K)သည္ -273°C ႏွင့္ ညီမ်ွသည္။ IP ယူနစ္ absolute zero scale သည္ Rankin scale ျဖစ္သည္။ 0°Rankin(0°R)သည္ -460°F ႏွင့္ ညီမ်ွသည္။

Kelvin စေကးေပၚရွိ အစိပ္ငယ္မ်ား(division)သည္ Celsius scale ေပၚရွိ အစိပ္ငယ္မ်ား(division)ႏွင့္ တူညီသည္။ IP ယူနစ္ absolute zero scale သည္ Rankin ျဖစ္သည္။ Rankin စေကးေပၚရွိ အစိပ္ငယ္မ်ား (division)သည္ ဖာရင္ဟုိက္စေကး(Fahrenheit scale)ေပၚရွိ အစိပ္ငယ္မ်ားႏွင့္ တူညီသည္။ Celsius စေကးကို -273°C အထိ ဆန္႔လိုက္လ်ွင္ Kelvin စေကး ျဖစ္သည္။ ဖာရင္ဟုိက္စေကး(Fahrenheit scale)ကို -460°F အထိ ဆန္႔လိုက္လ်ွင္ Rankin စေကးျဖစ္သည္။

၁.၄ အပူခ်ိန္(Temperature)ေျပာင္းျခင္းေၾကာင့္ ေလထုထည္(Volume)ေျပာင္းလဲျခင္း

“ေလ(air) အေလးခ်ိန္ ရွိသည္။ ေလသည္ ေနရာယူသည္” ဆိုသည္ကုိ တစ္ခါတစ္ရံ လက္ခံရန္ ခက္ခဲ တတ္သည္။ လြယ္ကူသည့္ စမ္းသပ္မႈမ်ား ကုိယ္တုိင္ျပဳလုပ္ျခင္းျဖင့္ နားလည္ သေဘာေပါက္ႏိုင္သည္။

           ေလထုထည္(volume)သည္ ထုိေလ၏ အပူခ်ိန္(temperature)ကုိ လုိက္၍ ေျပာင္းလဲေနသည္။ ဖိအားကုိ မေျပာင္းလဲေအာင္ ထိန္းထားႏိုင္လ်ွင္(under constant pressure)ေလသည္ သတ္မွတ္ထား ေသာႏႈန္း(definite rate)ျဖင့္ က်ယ္ျပန္႔ျခင္း(expansion) သုိ႔မဟုတ္ က်ံဳ႕ျခင္း(contraction) ျဖစ္ေပၚသည္။

အပူေၾကာင့္ ေျပာင္းလဲသည့္ ေလထုထည္(volume)ကုိ အပူခ်ိန္ 0°F ရွိေသာ ေလထုထည္၏ အပုိင္းဂဏန္း (friction)ျဖင့္ ေဖာ္ျပႏုိင္သည္။

ေလသည္ ပူလ်ွင္ ပြလာသည္။ အပူခ်ိန္ 100°F ၌ ရွိေသာေလထုထည္(volume)သည္ 0°F တြင္ရွိေသာ ေလထုထည္ထက္ ပုိမ်ားသည္။ ေလသည္ အပူခ်ိန္ 0°F မွ 1°F တက္တုိင္း 0°F ၌ ရွိေသာ ေလထုထည္ထက္ 1/460 ဆ မ်ားလာသည္။ (အပံု(၄၆၀)ပံုလ်ွင္ (၁)ပံု ပိုမ်ားလာသည္။) အပူခ်ိန္က်ဆင္းသြား၍ ေအးလာလ်ွင္ လည္း ထုိနည္းတူ က်ံဳ႕လာလိမ့္မည္။  -100°F တြင္ရွိေသာ ေလ၏ထုထည္သည္ 0°F တြင္ ရွိေသာ ေလထုထည္ ထက္ 21.7%(100/460) နည္းသည္။ (က်ံဳ႕သည္)။ တစ္နည္းအားျဖင့္ အပူခ်ိန္ -100°F တြင္ရွိေသာ ေလ၏ ထုထည္သည္ 0°F တြင္ရွိေသာ ေလထုထည္၏ (100-21.7=78.3) 78.3% သာျဖစ္သည္။

ထုိႏႈန္းအတုိင္း က်ံဳ႕သြားလ်ွင္ အပူခ်ိန္ -460°F သုိ႔ေရာက္သည့္ အခ်ိန္တြင္ ေလသည္ ေပ်ာက္ကြယ္ သြားရေတာ့မည္  ျဖစ္သည္။ ထိုအခ်က္သည္ မျဖစ္ႏိုင္သည့္ကိစၥ တစ္ခုျဖစ္သည္။ လက္ေတြ႕ အေျခအေနတြင္ အပူခ်ိန္ -460°F သုိ႔ မေရာက္မီ ေလသည္ အရည္(liquid)အျဖစ္သုိ႔ ေျပာင္းလဲသြားလိမ့္မည္။   

သီအုိရီအရ မည္သည့္ အရာဝၳဳ(substance)ကုိမဆုိ -460°F အထိ ေအးေအာင္ ျပဳလုပ္ႏိုင္သည္။ ထုိ႔ေၾကာင့္ -460°F ကုိ absolute zero temperature ဟုေခၚသည္။ -460°F ကုိ ရည္ညြန္းရာ အမွတ္ (reference)အျဖစ္ သတ္မွတ္၍ ေရာက္ရွိေနေသာ အပူခ်ိန္ကုိ ေဖာ္ျပလ်ွင္ “Absolute Temperature” ဟုေခၚ သည္။ ထုိ႔ေၾကာင့္ 100°F တြင္ ရွိသည့္ ေလ၏ absolute temperature သည္ 100°F +460 = 560°R  ျဖစ္သည္။ 20°F တြင္ ရွိေသာ ေလ၏ absolute temperature သည္  20°F + 460 = 480°R ျဖစ္သည္။

Absolute temperature ၏ သေဘာတရား(concept)သည္ ေလ၏ထုထည္ကုိ ေဖာ္ျပရန္အတြက္ အသံုးဝင္႐ံု သာမက air con ႏွင့္ သက္ဆုိင္ေသာ သေဘာတရား(theory)မ်ားကို ရွင္းလင္းစြာ နားလည္ သေဘာေပါက္ေအာင္ အေထာက္အကူ ျပဳႏုိင္သည္။

ဖိအား မေျပာင္းလဲလ်ွင္(constant pressure) ေလထုထည္(volume) ႏွင့္ အပူခ်ိန္(temperature) တုိ႔သည္ ေအာက္ပါ ပံုေသနည္း အတိုင္း ဆက္သြယ္မႈ ရွိသည္။

V1 = Initial volume of air

T1 = Initial absolute temperature

V2 = Final volume of air

T2 = Final absolute temperature

ဥပမာ-  ေလသည္ အပူခ်ိန္ 45°F တြင္ ထုထည္(volume) 2100 ft3 ရွိလ်ွင္ ထိုေလကုိ 125°F သို႔ ေရာက္ေအာင္ အပူေပးလုိက္လ်ွင္ ထုထည္(volume) မည္မ်ွ ျဖစ္သြားမည္နည္း။

Initial absolute temperature = 460 + 45°F = 505°R

Final absolute temperature  = 460 + 125°F = 585°R

                                                              =  2100 x 585 / 505 = 2432.7 ft3 volume @ 125°F

ဥပမာ-  ေလသည္ အပူခ်ိန္ 110°F တြင္ ထုထည္(volume) 1500 ft3 ရွိလ်ွင္ ထုိေလကုိ 70°F သို႔ေရာက္ေအာင္ အေအးခံလုိက္လ်ွင္ ထုထည္(volume) မည္မ်ွ ျဖစ္သြားမည္နည္း။

Initial absolute temperature   = 460 + 110°F = 570

                       Final absolute temperature    = 460 + 70°F = 530

               = 1500 x 530 / 570 = 1395 ft3 volume @ 70°F

ဥပမာ- အပူခ်ိန္ 100°F တြင္ရွိေသာ ေလ၏ထုထည္(volume)သည္ 20°F အပူခ်ိန္တြင္ရွိေသာ ေလ၏ထုထည္ ထက္ ရာခုိင္ႏႈန္း မည္မ်ွ ပိုမ်ားမည္နည္း။

                                                        =  1.167 or 16.7% Larger (၁၆.၇% ပိုမ်ားသည္။)

            V2/V1 =  T2/T1    ပံုေသနည္းသည္ အပူခ်ိန္သိသည့္ ေလ၏ ထုထည္မွ တျခားအပူခ်ိန္ တစ္ခုသို႔ ေျပာင္းလ်ွင္ ရွိေနမည္ ထုထည္ကုိသာ ရွာေဖြႏိုင္သည္။

အပူခ်ိန္တစ္ခုတည္းကိုသာ သိလ်ွင္ ထုထည္(volume)ကုိ အထက္ပါ ပံုေသနည္း(formula)ျဖင့္ တြက္ယူႏုိင္သည္။ ထုိသို႔ အျမဲေျပာင္းလဲေနသည့္ ေလကုိ တစ္ညီတစ္ညြတ္တည္း ရည္ညႊန္းေျပာဆုိရန္ အတြက္ reference point တစ္ခု သတ္မွတ္ထားသည္။ ထုိ reference point သည္ Standard Air Condition ျဖစ္သည္။

           “Standard Air Condition” ဆုိသည္မွာ ေျခာက္ေသြ႔သည့္ေလ(dry air)တစ္ေပါင္သည္ အပူခ်ိန္ 70°F ႏွင့္ ဖိအား 14.7 psia ေအာက္တြင္ 13.34 ft3 ထုထည္ရွိသည့္ အေျခအေနကို ဆုိလုိသည္။

V2/V1 =  T2/T1            

T1 = 70°F,   V1 = 13.34 ft3

V2     = V1 T2/T1     

T1 = 70 + 460  = 530°F

V2     = 13.34  x T2 / 530

 

                အထက္ပါ ပံုေသနည္းအရ T2 ကို သိလ်ွင္ V2 ကို တြက္ယူႏုိင္သည္။ V2 ကို သိလ်ွင္ T2 ကို တြက္ယူႏုိင္သည္။ ထုိ႔ေၾကာင့္ ဖိအား(pressure) 14.7 psia တြင္ ေလတစ္ေပါင္၏ ထုထည္(volume) ႏွင့္ အပူခ်ိန္(temperature)၏ ဆက္သြယ္မႈမွာ

                                    V = T/39.7  ျဖစ္သည္။(IP ယူနစ္ အတြက္သာ အသံုးျပဳႏုိင္သည္။)

ဥပမာ- အေလးခ်ိန္ ေပါင္ 120(lb) ရွိသည့္ ေလသည္ အပူခ်ိန္ 90°F ႏွင့္ ဖိအား 14.7 psia အေျခအေနတြင္ ထုထည္(volume)မည္မ်ွ ရွိမည္နည္း။

                              =  550/39.7  = 13.85 ft3 volume @ 90°F  =  13.85 ft3/lb

အေလးခ်ိန္ေပါင္(၁၂၀) အတြက္   =  120 lb x 13.85 ft3/lb  =  1662 ft3

၁.၅ ဖိအား(Pressure) ေျပာင္းလဲျခင္းေၾကာင့္ ေလထုထည္(Volume) ေျပာင္းလဲျခင္း

သတ္မွတ္ထားသည့္ အေလးခ်ိန္ရွိသည့္ ေလကို ဖိအား(pressure) ေျပာင္းေပးလ်ွင္ ထုိေလ၏ ထုထည္(volume) ေျပာင္းလဲသည္။

            ထုိသို႔ ေျပာင္းလဲျခင္းသည္ ေလအတြက္ သာမက ဓာတ္ေငြ႕အားလုံး(gases) အတြက္လည္း မွန္ကန္ သည္။ Super heated steam အတြက္လည္း မွန္ကန္သည္။

ေလထဲတြင္ ရွိေနသည့္ ေရခိုးေရေငြ႔သည္ ဖိအား အလြန္နိမ့္သည့္ (low pressure) superheated steam ျဖစ္သည္။

လက္ေတြ႔တြင္ ဓာတ္ေငြ႕မ်ား(gases)ကုိ အခ်ိန္တုိတုိအတြင္း လ်ွင္ျမန္စြာ ဖိသိပ္(compress)လ်ွင္ အပူခ်ိန္ ျမင့္တက္လာသည္။ တြက္ခ်က္မႈမ်ား ရွင္းလင္းရန္အတြက္သာ အပူခ်ိန္ေျပာင္းလဲျခင္း(temperature changes) မရွိဟု ယူဆ တြက္ခ်က္ၾကျခင္း ျဖစ္သည္။ 

P1 = Initial pressure, psia

P2 = Final pressure, psia

ဥပမာ - ထုထည္(volume) (၃)ကုဗေပ(3 ft3) ရွိေသာ ဆလင္ဒါ(cylinder) တစ္ခုအတြင္း 14.7 psia ဖိအား ရွိသည္။ ထုိ ဆလင္ဒါ(cylinder) အတြင္းရွိ ေလကုိ 13 psig သို႔ေရာက္ေအာင္ ဖိသိပ္(compress)လ်ွင္ ေလ၏ ထုထည္ မည္မ်ွ ျဖစ္မည္နည္း။

Initial absolute pressure = 14.7 psia

Final absolute pressure  = 14.7+13 = 27.7 psia

                                                   = 3 x 14.7/27.7 = 1.59 ft3 volume @ 13 psig

ဥပမာ - ဖိအား 25 psig ေအာက္တြင္ ထုထည္(volume) (၁၀)ကုဗေပ(10 ft3) ရွိေသာေလကုိ 75 psig သို႔ ေရာက္ေအာင္ ဖိသိပ္(compress)လုိက္လ်ွင္ final pressure တြင္ ရွိမည့္ ေလထုထည္(volume)ကုိ ရွာပါ။

Initial absolute pressure = 14.7 + 25 = 39.7 psia

Final absolute pressure = 14.7 + 75 = 89.7 psia

                                                               = 10 x 39.7/89.7 = 4.43 ft3 volume at 75 psig

Air con ဘာသာရပ္တြင္ ေလ(air) ႏွင့္ပတ္သက္သည့္ တြက္ခ်က္မႈမ်ား အမ်ားဆံုး ျပဳလုပ္ၾကသည္။ ထုိ႔ေၾကာင့္ ေလ၏ ထုထည္ (volume)ႏွင့္ ဖိအား(pressure) ဆက္သြယ္မႈမ်ားသည္ ေလ(standard air) တစ္ေပါင္ (14.7 psia ၊ 70°F ၊ 13.34 ft) ကို အေျခခံသည္။

            V2 = V1  P1/P2 = 13.34 x 14.7/P

အပူခ်ိန္ 70°F ၌ရွိေသာ ေလ တစ္ေပါင္၏ ထုထည္(volume)သည္  V = 196/P ft3/lb ျဖစ္သည္။

ဥပမာ - ဖိအား 82 psig ႏွင့္ အပူခ်ိန္ 70°F တြင္ရွိေသာ ေလ တစ္ေပါင္၏ ထုထည္(volume)ကုိရွာပါ။

Gauge pressure ကို absolute pressure သုိ႔ေျပာင္းပါ။

Absolute pressure = 14.7 + 82 = 96.7psia

                       V    = 196/P  = 196/96.7 = 2.03 ft3/lb @ 82 psig or 96.7 psia

ေအာက္ပါ ဥပမာျဖင့္ ဖိအား(pressure)ႏွင့္ အပူခ်ိန္(temperature)တစ္ၿပိဳင္နက္ ေျပာင္းလဲျခင္းေၾကာင့္ ထုထည္ (volume)ေျပာင္းလဲပံု တြက္နည္းျဖင့္ ေဖာ္ျပထားသည္။

 

ဥပမာ - ေလထုဖိအား(atmospheric pressure) 14.7 psia ႏွင့္ အပူခ်ိန္ 85°F တြင္ ရွိေသာ ေလထုထည္ 10ft3 ကို ဖိအား 30 psig သို႔ ေရာက္ေအာင္ ဖိသိပ္(compress)လ်ွင္ အပူခ်ိန္ 125°F အထိ ျမင့္တက္သြားသည္။ ေနာက္ဆံုး အေျခအေန(condition)၌ရွိေသာ ေလ၏ ထုထည္(volume)ကုိ ရွာပါ။

 

(၁)

ပထမဦးစြာ ဖိအား(pressure)ေၾကာင့္ ေျပာင္းသည့္ ထုထည္(volume)ကုိ ရွာပါ။

Initial absolute pressure = 14.7 psia

Final absolute pressure  = 14.7 + 30 = 44.7 psia

                                                                                              = 10 x 14.7/44.7 = 3.29 ft3

(၂)

ထုိ႔ေနာက္ အပူခ်ိန္ ျမင့္တက္လာမႈေၾကာင့္ final temperature တန္ဖိုး ေျပာင္းလာသည္။ ထုထည္ (volume)ကုိ ရွာရန္

Initial absolute temperature = 460 + 85 = 545°R

Final absolute temperature  = 460 + 125 = 585°R

               = 3.29 x 585/545 = 3.53 ft3/lb volume @ final air 125°F @ 30 psig

အထက္ပါ ပံုေသနည္းမွ ေလတစ္ေပါင္၏ ထုထည္(volume)ကုိ ထုိေလ၏ အပူခ်ိန္(temperature)ႏွင့္ ဖိအား   (pressure)ကုိ သိလ်ွင္ တြက္ယူႏိုင္သည္။

၁.၆ Enthalpy

Enthalpy ဆုိသည္မွာ ျဒပ္ဝတၳဳတစ္ခုက သိုေလွာင္ထားသည့္ အပူပမာဏ(heat  content)ျဖစ္သည္။ Heat content ႏွင့္ Enthalpy တုိ႔သည္ အဓိပၸာယ္တူၾကသည္။  Heat content သုိ႔မဟုတ္ Enthalpy သည္ ျဒပ္ဝတၱဳတစ္ခု၏ အပူပုိင္ဆုိင္မႈကုိ ေဖာ္ျပသည့္ တန္ဖုိးျဖစ္သည္။ Enthalpy ႏွင့္ Heat သည္ အဓိပၸာယ္ မတူညီပါ။

တစ္ေနရာမွ အျခားတစ္ေနရာသုိ႔ ကူးေျပာင္း(transfer)သြားႏုိင္သည့္ စြမ္းအင္(form of energy) ကိုသာ “Heat” အျဖစ္ သတ္မွတ္သည္။ အရာဝတၳဳတစ္ခု၏ အပူပုိင္ဆုိင္မႈ သုိ႔မဟုတ္ သိုေလွာင္သိမ္းဆည္း ထားသည့္ အပူကို Enthalpy အျဖစ္ သတ္မွတ္သည္။ Enthalpyသည္  ျဒပ္ဝတၳဳတစ္ခု၏ ကူးေျပာင္း (transfer)ႏုိင္သည့္ စြမ္းအင္(energy)ႏွင့္ က်န္သည့္စြမ္းအင္(energy) အားလုံးကို ေဖာ္ျပသည့္ ပုိင္ဆုိင္မႈ တန္ဖုိး ျဖစ္သည္။

ဥပမာ လူတစ္ေယာက္၏ ေရႊ႕့ေျပာင္းႏိုင္သည့္ ပိုင္ဆုိင္မႈသည္ Heat ႏွင့္ တူသည္။ ေရႊ႕ေျပာင္းႏိုင္သည့္ ပိုင္ဆုိင္မႈ ႏွင့္ မေရႊ႕ေျပာင္းႏုိင္သည့္အရာ အားလုံးတုိ႔သည္ “Enthalpy” ျဖစ္သည္။ (အခ်ိန္ အခုိက္အတန္႔ အတြက္ ျဖစ္သည္။) အရာဝတၳဳတစ္ခု၏ အပူပုိင္ဆုိင္မႈ သုိ႔မဟုတ္ သိုေလွာင္သိမ္းဆည္းထားသည့္ အပူ (Enthalpy)အားလံုးကို အျခား တစ္ေနရာရာသုိ႔ ကူးေျပာင္း(transfer)ႏုိင္လ်ွင္ Enthalpy တန္ဖုိးႏွင့္ Heat တန္ဖုိးတုိ႔ တူညီၾကသည္။

သုိ႔ေသာ္ လက္ေတြ႔တြင္ ကူးေျပာင္း(transfer)ႏုိင္သည့္ အပူ(heat)ပမာဏသည္ Enthalpy (သုိေလွာင္ သိမ္းဆည္းထားသည့္ အပူပမာဏ)ထက္ နည္းေလ့ရွိသည္။ တစ္နည္းအားျဖင့္ သုိေလွာင္ထားသမ်ွ အပူ အားလံုးကို လံုးဝကုန္စင္ေအာင္ ကူးေျပာင္း(transfer)သြားေအာင္လုပ္ရန္ အလြန္ခဲယဥ္းသည္။ (လူတစ္ေယာက္ သည္ သူ႔၏ ပိုင္ဆုိင္သမ်ွအားလံုးကို တစ္ျပားမက်န္ စြန္႔လႊတ္ ေပးကမ္းရန္ မျဖစ္ႏုိင္သကဲ့သုိ႔ ျဖစ္သည္။ )

          အပူကူးေျပာင္းျခင္း(heat transfer)ျဖစ္ရန္အတြက္ အပူခ်ိန္ျခားနားခ်က္(temperature difference) ရွိရန္ လုိသည္။  ပိုင္ဆုိင္မႈမ်ားသူကသာ ပုိင္ဆုိင္မႈ နည္းသူကို ေပးကမ္းစြန္႔ၾကဲေလ့ရွိသကဲ့သုိ႔ Enthalpy ျမင့္သည့္(temperature ျမင့္သည့္) အရာဝတၳဳကသာ Enthalpy နိမ့္သည့္(temperature နိမ့္သည့္) အရာဝတၳဳထံသုိ႔ အပူကူးေျပာင္းျခင္း(heat transfer) ျဖစ္ႏုိင္သည္။

အပူခ်ိန္(temperature)၊ အပူ(heat) နွင့္ Enthalpy တုိ႔ကုိ ရွင္းလင္းကြဲျပားစြာ နားလည္ရန္ လုိသည္။ အပူခ်ိန္(temperature)သည္ ျဒပ္ဝတၳဳတစ္ခု၏ thermal level သုိ႔မဟုတ္ thermal intensity ကုိသာျပဆုိသည္။  Thermal level ျမင့္သည့္ ျဒပ္ဝတၳဳသည္ အပူခ်ိန္ျမင့္သည္။

အပူခ်ိန္ျမင့္သည့္  ျဒပ္ဝတၱဳ(high temperature body)သည္ အပူပုိင္ဆိုင္မႈ(Enthalpy)မ်ားသည္။ တစ္နည္းအားျဖင့္ အပူ သိုေလွာင္ထားမႈ မ်ားသည္။  ထုိ Enthalpy ထဲမွ ကူးေျပာင္း(transfer)သြားႏိုင္သည့္ အပူစြမ္းအင္ကုိသာ “Heat” ဟုေျပာဆုိ ၾကသည္။ အပူကူေျပာင္းျခင္း(heat transfer)ျဖစ္ရန္ အပူခ်ိန္ျမင့္သည့္ (ေပးမည့္)ေနရာမွ အပူခ်ိန္နိမ့္သည့္ (လက္ခံမည့္) ေနရာသုိ႔ စီးဆင္းမည့္ အပူပမာဏ(amount of heat)သည္ ျဒပ္ဝတၳဳ(mass) ေပၚတြင္ မူတည္သည္။

Definition - heat is defined as the form of energy that is transferred between two systems by virtue of temperature difference.

System တစ္ခုအတြင္းရွိ စြမ္းအင္(energy) ေျပာင္းလဲမႈသည္ ထုိ system ထဲသုိ႔ ထည့္သည့္ စြမ္းအင္ (Ein) ပမာဏမွ ထုိ system ထဲမွ ထုတ္လုိက္သည့္ စြမ္းအင္(Eout )ပမာဏကို ႏႈတ္ျခင္းႏွင့္ ညီမ်ွသည္။

 

Ech =  change in stored energy in the system

Ein  =   energy added to (entering) the system

Eout =  energy removed (leaving) the system

ဥပမာ- ႐ံုးခန္းတစ္ခု၏ အပူေပးစက္(room hot water heater)တစ္ခုမွ 4,000 Btu/hr အပူပမာဏကုိ ထုတ္ေပး နိုင္သည္။

အခန္းအတြင္းမွ အပူသည္ အျပင္ဘက္သုိ႔ 6500 Btu/hr ႏႈန္းျဖင္႔ ထြက္သြားသည္။ အခန္းသည္ မည္သည့္ အေျခအေန ျဖစ္လာ မည္နည္း ။  မည့္သုိ႔ ကာကြယ္ ရမည္နည္း။

 

              = 4000 Btu/hr - 6500 Btu/hr

              = - 2500 Btu/hr

        ပံု ၁-၂၁ အခန္းအတြင္းမွ အပူမ်ားထြက္သြားပံု

အႏႈတ္လကၡဏာသည္ အခန္းအတြင္းမွ အပူမ်ား ဆုံး႐ႈံးေနသည္ကုိ ေဖာ္ျပသည္။ အခန္းအတြင္းမွ ထြက္သြားသည့္ အပူပမာဏသည္ အပူေပးစက္(heater)မွ ထုတ္ေပးသည့္ အပူပမာဏထက္ မ်ားေသာေၾကာင့္ ျဖစ္သည္။

အပူ(heat) ဆုံး႐ႈံးမႈေၾကာင့္ Enthalpy ေလ်ာ့နည္းမႈကုိ ျဖစ္ေပၚေစၿပီး  အခန္း၏ အပူခ်ိန္ က်ဆင္း လိမ္႔မည္။ ထုိ႔ေၾကာင့္ အပူဆုံး႐ႈံးမႈ နည္းေအာင္ insulate လုပ္ျခင္းျဖင့္ ကာကြယ္ႏုိင္သည္။ သုိ႔မဟုတ္ 25,000 Btu/hr ထုတ္ေပးႏုိင္သည့္ လ်ွပ္စစ္အပူေပးစက္(electric heater)ကုိ အသုံးျပဳႏုိင္သည္။

Air con ဘာသာရပ္ကို ကြ်မ္းက်င္စြာ တတ္ေျမာက္ရန္ ေလ ႏွင့္ ေရ တုိ႔၏ သဘာဝ (nature) ကို အေသးစိတ္ ေလ့လာရန္ လိုသည္။

၁.၇ Sensible Heat and Latent Heat

ပံု ၁-၂၂ (a) Sensible Heat

ပံု ၁-၂၂ (b) Latent Heat

ပံု ၁-၂၃ Sensible Heat and Latent Heat

အပူေပးျခင္း(heat addition) သို႔မဟုတ္ အပူဖယ္ထုတ္ျခင္း(removal of heat)ျဖင့္ အရာဝတၳဳမ်ား (substance) မ်ား၏ physical state မ်ားကို ေျပာင္းလဲႏိုင္သည္။

ျဒပ္ထုမ်ားကို အပူေပးသည့္အခါ(heat added) အေျခအေန ႏွစ္မ်ိဳး ျဖစ္ေပၚႏုိင္သည္။

(၁)

ျဒပ္ထုမ်ားကို အပူေပးသည့္အခါ(heat added) အပူခ်ိန္(temperature) ျမင့္တက္လာၿပီး phase သို႔ state ေျပာင္းလဲျခင္း မရွိလ်ွင္ ထိုျဖစ္စဥ္(process)ကို “Sensible Heat Change Process” ဟု ေခၚသည္။ ထည့္ေပးသည့္ အပူ(heat)ကို “Sensible Heat” ဟုေခၚသည္။ အပူကို ဖယ္ထုတ္လ်ွင္လည္း ထိုနည္းတူပင္ ျဖစ္သည္။

(၂)

အပူေပးသည့္အခါ(heat added) အပူခ်ိန္ေျပာင္းလဲျခင္းမရွိဘဲ phase သုိ႔မဟုတ္ state သာ ေျပာင္းလဲလ်ွင္ ထိုထည့္ေပးအပူကို “Latent heat” ဟုေခၚသည္။

ပံု ၁-၂၄ Temperature-enthalpy(heat content)change of water at 14.7 psi a surrounding pressure.

Sensible Heat

Sensible heat Equation:

  = rate of sensible heat added or removed from substance (Btu/hr)

m = weight rate flow of substance (lb/hr)

= specific heat of substance at constant Pressure Btu/lb (°F)

= temperature change or substance (°F)

Air conditioning process မ်ားတြင္ sensible heat equation ကုိ အလြန္အသုံးမ်ားသည္။ Air Con process မ်ားတြင္ အပူခ်ိန္ေျပာင္းလဲျခင္း(temperature change)သာ ျဖစ္ေလ့ရွိၿပီး state ေျပာင္းလဲျခင္း သုိ႔မဟုတ္ phase ေျပာင္းလဲျခင္း သည္ မျဖစ္သေလာက္ နည္းေသာေၾကာင့္ ျဖစ္သည္။

ဥပမာ Chiller တစ္လံုး၏ chilled water flow rate သည္ တစ္မိနစ္လ်ွင္ ဂါလန္(၅၀၀)ႏႈန္း (500 GPM) ျဖစ္သည္။  အပူခ်ိန္ 55°F ရွိေသာ ေရ(chilled water)ကို 43°F အထိ ေအးေအာင္ လုပ္ႏုိင္စြမ္းရွိလ်ွင္ ထို chiller ၏ cooling capacity ကုိ ရွာပါ။ Btu/hr ၊ ton of refrigeration(RT) ၊ kW တုိ႔ျဖင့္ ေဖာ္ျပပါ။

Chiller တစ္လံုး၏ cooling capacity ဆုိသည္မွာ ေရမွ ဖယ္ထုတ္လုိက္သည့္ အပူပမာဏ (amount of heat removed from water) ျဖစ္သည္။

m = weight flow rate ျဖစ္သည္။ ထုိ႕ေၾကာင့္ gpm မွ lb/hr သုိ႔ ေျပာင္းရန္ လုိအပ္သည္။

(for water 1GPM = 500 lb/hr)

= 250,000 lb/hr

တစ္မိနစ္လ်ွင္ တစ္ဂါလန္(1 GPM)ကုိ lb/hr သုိ႔ေျပာင္းလ်ွင္ 500 lb/hr ႏွင့္ ညီမ်ွသည္။

=-3,000,000 Btu/hr

အႏႈတ္ လကၡဏာသည္ အပူ(heat)မ်ားကုိ ေရမွ ဖယ္ထုတ္လုိက္သည္ ဟုဆုိလုိသည္။ ထုိ႔ေၾကာင့္ ေရသည္ ေႏြးရာ(အပူခ်ိန္ျမင့္ရာ)မွ ေအးသြား(အပူခ်ိန္နိမ့္ဆင္းသြား)သည္။

 

Btu/hr မွ Refrigeration သုိ႔ေျပာင္းရန္ 1 RT (Refrigeration Ton) 12,000 Btu/hr = 3.517 kW

cooling capacity ကုိ kW(kilowatt)ျဖင့္ ေဖာ္ျပရန္

Chilled water circuit သို႔မဟုတ္ chiller water တြင္ sensible heat ကူးေျပာင္းျခင္း(transfer)သာ ျဖစ္ေပၚ သည္။[Q_s=m x C_(p  ) x Δt ]   မည္သည့္အခါမွ latent heat ကူးေျပာင္းျခင္း(transfer) မျဖစ္ေပၚေပ။

ဥပမာ-ဘြိဳင္လာ(boiler) တစ္လုံး ၏ fuel oil preheater သည္ ပ်က္စီးသြားေသာေၾကာင့္ အရန္(spare) heater ကုိ အစားထုိး အသုံးျပဳရန္ ျဖစ္သည္။  အရန္(spare) heater ၏  capacity သည္ 100,000 Btu/hr ျဖစ္သည္။  ဘြိဳင္လာ(boiler) ၏ ေလာင္စာဆီစီးႏႈန္း(fuel oil flow rate) 10 GPM ျဖစ္ၿပီး 60˚F အပူခ်ိန္ရွိေသာ fuel oil ကုိ 180˚F သုိ႔ေရာက္ေအာင္ အပူေပးရန္ လုိအပ္သည္။ ေလာင္စာဆီ၏ သိပ္သည္းဆ(density of oil)သည္ 8.0 lb/gal ျဖစ္ၿပီး ေလာင္စာဆီ(fuel oil) ၏ specific heat သည္ 0.5 Btu/lb˚F ျဖစ္သည္။ အရန္ အပူေပးစက္ (spare heater) ၏ capacity သည္ အစားထုိး အသုံးျပဳႏုိင္ေလာက္ေအာင္ အရြယ္အစား ႀကီးမႀကီးကုိ တြက္ပါ။

ပထမဦးစြာ ေလာင္စာဆီ(fuel oil)၏ ထုထည္စီးႏႈန္း(GPM)ကုိ အေလးခ်ိန္စီးႏႈန္း(lb/hr)သုိ႔ ေျပာင္းရန္ လုိအပ္သည္။

 

အရန္ အပူေပးစက္(spare heater)သည္ 10 GPM ႏႈန္းျဖင့္ အပူခ်ိန္ 60˚F ရွိေသာ ေလာင္စာဆီ(fuel oil)ကုိ အပူခ်ိန္ 102˚F သုိ႔ေရာက္ေအာင္ အပူေပး ႏုိင္သည္။

ဥပမာ Air con duct အတြင္း၌ ရွိေသာ လ်ွပ္စစ္အပူေပးစက္(electric heater)၏ capacity သည္ 2 kW ျဖစ္သည္။ အပူမေပးခင္ ေလ၏ အပူခ်ိန္သည္ 80˚F ျဖစ္ၿပီး heater ကုိ ျဖတ္ၿပီးေနာက္ ေလ၏ အပူခ်ိန္သည္ 100°F ျဖစ္သည္။ Duct အတြင္းတြင္ ေလစီးႏႈန္း(air flow rate) မည္မ်ွ ရွိသည္ကုိ ft3/min(CFM)ျဖင့္ ေဖာ္ျပပါ။

အပူေပးစက္(heater)ထုတ္လုပ္သူမ်ား ေရာင္းခ်သူမ်ားသည္ အပူေပးစက္(heater)၏ heating capacity ကုိ kW(kilowatt) ျဖင့္သာ ေဖာ္ျပေလ့ရွိသည္။

(၁)

Heater capacity ကုိ Btu/hr သုိ႔ ေျပာင္းပါ။

1kW = 3,410 Btu/hr

(၂)

Sensible heat equation ကုိ သုံး၍ mass flow rate ကုိ ရွာရန္ - ေလ၏ specific heat မွာ

 

(၃)

CFM သုိ႔ေျပာင္းရန္

Latent Heat

 

ပံု ၁-၂၅ ေရခဲမွ ေရေႏြးေငြ႔ အျဖစ္သို႔ ေျပာင္းလဲပံု

ပံု ၁-၂၆

အရည္(liquid)အျဖစ္မွ အေငြ႔(vapor)အျဖစ္သို႔ ေျပာင္းလဲရန္အတြက္ ထည့္ေပးရသည့္အပူကို “Latent Heat of Vaporization” ဟုေခၚသည္။ အေငြ႔(vapor)အျဖစ္မွ အရည္(liquid) အျဖစ္သို႔ေရာက္ေအာင္ ထုတ္ယူ ပစ္ရသည့္ အပူကို “Latent Heat of Condensation”  ဟုေခၚသည္။ 

ေရ၏ “Latent Heat of Vaporization” ႏွင့္ “Latent Heat of Condensation” တုိ႔သည္ တန္ဖိုး တူညီၾကသည္။ 970  Btu/lb (2257 kJ/Kg)ျဖစ္သည္။

အစုိင္အခဲ(solid) အျဖစ္မွ အရည္(liquid)အျဖစ္သို႔ ေျပာင္းရန္အတြက္ ထည့္ေပးရသည့္ အပူကို “Latent Heat of Solidification” ဟုေခၚသည္။ အရည္(liquid) အျဖစ္မွ အစုိင္အခဲ(solid) အျဖစ္သို႔ ေျပာင္းရန္ အတြက္ ထုတ္ယူရသည့္ အပူကို “Latent Heat of Fusion” ဟုေခၚသည္။

ေရ၏ “Latent Heat of Solidification” ႏွင့္ “Latent Heat of Fusion” တုိ႔သည္ ပမာဏအားျဖင့္ တူညီၾကသည္။ 144  Btu/lb (334 kJ/Kg) ျဖစ္သည္။

ျဒပ္ထု(substance) အမ်ိဳးအစားကို လုိက္၍ saturation temperature ကြဲျပားၾကသည္။ ေလထုဖိအား (atmospheric pressure)ေအာက္တြင္ ေရသည္ အပူခ်ိန္ 100°C ၌ ဆူပြက္ျခင္း(boiling) ျဖစ္ၿပီး အရက္ပ်ံ (alcohol)သည္ 78°C တြင္ စတင္ဆူပြက္ျခင္း(boiling) ျဖစ္သည္။ R-22 ဓာတ္ေငြ႔သည္ -40.8°C တြင္ စတင္ ဆူပြက္ျခင္း(boiling) ျဖစ္သည္။

ဥပမာ ေရအေပၚတြင္ ဖိအား 0.1MPa(atmospheric pressure) သက္ေရာက္ေနလ်ွင္ ထုိေရ၏   saturation temperature သည္ 100°C ျဖစ္သည္။ ေရဖိအား(pressure)သည္ 0.2MPa ျဖစ္လ်ွင္ ေရsaturation temperature သည္ 119°C  ျဖစ္သြားသည္။ ေရဖိအား(pressure)သည္ 0.05MPa ျဖစ္လ်ွင္ ေရ saturation temperature သည္ 81°C ျဖစ္သည္။

Latent heat of vaporization (condensation)

Substance

Btu/lb

kJ/Kg

air

 

2501

Water

970 at 212°F

2257 at 100°C

R-12

68.2 at 5°F

159 at 15°C

R-22

93.2 at 5°F

217 at 15 °C

R-407C

-

294 at 15 °C

R-410A

-

233 at 15 °C

R-134a

-

209 at 15 °C

Latent Heat Formula

ဥပမာ ေရအေလးခ်ိန္ (၁၀)ကီလိုဂရမ္ကို 100°C အရည္(liquid)အျဖစ္မွ အေငြ႕(gas)အျဖစ္သို႔ ေျပာင္းလဲသြား ေစရန္ လိုအပ္သည့္ အပူ ပမာဏကို ရွာပါ။

ေရ Latent Heat of Vaporization သည္ 2257 kJ/kg ျဖစ္သည္။

Q = 10 kg x 2257 kJ/kg = 22,570 kJ လိုအပ္သည္။

၁.၈ အပူ(Heat)ကို တုိင္းတာသည့္ ယူနစ္မ်ား

အပူခ်ိန္တုိင္းသည့္ သာမုိမီတာ(thermometer)သည္ intensity of heat ကိုသာ တိုင္းႏိုင္သည္။ အပူ ပမာဏ(quantity of heat)ကို မတိုင္းတာႏိုင္ေပ။ လက္ေတြ႔တြင္ အပူပမာဏ(quantity of heat) မည္မ်ွနည္း သည္ သုိ႔မဟုတ္ မည္မ်ွမ်ားသည္ကို တြက္ခ်က္ေျပာဆုိရန္ လိုအပ္သည္။ အပူပမာဏ(quantity of heat)ကို တုိင္းယူသည့္ ယူနစ္ မ်ားစြာရွိသည္။

အေလးခ်ိန္ တစ္ဂရမ္(gram)ရွိေသာ ေရကို 1°C ျမင့္တက္ရန္အတြက္ေပးရမည့္ အပူပမာဏ သုိ႔မဟုတ္ 1°C နိမ့္သြားရန္အတြက္ ဖယ္ထုတ္ရမည့္ အပူပမာဏသည္ 1 Calorie [cal] (တစ္ ကယ္လိုရီ)ႏွင့္ ညီမ်ွသည္။

ယူနစ္

ေရ၏အေလးခ်ိန္

အပူခ်ိန္(တက္/က်)

အပူပမာဏ(amount of heat)

Kilocalorie [kcal]

1 kg

1°C

1 kcal

Joule [J]

1 g

1°C

4.187 J

Kilojoule[kJ]

1 kg

1°C

4.187 kJ

British Thermal Unit [BTU]

1 lb

1°F

1 Btu

ပံု ၁-၂၇ အပူပမာဏ 1 cal (4.187J) ထည့္ေပးျခင္း

ပံု ၁-၂၈ အပူပမာဏ 1 Btu ထည့္ေပးျခင္း

ပံု ၁-၂၇ ေရခဲ(ice)၊ ေရ(water) ႏွင့္ ေရေငြ႔(vapor)တုိ႔မွ သက္ေရာက္ေနသည့္ ဖိအားအမ်ိဳးမ်ိဳး

အပူ(heat)၏ ယူနစ္တစ္ခု မွ တစ္ခုေျပာင္းယူရန္ ဆက္သြယ္ခ်က္

Conventional metric systems

S.I metric system

Yard-pound system

cal

kcal

J

kJ

Btu

1

0.001

4.186

0.004186

0.003968

1000

1

4186

4.186

3.968

0.2389

0.0002389

1

0.001

0.000948

238.9

0.2389

1000

1

0.9480

252

0.2520

1055

1.055

1

 

အပူေပးျခင္း(heat addition)ေၾကာင့္ အစိုင္အခဲ(solid)မွ အရည္(liquid) အျဖစ္သို႔ ေျပာင္းလဲျခင္းကို “Fusion” ဟုေခၚသည္။ အရည္(liquid)အျဖစ္မွ အေငြ႕(vapor)အျဖစ္သို႔ ေျပာင္းလဲျခင္းကို “Vaporization” ဟုေခၚသည္။

ပံု ၁-၂၉

ပံု ၁-၃၀

အစိုင္အခဲ(solid)မွ အေငြ႕(vapor)အျဖစ္သို႔ (အရည္အျဖစ္သို႔ တစ္ဆင့္ ေျပာင္းလဲျခင္းမရွိ) တုိက္႐ုိက္ ေျပာင္းလဲျခင္းကို “Sublimation” ဟုေခၚသည္။ အပူဖယ္ထုတ္ျခင္း(heat removal)ေၾကာင့္ အေငြ႕(vapor) အျဖစ္မွ အရည္(liquid) အျဖစ္သို႔ ေျပာင္းလဲျခင္းကို “Condensation” ဟုေခၚသည္။ အရည္(liquid)အျဖစ္မွ အစိုင္အခဲ(solid) အျဖစ္သို႔ ေျပာင္းလဲျခင္းကို “Solidification” ဟုေခၚသည္။

၁.၉ ေရ၏ အသြင္ေျပာင္းလဲမႈမ်ား (Phase Change of Water)

ပံု ၁-၃၁ အပူေပးျခင္းေၾကာင့္ ေရခဲ(ice)မွ ေရေငြ႕(water vapor)အျဖစ္သုိ႔ ေျပာင္းလဲပံုအဆင့္ဆင့္

A မွ B         

ခြက္တစ္ခုအတြင္း၌ အပူခ်ိန္ -50°C ရွိေသာ ေရခဲတံုးကေလးမ်ားအား ထည့္မီးဖိုျဖင့္ အပူေပးလ်ွင္ ေရခဲတုံးကေလးမ်ားအပူခ်ိန္သည္ တျဖည္းျဖည္း ျမင့္တက္လာလိမ့္မည္။ ထို႔ေနာက္  0°C(32°F) သို႔ေရာက္လ်ွင္ အပူခ်ိန္ျမင့္တက္လာမႈသည္ ရပ္တန္႔သြားလိမ့္မည္။

B မွ C

0°C(32°F)အပူခ်ိန္သို႔ေရာက္ရွိလ်ွင္ ေရခဲတံုးကေလးမ်ား စတင္ အရည္ေပ်ာ္လာမည္။ ေရခဲတံုး ကေလးမ်ားအျဖစ္ ရွိေနသမ်ွ အပူခ်ိန္သည္ 0°C (32°F)မွ ျမင့္တက္လာလိမ့္မည္ မဟုတ္ေပ။ အခ်ိန္ ခဏၾကာလ်ွင္ ေရခဲတုံးမ်ားအားလံုးသည္ အရည္အျဖစ္သို႔ ေရာက္ရွိသြားလိမ့္မည္။ တစ္နည္းအားျဖင့္  0°C(32°F) ေရ(liquid) အျဖစ္သို႔ ေရာက္သြားသည္။ ထိုအခ်ိန္တြင္ မီးဖိုမွ အပူေပးေနၿပီး ေရခဲတုံးမ်ားအပူခ်ိန္သည္ ျမင့္တက္လာျခင္းမရွိလ်ွင္ မီးဖိုမွ ေပးေနသည့္ အပူမ်ားသည္ မည္သည့္ ေနရာသို႔ ေရာက္ရွိ ကုန္သနည္း။ ထိုအပူမ်ားသည္ 0°C(32°F) ေရခဲတံုး(ice)အျဖစ္မွ 0°C(32°F) ေရ(liquid) အျဖစ္သို႔ အသြင္(phase) ေျပာင္းရန္ အတြက္ လိုအပ္ေသာ စြမ္းအင္အျဖစ္သို႔ ေရာက္ရွိ သြားသည္။

C မွ D

ေရခဲမ်ား အားလံုး အရည္ေပ်ာ္ၿပီးေနာက္ အပူခ်ိန္ 0°C(32°F) မွ 100°C(212°F)သို႔ ေရာက္ေအာင္ တျဖည္းျဖည္း အပူခ်ိန္ တိုးလာသည္။

D မွ E

အပူခ်ိန္ 100°C(212°F)သို႔ ေရာက္ၿပီးေနာက္ အပူခ်ိန္ ဆက္မတက္ေတာ့ဘဲ ေရမ်ား စတင္ဆူပြက္ လာကာ ေရေႏြးေငြ႕ 100°C(vapor) အျဖစ္သို႔ စတင္ေျပာင္းလဲလာသည္။ အခ်ိန္ခဏ အၾကာတြင္ ေရ(water) အားလံုးသည္ 100°C ေရေႏြးေငြ႕အျဖစ္သို႔ ေျပာင္းလဲသြားသည္။

E မွ F

ခြက္အတြင္း၌ ေရအျဖစ္မရွိေတာ့ဘဲ ေရေႏြးေငြ႕မ်ားသာ ျဖစ္ေနသည့္ အေျခအေနကို saturated vapor ဟုေခၚသည္။ 100°C(212°F) ေရေငြ႔(vapor) မွတျဖည္းျဖည္း အပူခ်ိန္တက္လာသည္။ Saturated vapor ျဖစ္ၿပီးေနာက္ ဆက္တက္လာသည့္ အပူခ်ိန္ကို “Superheat Temperature” ဟုေခၚသည္။

၁.၁၀ စတင္ အရည္ေပ်ာ္သည့္ အပူခ်ိန္ (Melting Temperature)

အစိုင္အခဲ(solid)အျဖစ္မွ အရည္(liquid)အျဖစ္သို႔ေျပာင္းသည့္ အပူခ်ိန္ကို စတင္အရည္ေပ်ာ္သည့္ အပူခ်ိန္(melting temperature) သုိ႔မဟုတ္ အရည္ေပ်ာ္မွတ္(melting point)ဟု ေခၚသည္။ ေလထုဖိအား (atmospheric pressure) ေအာက္တြင္ ေရ(water)အရည္ေပ်ာ္မွတ္(melting point)သည္  0°C (32°F) ျဖစ္သည္။

၁.၁၁ စတင္ဆူပြက္သည့္ အပူခ်ိန္(Boiling Point)

အရည္(liquid)အျဖစ္မွ အေငြ႕(vapor) အျဖစ္သို႔ ေျပာင္းသည့္ အပူခ်ိိန္ကို စတင္ဆူပြက္သည့္ အပူခ်ိန္ (boiling temperature) သုိ႔မဟုတ္ ေရဆူမွတ္(boiling point) သုိ႔မဟုတ္ evaporation temperature သုိ႔မဟုတ္ vaporization temperature သုိ႔မဟုတ္ saturation temperature ဟု အသံုးျပဳပံုကိုလုိက္၍ အမ်ိဳးမ်ိဳး ေရးသား ေျပာဆိုေလ့ရွိသည္။ ေလထုဖိအား(atmospheric pressure) ေအာက္တြင္ ေရေရဆူမွတ္ (boiling point)သည္  100°C(212°F)ျဖစ္သည္။

အထက္ပါ ျဖစ္စဥ္မ်ားသည္ အပူေပးျခင္း(heat adding) အတြက္ ျဖစ္သည္။

၁.၁၂ Condensation Temperature

အေငြ႕(vapor)အျဖစ္မွ အရည္(liquid)အျဖစ္သို႔ ေျပာင္းလဲသည့္အပူခ်ိန္ကိုcondensing temperature သုိ႔မဟုတ္ saturation temperature ဟုေခၚသည္။ ေရ condensation temperature သည္ 100°C (212°F)ျဖစ္သည္။

၁.၁၃ Solidification Temperature

         အရည္အျဖစ္မွ အစိုင္အခဲ(solid)အျဖစ္သို႔ ေျပာင္းလဲသည့္ အပူခ်ိန္ကို “Solidification Temperature” ဟုေခၚသည္။ ေရ solidification temperature သည္ 0°C (32°F) ျဖစ္သည္။ အထက္ပါ ျဖစ္စဥ္မ်ားသည္  အပူဖယ္ထုတ္ျခင္း(heat removal) အတြက္ ျဖစ္စဥ္မ်ား ျဖစ္သည္။

အထက္ပါ ေရဆူမွတ္(boiling point) ႏွင့္ အရည္ေပ်ာ္မွတ္(melting point) တို႔သည္ ေလထုဖိအား (atmospheric pressure)အတြက္သာ မွန္သည္။ ေရ(water)ေရဆူမွတ္(boiling point)လည္း ထိုေရ အေပၚတြင္ သက္ေရာက္ေနေသာ ဖိအားကို မူတည္၍ ေျပာင္းလဲေနသည္။

ပံု ၁-၃၂ ေရ၏ sensible heat ႏွင့္ latent heat တန္ဖိုးမ်ား (SI ယူနစ္)

ပံု ၁-၃၃ ေရ၏ sensible heat ႏွင့္ latent heat တန္ဖိုးမ်ား (IP ယူနစ္)

အပူခ်ိန္ 32°F(0°C)ေရခဲမ်ား အရည္ေပ်ာ္ျခင္းကို melting ျဖစ္သည္ ဟုေခၚသည္။ အရည္ေပ်ာ္ျခင္း ေၾကာင့္ ေရခဲမ်ားက အနီးဝန္းက်င္(surrounding)မွ အပူ(heat)မ်ားကို စုပ္ယူလိုက္သည္။ ေရခဲမ်ားတြင္ အပူ တုိးျခင္း သုိ႔မဟုတ္ အပူစုပ္ယူျခင္း(latent heat gain) ျဖစ္ေပၚၿပီး၊ အနီးဝန္းက်င္(surrounding)တြင္ အပူဆံုး႐ႈံးျခင္း(heat loss) ျဖစ္ေပၚသည္။ 

ေရခဲအျဖစ္မွ ေရအျဖစ္သုိ႔ ေျပာင္းလဲျခင္း(melting)ကို “Latent Heat of Fusion” ဟု ေခၚသည္။ ေရအျဖစ္မွ ေရခဲအျဖစ္သုိ႔ ေျပာင္းလဲျခင္း “Latent Heat of Solidification” ဟု ေခၚသည္။ Latent heat ဆိုသည္မွာ အပူခ်ိန္(temperature) ေျပာင္းလဲျခင္းမရွိဘဲ အသြင္(phase) ေျပာင္းလဲရန္အတြက္ လိုအပ္ေသာ အပူ(heat)ကို ဆိုလိုသည္။

ေရ latent heat of fusion ႏွင့္ latent heat of solidification တန္ဖိုးတို႔ တူညီၾကသည္။ 144 Btu/lb (334 kJ/Kg)ျဖစ္သည္။ ေရတစ္ေပါင္ကို အရည္အျဖစ္မွ ေရခဲအျဖစ္သို႔(freezing) phase ေျပာင္းရန္ အတြက္ 144 Btu ပမာဏရွိေသာ အပူကို ေရမွ ဖယ္ထုတ္ေပးရန္ လိုအပ္သည္။ ေျပာင္းျပန္ အားျဖင့္ ေရခဲ တစ္ေပါင္ အရည္ေပ်ာ္လ်ွင္ (melting) 144 Btu ပမာဏရွိေသာ အပူကို ေရခဲမွ စုပ္ယူသြားသည္။

Latent heat တြင္ အပူခ်ိန္(temperature)ေျပာင္းလဲမႈ မရွိေသာေၾကာင့္ ယူနစ္တြင္ အပူခ်ိန္ (temperature) °C သို႔မဟုတ္ °F  မပါဝင္ေပ။

အပူခ်ိန္ (0°C)32°F ၌ ေရခဲမ်ားအားလံုး အရည္ေပ်ာ္ၿပီးေနာက္ ေရအပူခ်ိန္သည္ 32°F မွ တျဖည္းျဖည္း တက္လာသည္။ အပူခ်ိန္(temperature) ေျပာင္းလဲၿပီး၊ အသြင္(phase)ေျပာင္းလဲမႈ မရွိလ်ွင္ sensible heat ဟု သတ္မွတ္သည္။ ေရ ၏ sensible heat သည္ IP ယူနစ္ တြင္ 32°F မွ 212°F အတြင္းသာ ျဖစ္ႏုိင္သည္။ ေရတစ္ေပါင္ကို အပူခ်ိန္ 1°F ျမင့္တက္ရန္အတြက္ 1Btu ပမာဏရွိေသာ အပူ(heat) ထည့္ေပးရန္ လိုအပ္သည္။ ေရ တစ္ေပါင္ကို    1°F က်ဆင္းရန္ အတြက္ ေရမွ 1 Btu အပူပမာဏကို ဖယ္ထုတ္ ေပးရမည္။

ေရခဲမွတ္ 32°F မွ ေရဆူမွတ္ 212°F ထိေရာက္ရန္အတြက္ 180°F ျမင့္တက္ရန္ လိုအပ္သည္။ ေရတစ္ေပါင္အတြက္ အပူခ်ိန္ 32°F မွ 212°F အထိေရာက္ရန္ ေပးရမည့္ အပူပမာဏသည္ 180 Btu ျဖစ္သည္။ 180°F x 1 Btu/lb°F = 180 Btu/lb ျဖစ္သည္။

ေရသည္ အပူခ်ိန္ 212°F သို႔ေရာက္လ်ွင္ အပူခ်ိန္ ဆက္မတက္ေတာ့ဘဲ စတင္ ဆူပြက္လာသည္။ အပူခ်ိန္ေျပာင္းလဲမႈ မရွိဘဲ liquid phase မွ vapor phase သို႔ ေျပာင္းလဲျခင္း ျဖစ္ေသာေၾကာင့္ latent heat ျဖစ္သည္။ 212°F ေရ(liquid)အျဖစ္မွ ေရေငြ႕(vapor) အျဖစ္သို႔ ေျပာင္းရန္အတြက္ လိုအပ္ေသာ အပူကို “Latent Heat of Vaporization” ဟုေခၚသည္။ Latent heat of  vaporization ၌ အရည္(liquid)တြင္ အပူ စုပ္ယူျခင္း(heat gain) ျဖစ္ေပၚသည္။ ထို႔နည္းတူ ေရေငြ႕(vapor) အျဖစ္မွ ေရအျဖစ္(liquid)အျဖစ္သုိ႔ ေျပာင္းလဲရန္အတြက္ ဖယ္ထုတ္ရမည့္ အပူပမာဏကို “Latent Heat of Condensation” ဟုေခၚသည္။

ေရ(water)အျဖစ္မွ ေရေငြ႔အျဖစ္သို႔ ေျပာင္းရန္ ေရတစ္ေပါင္လ်ွင္ latent heat of vaporization အပူပမာဏ 970 Btu စုပ္ယူသည္။ ေရခိုးေရေငြ႔(vapor)မွ ေရအျဖစ္သုိ႔ ေျပာင္းရန္ ျဖစ္ၿပီး ေရေငြ႔မွ တစ္ေပါင္လ်ွင္ latent heat of condensation အပူပမာဏ 970 Btu စြန္႔ထုတ္သည္။ (ဖယ္ထုတ္ ေပးရသည္)။ 970 Btu/ lb ျဖစ္သည္။

အထက္ပါ ျဖစ္စဥ္မ်ား အားလံုးသည္ ဖိအား(pressure)14.7 psia atmospheric pressure at sea level အေျခအေန အတြက္သာ မွန္သည္။ ေရႏွင့္ ေရေငြ႕တို႔ကို 14.7 psia ထက္ ပိုျမင့္သည္ ဖိအား သက္ေရာက္ ျခင္း ခံေနရပါက ေရဆူမွတ္(boiling point) ျမင့္တက္သြားၿပီး ေပးရမည့္ အပူပမာဏ(Btu/lb) ပိုမ်ား လိမ့္မည္။

ေရဆူမွတ္(boiling point)ႏွင့္ condensing temperature တို႔သည္ ဖိအား(pressure) ေပၚတြင္ မူတည္ ေနသည္။ ေရသည္ ဖိအား 14.7 psia ေအာက္တြင္ အပူခ်ိန္ 212°F သို႔ေရာက္လ်ွင္ စတင္ ဆူပြက္သည္။

အကယ္ေရကို 24.9psia ဖိအားေပးလ်ွင္ ထိုေရသည္ အပူခ်ိန္212°F တြင္ ေရဆူလိမ့္မည္မဟုတ္ေပ။ ေရသည္ အပူခ်ိန္ 240°F ေရာက္မွသာ စတင္ ဆူပြက္လိမ့္မည္။ ဖိအား 24.9 psia ေအာက္တြင္ ေရဆူမွတ္ (boiling point) သို႔မဟုတ္ စတင္ဆူပြက္မည့္ အပူခ်ိန္(boiling temperature)သည္ 240°F ျဖစ္သည္။

ေရသည္ ေရဆူမွတ္(boiling point)သို႔ေရာက္ၿပီး ေရေငြ႕(vapor) မျဖစ္ေသးခင္(ေရေငြ႕မပ်ံေသးခင္) အေျခအေနကို “Saturated Liquid” ဟုေခၚသည္။ တစ္နည္းအားျဖင့္ 100% liquid အေျခအေနကို ဆိုလိုသည္။ ေရမ်ားအားလံုး ေရေငြ႕ပ်ံၿပီး ေရတစ္စက္မွ မက်န္ေတာ့သည့္ အေျခအေနကို “Saturated Vapor” ဟုေခၚသည္။ 100% vapor အေျခအေနကို ဆိုလိုသည္။

 (Enthalpy of fluid)

အရည္ အေျခအေနတြင္ ရွိေနသည့္အခုိက္ ပုိင္ဆုိင္သည့္ Enthalpy တန္ဖုိးကို  (Enthalpy of fluid)ျဖင့္ ေဖာ္ျပသည္။

 (Enthalpy of gas)

အေငြ႔ အေျခအေနတြင္ ရွိေနသည့္အခုိက္ ပုိင္ဆုိင္သည့္ Enthalpy တန္ဖုိးကို  (Enthalpy of gas) ျဖင့္ ေဖာ္ျပသည္။

(Enthalpy of fluid and gas mixture)

အရည္ႏွင့္ အေငြ႔ ေရာေႏွာေနသည့္ အေျခအေန(fluid and gas mixture)တြင္ ရွိေနသည့္ အခုိက္ ပုိင္ဆုိင္သည့္ Enthalpy တန္ဖုိးကို (Enthalpy of fluid and gas mixture)ျဖင့္ ေဖာ္ျပသည္။

Saturated liquid (100% liquid) အေျခအေနႏွင့္ saturated vapor (100% vapor) အေျခအေနႏွင့္ ႏွစ္ခုအၾကားမွ အေျခအေနမ်ားကို liquid-vapor mixture ဟုေခၚသည္။

ပံု ၁-၃၄ Boiling point pressure-temperature curve for water(saturation vapor pressure curve)

ေရသည္ ဖိအား(pressure) 6 psia ေအာက္တြင္ အပူခ်ိန္ 170°F(67.7°C) ေရာက္လ်ွင္ စတင္ ဆူပြက္ သည္။ ပံု(၁-၃၅)တြင္ ေရဖိအား(pressure)ႏွင့္ သက္ဆိုင္သည့္ boiling point curve သို႔မဟုတ္ saturation vapor pressure curve ကို ေဖာ္ျပထားသည္။ လိုင္း(curve)၏ ဘယ္ဘက္တြင္ ေရသည္ အရည္(liquid phase) အျဖစ္ရွိၿပီး လိုင္း(curve)ညာဘက္တြင္ ေရသည္ ေရေငြ႕(vapor phase)အျဖစ္ တည္ရွိသည္။

ထိုလိုင္းေပၚတြင္ ေရသည္ အရည္(liquid)အျဖစ္၊ ေရေငြ႕(vapor)အျဖစ္ႏွင့္ ေရာေနသည့္ liquid vapor mixture အျဖစ္ တည္ရွိႏိုင္သည္။ သတ္မွတ္ထားသည့္ ဖိအားအတြက္ လို္င္း(curve)ေပၚရွိ အမွတ္(point) မ်ားသည္ boiling temperature ႏွင့္ condensation temperature မ်ား ျဖစ္ၾကသည္။

ပံု ၁-၃၅ Boiling point pressure-temperature curve for water(saturation vapor pressure curve)

ဥပမာ-ေရသည္ 25 psia ဖိအားေအာက္  225°F အပူခ်ိန္တြင္ အရည္(liquid)အျဖစ္ တည္ရွိ ေနမည္ ေလာ သို႔မဟုတ္ ေရေႏြးေငြ႕(steam)အျဖစ္ တည္ရွိ ေနမည္ေလာ။ ဂရပ္ေပၚတြင္ 25 psia ဖိအားႏွင့္ 225°F အပူခ်ိန္ ျဖတ္မွတ္သည္ လိုင္းဘယ္ဘက္တြင္ ရွိေသာေၾကာင့္ အရည္(liquid)အျဖစ္ တည္ရွိမည္ ျဖစ္သည္။

Fluid အားလံုးသည္ ဖိအား(pressure)ကို လိုက္၍ ေရဆူမွတ္(boiling point) ေျပာင္းလဲေနသည္။ ဖိအား(pressure) ျမင့္လာေလ fluid အားလံုး၏ boiling point သုိ႔မဟုတ္ condensing point ျမင့္လာေလ ျဖစ္သည္။ ဖိအားနည္းလာေလ boiling point သုိ႔မဟုတ္ condensing point နိမ့္လာေလ ျဖစ္သည္။

ဆူပြက္ျခင္းျဖစ္စဥ္(process of boiling) ႏွင့္ အရည္ဆူအမွတ္(boiling point) တုိ႔သည္ ဖိအား (pressure) ေပၚတြင္ အဘယ္ေၾကာင့္ အေျခခံရသည္ကို အရည္(liquid)ႏွင့္ အေငြ႔(gases)တုိ႔၏ “Molecular Kinematic Theory” ကို အသံုးျပဳရွင္းျပႏိုင္သည္။

        အရာဝၳဳမ်ား အားလံုးကို ေမာ္လီက်ဴး(molecules) ေလးမ်ားျဖင့္ ဖြဲ႕စည္းထားသည္။ ေမာ္လီက်ဴး ကေလးမ်ားသည္ လႈပ္ရွားေနၾကၿပီး တစ္ခုႏွင့္တစ္ခု ဆြဲငင္အား ပိုမ်ားေလ၊ တစ္ခုႏွင့္ တစ္ခု နီးကပ္စြာ တည္ရွိေလ ျဖစ္သည္။

အရည္(liquid)အေျခအေနတြင္ရွိေသာ ဆြဲငင္အား (attractive force)သည္ အေငြ႔(vapor) အေျခအေနတြင္ ရွိေသာ ဆြဲငင္ အား(attractive force)ထက္ ပိုမ်ားသည္။

       ထို႔ေၾကာင့္ အရည္(liquid) အေျခအေနတြင္ ေမာ္လီက်ဴး မ်ားသည္ gases အေျခအေန ထက္စာလ်ွင္ တစ္ခုႏွင့္ တစ္ခု ပိုမိုနီးကပ္စြာ တည္ရွိၾကသည္။

အေငြ႔(vapor) အေျခအေနတြင္ ရွိေသာ ေမာ္လီက်ဴးမ်ားသည္ အရည္(liquid) အေျခအေန တြင္ရွိေသာ ေမာ္လီက်ဴးမ်ားထက္ ပိုမို လ်င္ျမန္စြာ လႈပ္ရွား ေနၾကသည္။

ပံု ၁-၃၆ ေရေမာ္လီက်ဴးမ်ား

အေငြ႔အေျခအေန(gases state)တြင္ ရွိေသာ ေမာ္လီက်ဴးမ်ားသည္ အရည္အေျခအေန(liquid state) တြင္ရွိေသာ ေမာ္လီက်ဴးမ်ားထက္ အပူစြမ္းအင္(heat energy) ပိုင္ဆုိင္မႈ ပိုမ်ားသည္။ ထို႔ေၾကာင့္ အရည္ (liquid)ကို အေငြ႕(vapor)အျဖစ္ ေျပာင္းသြားေစရန္အတြက္ အပူေပးရျခင္း ျဖစ္သည္။ ထည့္ေပးလိုက္သည့္ အပူသည္ ေမာ္လီက်ဴးေလးမ်ား အၾကားရွိ အခ်င္းခ်င္း ဆြဲငင္အား(attractive force)ထက္ ပိုမ်ားမွသာ အရည္ (liquid) အျဖစ္မွ အေငြ႔(vapor) အျဖစ္သို႔ ေရာက္ႏိုင္သည္။

အရာဝတၳဳမ်ား၏ အပူခ်ိန္သည္ ေမာ္လီက်ဴးမ်ား၏ ပ်မ္းမ်ွအလ်င္(average velocity) ပင္ျဖစ္သည္။ ေမာ္လီက်ဴးမ်ား၏ ပ်မ္းမ်ွအလ်င္(average velocity) မ်ားလာေလ ထိုအရာဝတၳဳ၏ အပူခ်ိန္(temperature) ပိုျမင့္ေလ ျဖစ္သည္။ အခ်ိဳ႕ေမာ္လီက်ဴးကေလးမ်ားသည္ ပို၍ျမန္ျမန္၊ အခ်ိဳ႕ ေမာ္လီက်ဴးကေလး မ်ားသည္ ခပ္ေႏွးေႏွး လႈပ္ရွား ေနၾကေသာ ပ်မ္းမ်ွအလ်င္(average velocity)ျဖင့္ ရည္ညြန္း ေျပာဆိုျခင္း ျဖစ္သည္။

     ေရ၏ အပူခ်ိန္ ျမင့္တက္လာလ်ွင္ ေရအေပၚယံမ်က္ႏွာျပင္တြင္ အလြန္ေႏွးေသာႏႈန္းျဖင့္ ေရေငြ႔ပ်ံျခင္း (evaporation)ျဖစ္ေပၚသည္။

    ေန႔အခါ အပူခ်ိန္ျမင့္မားသည့္အခါ ပင္လယ္ေရ မ်က္ႏွာျပင္၊ကန္ေရျပင္ႏွင့္ေရေလွာင္ကန္ မ်က္ႏွာ ျပင္တို႔၌ ကဲ့သို႔ ေရေငြ႔ပ်ံျခင္း (evaporation) ျဖစ္ေပၚသည္။

    ေႏြရာသီတြင္ ကန္ေရမ်ား ခမ္းေျခာက္သြား ရသည့္အေၾကာင္းမွာေရေငြ႔ပ်ံျခင္း (evaporation) ေၾကာင့္ပင္ ျဖစ္သည္။

ပံု ၁-၃၇ ေရေငြ႔ပ်ံျခင္း(evaporation) ျဖစ္ပံု

ထိုကဲ့သို႔ ေရေငြ႔ပ်ံျခင္း(evaporation) ျဖစ္ျခင္းေၾကာင့္ အနည္းငယ္ေသာ အေအးဓာတ္(slight cooling effect)ကို ရရွိႏိုင္သည္။ ထုိကဲ့သုိ႔ ျဖစ္၍ ရသည့္ အေအးဓာတ္(cooling effect)ကို “Evaporative Cooling” ဟုေခၚသည္။  

ေရေငြ႔ပ်ံေစျခင္းျဖင့္ အပူဖယ္ထုတ္ျခင္း (evaporative cooling)ကို အခန္း-၄ (chapter-4) တြင္ အေသးစိတ္ ေဖာ္ျပထားသည္။

ဖိအား 14.7 psia တြင္ အပူခ်ိန္ 70°F ရွိေသာ ေရခြက္ တစ္ခြက္အတြင္းရွိ ေမာ္လီက်ဴးမ်ားပ်မ္းမ်ွ အလ်င္ (average velocity)သည္ သိပ္မျမင့္မားေသာေၾကာင့္ ေရမွ ထြက္ခြာ(escape) မသြားႏိုင္ေပ။

အခ်ိဳ႕ေသာ ေမာ္လီက်ဴးေလး မ်ားသည္ ျပင္ပမွ (70°C ထက္ျမင့္သည့္ အပူခ်ိန္)ရသည့္ အပူေၾကာင့္ velocity ျမင့္တက္လာကာ (average velocity ထက္မ်ားသည္။) ေရခြက္မွ လြတ္ေျမာက္သြား (escape) ၾကသည္။

အနီးအနား(surrounding)မွ အပူမ်ားကို ေရေမာ္လီက်ဴးေလးမ်ားက စုပ္ယူသြားသည္။ ဝါဂြမ္းကို အရက္ပ်ံ(alcohol)စြတ္လူအေရျပားကို သုတ္လိုက္လ်ွင္ ေအးသည့္ ခံစားမႈမ်ိဳးကို ရႏိုင္သည္။ အရက္ပ်ံ (alcohol)မွ ေရေငြ႔ပ်ံျခင္း(evaporate) ျဖစ္ရန္အတြက္ လိုအပ္ေသာ အပူစြမ္းအင္ကို အေရျပားမွ စုပ္ယူ လိုက္ျခင္းေၾကာင့္ အေရျပားအပူဆံုး႐ႈံးျခင္း(heat loss)ျဖစ္ကာ ေအးသည့္ ခံစားမႈကို ရျခင္းျဖစ္သည္။

အရည္(liquid)မ်က္ႏွာျပင္(surface)မွ လြတ္ေျမာက္သြားသည့္ ေမာ္လီက်ဴးမ်ားသည္ အေငြ႕ (vapor)အျဖစ္သို႔ ေရာက္သြားသည္။ အရည္(liquid)မ်က္ႏွာျပင္ေပၚသို႔ သက္ေရာက္ေနေသာ ဖိအား (pressure)ကို vapor pressure ဟုေခၚသည္။ ထိုအရည္မ်က္ႏွာျပင္(liquid surface)ေပၚသို႔ vapor pressure ထက္ျမင့္သည့္ အနီးဝန္းက်င္ရွိဖိအား(surrounding pressure) သက္ေရာက္ေနလ်ွင္ ေရေငြ႔ပ်ံျခင္း (evaporation) အလြယ္တကူ မျဖစ္ႏိုင္ေတာ့ေပ။ ထို႔ေၾကာင့္ ပိုမိုမ်ားသည့္ အပူစြမ္းအင္ရရန္ လိုအပ္သည္။ အပူ ပိုေပးရေသာေၾကာင့္ အရည္(liquid)အပူခ်ိန္ ပိုျမင့္လာသည္ ေမာ္လီက်ဴးမ်ားလည္း ပိုမိုလ်ွင္ျမန္စြာ လႈပ္ရွား လာၾကသည္။

ပိုျမင့္သည့္ အပူခ်ိန္သို႔ေရာက္မွ ေမာ္လီက်ဴးမ်ားအားေကာင္းေသာ velocity ေၾကာင့္ အရည္ bond ကို ေက်ာ္လြန္ကာ အေငြ႕(vapor)အျဖစ္ လြတ္ေျမာက္သြားသည္။ ထိုေမာ္လီက်ဴးမ်ား လြတ္ေျမာက္သြား သည့္ အေျခအေနတြင္ vapor pressure of liquid သည္ အနီးဝန္က်င္မွ ဖိအား(surrounding pressure)ထက္ မ်ားသည့္ အေျခအေန ျဖစ္သည္။

အနီးဝန္းက်င္မွ ဖိအား(surrounding pressure)မ်ားလာေလ ဆူပြက္(boil)ရန္ သုိ႔မဟုတ္ ေရေငြ႔ပ်ံျခင္း(evaporation)ျဖစ္ရန္အတြက္ vapor pressure of liquid မ်ားမ်ားရရန္ လိုအပ္ေလ ျဖစ္သည္။ Vapor pressure ျမင့္တက္ရန္အတြက္ ေမာ္လီက်ဴးမ်ား၏ အလ်င္(velocity)မ်ားရမည္ ျဖစ္ၿပီး အရည္ (liquid) ၏ အပူခ်ိန္(temperature)လည္း မ်ားရမည္ ျဖစ္သည္။ ထို႔ေၾကာင့္ ေရဆူမွတ္(boiling point) သို႔မဟုတ္ boiling pressure မ်ားလာျခင္း ျဖစ္သည္။

ေမာ္လီက်ဴး အခ်င္းခ်င္း ဆြဲငင္ထားေသာ molecular bond ကို ၿဖိဳဖ်က္ရန္ အတြက္ boiling process ျဖစ္ေနစဥ္အတြင္း အပူ(heat)မ်ားကို အဆက္မျပတ္ ထည့္ေပးရေသာ္လည္း အပူခ်ိန္(temperature) ျမင့္တက္ လာျခင္း မရွိသလို ေမာ္လီက်ဴးမ်ားအလ်င္(velocity)လည္း ျမင့္တက္လာလိမ့္မည္ မဟုတ္ေပ။

၁.၁၄ Saturated ၊ Subcooled ႏွင့္ Superheated

စတင္ဆူပြက္ျခင္း(boiling)ျဖစ္သည့္ အပူခ်ိန္(temperature)ကို ဖိအား(pressure)ႏွင့္တကြ တြဲေဖာ္ျပရန္ လိုသည္။ ဆူပြက္ျခင္း(boiling) ျဖစ္သည့္ အပူခ်ိန္(temperature)ႏွင့္ ဖိအား(pressure)ကို saturated condition ဟုေခၚသည္။

ေရဆူမွတ္(boiling point)ကို နည္းပညာေဝါဟာရျဖင့္ ေျပာဆို သံုးႏႈန္းသည့္ စကားလံုးသည္ saturation temperature ႏွင့္ saturation pressure ျဖစ္သည္။ Substance မ်ားသည္ အရည္(liquid)၊ အေငြ႔ (vapor) ႏွင့္ အရည္ႏွင့္ အေငြ႔အေရာ(liquid-vapor mixture) စသျဖင့္ တည္ရွိေသာေၾကာင့္ saturated liquid ႏွင့္ saturated vapor ဟူႏွစ္မ်ိဳးခြဲျခား ေျပာဆုိရျခင္း ျဖစ္သည္။

Saturated vapor ဆုိသည္မွာ boiling temperature ၌ ရာႏႈန္းျပည့္အေငြ႔(100% vapor) အေျခအေန ျဖစ္ေနျခင္းကို ဆိုလိုသည္။ Saturated liquid ဆိုသည္မွာ boiling temperature ၌ ရာႏႈန္းျပည့္ အရည္(100% liquid) အေျခအေန ျဖစ္ေနျခင္းကို ဆိုလိုသည္။

အေငြ႔အပူခ်ိန္(vapor temperature)သည္ saturation temperature သို႔မဟုတ္ ေရဆူမွတ္(boiling point) ထက္ ပိုျမင့္ေနလ်ွင္ ထို အေငြ႔(vapor)ကို superheated vapor ဟုေခၚသည္။

အရည္(liquid)အပူခ်ိန္(temperature)သည္ saturation temperature(condensing point)ထက္ ပိုနိမ့္ေနလ်ွင္ subcooled liquid ဟုေခၚသည္။ ဖိအား(pressure) တစ္မ်ိဳးတြင္ saturation temperature တစ္ခုသာရွိႏိုင္ၿပီး subcooled temperature မ်ားစြာႏွင့္ superheat temperature မ်ားစြာ ရွိႏိုင္သည္။ Saturation temperature တြင္ phase ႏွစ္မ်ိဳးလံုးကို ေတြ႔ႏိုင္သည္။

၁.၁၅ Saturated Property Table (Steam Table)

Substance မ်ား saturation temperature ႏွင့္ သက္ဆုိင္သည့္ဖိအား(corresponding pressure) ကို ေဖာ္ျပရန္အတြက္ ဇယား(table)မ်ား ျပဳစုထားသည္။

ေရ saturated property table ကို saturated steam table သို႔မဟုတ္ steam table ဟုေခၚသည္။ Steam table ကို အသံုးျပဳရသည့္ တြက္ခ်က္မႈ မ်ားစြာရွိသည္။ Air con ပညာရပ္ ေလ့လာသူမ်ားအတြက္ saturation temperature ကို steam table မွ ဖတ္ယူရန္ လိုအပ္သည္။ Saturation temperature ႏွင့္ corresponding pressure သည္ အျမဲတမ္း ပံုေသတြဲထားေသာေၾကာင့္ saturation temperature သိလ်ွင္ corresponding pressure ကို ဖတ္ယူႏိုင္သည္။ Corresponding pressure ကုိသိလ်ွင္ saturation temperature ကို ဖတ္ယူႏိုင္သည္။

ဥပမာ ေရကို 10 psia အထိ ဖိအားေပးလိုက္လ်ွင္ ထိုေရေရဆူမွတ္သည္ မည္မ်ွ ျဖစ္မည္နည္း။ မည္သည့္ အပူခ်ိန္တြင္ ေရဆူမည္နည္း။ 10 psia သည္ corresponding pressure ျဖစ္သည္။ Steam table မွ 10 psia လုိင္းမွ ဖတ္လ်ွင္ saturation temperature (boiling point) 193°F ကို ရရွိမည္။ 193°F တြင္ ေရဆူမည္။

ဥပမာ - ေရကို 150 psia ဖိအားေပးၿပီး 300°F သို႔ေရာက္ေအာင္ အပူေပးထားလ်ွင္ ထိုေရသည္ အရည္(liquid) အေျခအေနတြင္ ရွိေနမည္ သို႔မဟုတ္ အေငြ႕(vapor)အျဖစ္ ရွိေနမည္ကို ဆံုးျဖတ္ေပးပါ။

Steam table မွ 150 psia လုိင္းအတိုင္း ဖတ္လ်ွင္ saturation temperature(boiling point)သည္ 358°F ျဖစ္သည္။ ထို႔ေၾကာင့္ ေရကို 150 psia ဖိအားေပးလ်ွင္ ထိုေရသည္ 358°F သို႔ ေရာက္မွသာလ်ွင္ စတင္ဆူပြက္ျခင္း ျဖစ္မည္။ လက္ရွိ 300°F သည္ 358°F ထက္နိမ့္ေသာေၾကာင့္ subcool region တြင္သာ ရွိေသးသည္။ အရည္(liquid) အျဖစ္သာ ရွိေနဦးမည္။

-End-

 

 

 

Air Conditioning and Mechanical Ventilation System (Vol. 1) by

Air Conditioning and Mechanical Ventilation System (Vol. 1) ႏွင့္သက္ဆုိင္ေသာ ACMV Lecture မ်ား (18 Lectures)
1 Chapter-1 Fundamental and Basic Concept Read
2 Chapter-2 (Part 1 of 3) Understanding Psychrometrics (Part 1 of 3) Read
3 Chapter-2 (Part 2 of 3) Understanding Psychrometrics (Part 2 of 3) Read
4 Chapter-2 (Part 2 of 3) Understanding Psychrometrics (Part 3 of 3) Read
5 Chapter - 3 Air Handling Units (Part 1 of 2) Chapter - 3 Air Handling Units (Part 1 of 2) Read
6 Chapter - 3 Air Handling Units (Part 2 of 2) Chapter - 3 Air Handling Units (Part 2 of 2) Read
7 Chapter - 4 (Part 1 of 3) Cooling Towers (Part 1 of 3) Read
8 Chapter - 4 (Part 2 of 3) Cooling Towers (Part 2 of 3) Read
9 Chapter - 4 (Part 3 of 3) Cooling Towers (Part 3 of 3) Read
10 Chapter - 5 (Part 1 of 3) Air Distribution Systems (Part 1 of 3) Read
11 Chapter - 5 (Part 2 of 3) Air Distribution Systems (Part 2 of 3) Read
12 Chapter - 5 (Part 3 of 3) Air Distribution Systems (Part 3 of 3) Read
13 Chapter - 6 (Part 1 of 3) Fans and Blowers (Part 1 of 3) Read
14 Chapter - 6 (Part 2 of 3) Fans and Blowers (Part 2 of 3) Read
15 Chapter - 6 (Part 3 of 3) Fans and Blowers (Part 3 of 3) Read
16 Chapter-7 ( Part 1 of 3) Ventilation ( Part 1 of 3) Read
17 Chapter-7 ( Part 2 of 3) Ventilation ( Part 2 of 3) Read
18 Chapter-7 ( Part 3 of 3) Ventilation ( Part 3 of 3) Read
   

www.acmv.org - Air Conditioning and Mechanical Ventilation for Young Myanmar Engineers

To download all ACMV lecuters in PDF format