دانشنامه جامع کمپرس یخ50
فصل ۵۰
دانشنامه جامع کمپرس یخ و ژلپک
روش محاسبه دقیق عمر حرارتی ژلپک و جعبه عایق؛ بررسی نرخ ورود گرما، ظرفیت سرمایشی مفید، دمای محیط متغیر، مقاومت حرارتی، تعداد ژلپک و روش پیشبینی مدت زمان حفظ دمای هدف
50-1 ـ مقدمه
یکی از مهمترین پرسشها هنگام طراحی ژلپک این است:
یک ژلپک مشخص، داخل یک جعبه مشخص، در یک دمای محیط مشخص، چه مدت میتواند دمای موردنظر را حفظ کند؟
پاسخ دقیق به این سؤال فقط با گفتن وزن ژلپک امکانپذیر نیست.
برای پاسخ باید دستکم پنج موضوع بررسی شود:
1. ظرفیت سرمایشی ژلپک؛
2. مقدار و دمای بار داخل جعبه؛
3. مقاومت حرارتی جعبه؛
4. دمای محیط؛
5. مدت و شرایط واقعی حمل.
هدف این فصل ارائه روشی است که بتوان از طریق آن ابتدا یک برآورد مهندسی انجام داد و سپس آن را با آزمایش واقعی اصلاح کرد.
—
50-2 ـ مفهوم «عمر حرارتی»
در این دانشنامه، عمر حرارتی را میتوان بهصورت ساده چنین تعریف کرد:
«مدت زمانی که سیستم سرمایشی میتواند دمای بار را در محدوده مشخص نگه دارد.»
بنابراین عمر حرارتی با عمر فیزیکی ژلپک یکسان نیست.
یک ژلپک ممکن است از نظر فیزیکی چندین سال قابل استفاده باشد، ولی در یک آزمون خاص فقط 12 ساعت دمای هدف را حفظ کند.
—
50-3 ـ تعریف دمای هدف
اولین مرحله، مشخص کردن دمای هدف است.
مثلاً:
«دمای مرکز محصول نباید از 8°C بیشتر شود.»
در این حالت، عمر حرارتی تا زمانی تعریف میشود که دمای مرکز محصول به 8°C برسد.
اگر معیار 5°C باشد، نتیجه متفاوت خواهد بود.
بنابراین هر عددی برای «مدت سرمایش» باید همراه با دمای هدف ارائه شود.
—
50-4 ـ ظرفیت سرمایشی کل
برای گرمای محسوس:
[
Q=mC_p\Delta T
]
برای مادهای که تغییر فاز میدهد، بخش نهان نیز باید در نظر گرفته شود:
[
Q_{latent}=mL
]
در آب خالص، گرمای نهان ذوب یخ حدود:
[
334,kJ/kg
]
است.
اما در ژلپک پلیمر-آب نباید بدون آزمایش فرض کرد که تمام آب موجود دقیقاً مانند یخ آب خالص رفتار میکند.
—
50-5 ـ ظرفیت سرمایشی مفید
ظرفیت محاسباتی با ظرفیت قابل استفاده در جعبه یکی نیست.
اگر ظرفیت تئوری ژلپک 1000 kJ باشد، ممکن است همه این انرژی در محدوده دمای موردنظر قابل استفاده نباشد.
عوامل مؤثر:
– دمای اولیه؛
– وضعیت انجماد؛
– دمای هدف؛
– انتقال حرارت داخلی؛
– نحوه تماس با بار؛
– عایق.
بنابراین باید مفهوم ظرفیت سرمایشی مفید را به کار برد.
—
50-6 ـ نرخ ورود گرما
فرض کنیم از محیط به داخل جعبه گرما وارد میشود.
در سادهترین مدل:
[
Q_{in}=\dot Q,t
]
که در آن:
– Qᵢₙ = انرژی واردشده؛
– Q̇ = نرخ ورود گرما؛
– t = زمان.
اگر ظرفیت سرمایشی مفید Quseful باشد:
[
t\approx\frac{Q_{useful}}{\dot Q}
]
این رابطه یک مدل اولیه بسیار ساده است.
—
50-7 ـ چرا نرخ ورود گرما ثابت نیست؟
در واقعیت، Q̇ معمولاً ثابت نمیماند.
دلیل آن اختلاف دمای بین داخل و خارج جعبه است.
وقتی داخل جعبه بسیار سرد است، اختلاف دما زیاد است و ورود گرما بیشتر است.
با گرم شدن داخل، اختلاف دما کاهش مییابد.
پس مدل دقیقتر باید تغییر دما را در طول زمان در نظر بگیرد.
—
50-8 ـ رابطه ساده انتقال حرارت
در یک مدل ساده:
[
\dot Q=UA(T_{out}-T_{in})
]
که:
– U = ضریب کلی انتقال حرارت؛
– A = سطح انتقال؛
– Tout = دمای محیط؛
– Tin = دمای داخل.
این رابطه برای برآورد اولیه بسیار مفید است.
—
50-9 ـ مفهوم ضریب U
ضریب U نشان میدهد چه مقدار گرما از واحد سطح در اثر اختلاف دمای مشخص عبور میکند.
هرچه U کمتر باشد، عایقکاری بهتر است.
در یک سیستم ساده:
[
U\approx\frac{1}{R_{total}}
]
اما جعبه واقعی ممکن است چند مسیر حرارتی مختلف داشته باشد.
—
50-10 ـ مقاومت حرارتی کل
اگر چند لایه پشت سر هم باشند:
[
R_{total}=R_1+R_2+R_3+\cdots
]
برای یک لایه:
[
R=\frac{L}{kA}
]
بنابراین میتوان مقاومت عایق، دیواره و لایههای دیگر را بهصورت تقریبی محاسبه کرد.
—
50-11 ـ مقاومت حرارتی واقعی جعبه
جعبه فقط یک دیواره ساده نیست.
مسیرهای مختلف انتقال حرارت عبارتاند از:
– سقف؛
– کف؛
– چهار دیواره؛
– درزها؛
– درپوش؛
– گوشهها.
بنابراین در طراحی دقیقتر، هر قسمت باید جداگانه بررسی شود.
—
50-12 ـ محاسبه مسیرهای مختلف انتقال حرارت
اگر برای هر سطح مقدار انتقال حرارت مشخص شود:
[
\dot Q_{total}=
\dot Q_{top}+
\dot Q_{bottom}+
\dot Q_{side}+
\dot Q_{lid}
]
به این ترتیب میتوان مشخص کرد کدام قسمت بیشترین سهم را در ورود گرما دارد.
این روش برای اصلاح طراحی بسیار مفید است.
—
50-13 ـ مثال ساده
فرض کنید جعبهای دارای این مسیرهای ورود گرما باشد:
قسمت| گرمای ورودی فرضی
سقف| 20 W
کف| 15 W
دیوارهها| 25 W
درزها| 10 W
مجموع:
[
Q=20+15+25+10=70W
]
یعنی سیستم تقریباً 70 ژول در هر ثانیه گرما دریافت میکند.
این عدد فقط مثال طراحی است.
—
50-14 ـ تبدیل وات به کیلوژول در ساعت
چون:
[
1W=1J/s
]
پس:
[
1W=3.6,kJ/h
]
بنابراین اگر ورود گرما 70 W باشد:
[
70\times3.6=252,kJ/h
]
اگر ظرفیت سرمایشی مفید 2520 kJ باشد، در مدل ساده:
[
t\approx10h
]
—
50-15 ـ محدودیت مثال بالا
این محاسبه فرض میکند:
– نرخ ورود گرما ثابت است؛
– ظرفیت سرمایشی بهصورت کامل قابل استفاده است؛
– تغییرات فاز و دما سادهسازی شدهاند.
در واقعیت، نرخ ورود گرما با دما تغییر میکند.
پس نتیجه 10 ساعت فقط یک برآورد اولیه است.
—
50-16 ـ تأثیر دمای محیط
اگر دمای محیط افزایش پیدا کند، اختلاف دمای بیرون و داخل بیشتر میشود.
مثلاً:
محیط 20°C
با:
محیط 35°C
شرایط حرارتی یکسانی ایجاد نمیکند.
برای محصولی که قرار است در تابستان استفاده شود، آزمون در دمای اتاق بهتنهایی کافی نیست.
—
50-17 ـ دمای محیط متغیر
در حمل واقعی ممکن است دما چنین تغییر کند:
زمان| دمای محیط
0–8 ساعت| 22°C
8–16 ساعت| 30°C
16–24 ساعت| 25°C
در چنین شرایطی نرخ ورود گرما نیز تغییر خواهد کرد.
بنابراین آزمون واقعی باید در صورت امکان تغییرات دمای محیط را شبیهسازی کند.
—
50-18 ـ اثر تابش خورشید
اگر جعبه در معرض تابش مستقیم قرار گیرد، سطح بیرونی ممکن است بسیار گرمتر از هوای اطراف شود.
بنابراین برای حمل فضای باز باید سناریوی تابش جداگانه در نظر گرفته شود.
استفاده از پوشش خارجی مناسب، سایه و عایق بهتر میتواند بار حرارتی را کاهش دهد.
—
50-19 ـ نقش جرم ژلپک
در حالت کلی:
[
Q\propto m
]
اگر ویژگیهای حرارتی ماده ثابت باشد، افزایش جرم باعث افزایش ظرفیت انرژی قابل جذب میشود.
اما افزایش جرم به معنی افزایش متناسب زمان نیست، زیرا نرخ ورود گرما نیز میتواند با تغییر ابعاد بسته تغییر کند.
—
50-20 ـ نقش تعداد ژلپکها
اگر یک بسته ظرفیت مفید Q داشته باشد، چند بسته مشابه میتوانند ظرفیت مجموع بیشتری ایجاد کنند:
[
Q_{total}=NQ_{pack}
]
مشروط بر اینکه همه بستهها واقعاً شرایط یکسان داشته باشند.
در کاربرد واقعی، نحوه توزیع آنها نیز اهمیت دارد.
—
50-21 ـ توزیع بهتر به جای افزایش صرف جرم
فرض کنید دو طراحی دارای جرم کل 4 کیلوگرم باشند.
طرح A: یک بسته 4 کیلوگرمی
طرح B: چهار بسته 1 کیلوگرمی
اگر طرح B سرمایش را بهتر در جعبه توزیع کند، ممکن است دمای نقاط مختلف یکنواختتر شود.
بنابراین جرم کل تنها متغیر طراحی نیست.
—
50-22 ـ اثر ضخامت ژلپک
افزایش ضخامت میتواند جرم زیادی را در حجم کوچک قرار دهد.
اما انتقال حرارت از مرکز بسته دشوارتر میشود.
همچنین زمان لازم برای انجماد مرکز افزایش مییابد.
به همین دلیل در بسیاری از کاربردها، افزایش طول و عرض به جای افزایش بیش از حد ضخامت ارزش بررسی دارد.
—
50-23 ـ اثر سطح تماس
سطح تماس زیاد باعث انتقال حرارت سریعتر بین ژلپک و محیط یا محصول میشود.
این ویژگی برای:
سریع سرد کردن
مطلوب است.
اما برای:
آهسته گرم شدن
ممکن است نیازمند عایق و چیدمان مناسب باشد.
—
50-24 ـ انتخاب هندسه مناسب
سه طرح را میتوان آزمایش کرد:
طرح| شکل| هدف
A| ضخیم| جرم بالا
B| تخت| انجماد سریع
C| چند بسته تخت| توزیع دما
پس از آزمون، منحنی دما ـ زمان هر سه با هم مقایسه شود.
—
50-25 ـ ظرفیت سرمایشی و هزینه
در تولید تجاری باید هزینه نیز در محاسبه وارد شود.
یک شاخص ساده:
[
E_c=\frac{Q_{useful}}{Cost}
]
هرچه این مقدار بیشتر باشد، ظرفیت سرمایشی مفید بیشتری به ازای هزینه ایجاد شده است.
اما وزن، حجم و دوام نیز باید در تصمیم نهایی لحاظ شوند.
—
50-26 ـ ظرفیت سرمایشی به ازای وزن
شاخص دیگری:
[
E_m=\frac{Q_{useful}}{m}
]
است.
این شاخص برای حملونقل اهمیت دارد، زیرا وزن بیشتر میتواند هزینه لجستیک را افزایش دهد.
—
50-27 ـ ظرفیت سرمایشی به ازای حجم
برای کاربردهایی که فضای جعبه محدود است:
[
E_v=\frac{Q_{useful}}{V}
]
مفید است.
این شاخص نشان میدهد یک طراحی در حجم مشخص چه مقدار انرژی سرمایشی فراهم میکند.
—
50-28 ـ ظرفیت سرمایشی به ازای هزینه و حجم
در طراحی حرفهای حتی میتوان سه شاخص را همزمان بررسی کرد:
[
E_m=\frac{Q}{m}
]
[
E_v=\frac{Q}{V}
]
[
E_c=\frac{Q}{Cost}
]
به این ترتیب انتخاب فقط بر اساس یک معیار انجام نمیشود.
—
50-29 ـ مدل ساده پیشبینی مدت زمان
برای برآورد اولیه:
[
t\approx
\frac{Q_{useful}}
{UA(T_{out}-T_{in})}
]
این رابطه در صورتی قابل استفاده است که دمای داخل را تقریباً ثابت فرض کنیم.
برای طراحی اولیه مناسب است، ولی برای پیشبینی دقیق ۲۴ یا ۴۸ ساعت باید مدل دما ـ زمان یا آزمون واقعی انجام شود.
—
50-30 ـ مدل دقیقتر با تغییر دما
اگر دمای داخل در طول زمان تغییر کند:
[
mC_p\frac{dT}{dt}
UA(T_{out}-T)
]
این رابطه نشان میدهد تغییر دمای داخل به:
– جرم؛
– ظرفیت حرارتی؛
– ضریب انتقال حرارت؛
– دمای محیط
وابسته است.
در صورت وجود تغییر فاز، مدل باید گرمای نهان را نیز در نظر بگیرد.
—
50-31 ـ تغییر فاز در مدل حرارتی
در ژلپکهای دارای آب منجمد، هنگام ذوب شدن، بخشی از انرژی ورودی صرف تغییر فاز میشود.
بنابراین افزایش دما ممکن است برای مدتی آهستهتر شود.
اما در ژلهای پلیمری، وضعیت واقعی باید با آزمایش تعیین شود؛ زیرا مقدار آب منجمد و نحوه انجماد آن با یخ خالص یکسان نیست.
—
50-32 ـ نقش دمای اولیه
اگر:
[
T_{initial}=-18°C
]
باشد، سیستم با حالتی که:
[
T_{initial}=-5°C
]
است، ظرفیت سرمایشی یکسانی ندارد.
پس در هر گزارش آزمایش باید دمای اولیه ثبت شود.
—
50-33 ـ نقش پیشسرد کردن بار
اگر محصول از 20°C شروع شود، ژلپک باید ابتدا انرژی زیادی برای کاهش دمای آن جذب کند.
اگر محصول از 5°C شروع شود، ظرفیت بیشتری برای مقابله با گرمای محیط باقی میماند.
بنابراین برای حمل طولانی، پیشسرد کردن یکی از مهمترین عوامل قابل کنترل است.
—
50-34 ـ مدل سهقسمتی بار حرارتی
بار حرارتی را میتوان به سه بخش تقسیم کرد:
[
Q_{total}
Q_{product}
+
Q_{package}
+
Q_{environment}
]
یعنی:
1. گرمای محصول؛
2. گرمای اجزای جعبه و بستهبندی؛
3. گرمای ورودی از محیط.
این مدل برای طراحی اولیه بسیار کاربردی است.
—
50-35 ـ مثال عددی
فرض کنیم:
[
Q_{product}=600kJ
]
[
Q_{package}=200kJ
]
[
Q_{environment}=1800kJ
]
پس:
[
Q_{total}=2600kJ
]
اگر ظرفیت سرمایشی مفید کل ژلپکها 3200 kJ باشد، حاشیهای برابر:
[
3200-2600=600kJ
]
وجود دارد.
این حاشیه میتواند برای پوشش عدم قطعیتها مفید باشد.
—
50-36 ـ ضریب اطمینان
اگر بار حرارتی محاسبهشده 2600 kJ باشد، طراحی دقیقاً برای 2600 kJ ممکن است حاشیه کافی نداشته باشد.
بهجای یک عدد ثابت برای همه محصولات، ضریب اطمینان باید با توجه به:
– عدم قطعیت دمای محیط؛
– خطای اندازهگیری؛
– تغییر وزن محصول؛
– تفاوت بچ تولیدی؛
– باز شدن جعبه؛
– شرایط حمل
تعیین شود.
—
50-37 ـ چرا آزمون واقعی ضروری است؟
مدل ریاضی ممکن است برخی عوامل را ساده کند.
برای مثال:
– ضریب U دقیق جعبه مشخص نباشد؛
– نقاط حرارتی مختلف وجود داشته باشند؛
– ژلپک کاملاً منجمد نشده باشد؛
– بار واقعی رفتار متفاوتی داشته باشد.
به همین دلیل مدل باید با آزمایش واقعی کالیبره شود.
—
50-38 ـ روش کالیبراسیون مدل
ابتدا یک آزمون واقعی انجام دهید.
در طول آزمون:
– دمای محیط؛
– دمای داخل؛
– دمای مرکز بار؛
– جرم ژلپک؛
– زمان؛
– شرایط جعبه
ثبت شود.
سپس مدل ریاضی با داده واقعی مقایسه شود.
اگر مدل و آزمایش اختلاف زیادی داشته باشند، پارامترهای مدل باید اصلاح شوند.
—
50-39 ـ آزمون با جعبه خالی
یک آزمایش مفید، آزمون جعبه بدون محصول است.
در این حالت میتوان رفتار حرارتی خود جعبه و ژلپک را بررسی کرد.
این آزمون کمک میکند اثر بار واقعی از عملکرد خود جعبه تفکیک شود.
—
50-40 ـ آزمون با بار واقعی
پس از آزمون خالی، باید جعبه با بار واقعی آزمایش شود.
زیرا محصول:
– ظرفیت حرارتی دارد؛
– حجم اشغال میکند؛
– مسیر جریان هوا را تغییر میدهد؛
– ممکن است تماس حرارتی با ژلپک داشته باشد.
بنابراین نتیجه آزمایش خالی را نمیتوان مستقیماً به حمل واقعی تعمیم داد.
جهت پیام به گردآورنده: ۰۹۳۸۸۴۰۶۷۱۶
—
50-41 ـ آزمون ۱۲ ساعته
برای طراحی ۱۲ ساعته، اطلاعات زیر ثبت شود:
پارامتر| مقدار
دمای محیط| ثبت شود
دمای اولیه ژلپک| ثبت شود
جرم ژلپک| ثبت شود
جرم بار| ثبت شود
دمای اولیه بار| ثبت شود
نوع عایق| ثبت شود
چیدمان| ثبت شود
دمای مرکز| ثبت شود
سپس زمان عبور از دمای هدف مشخص شود.
—
50-42 ـ آزمون ۲۴ ساعته
در آزمون ۲۴ ساعته بهتر است علاوه بر دمای مرکز، نقاط گرم احتمالی نیز ثبت شوند.
هدف فقط این نیست که بدانیم جعبه سرد است؛ بلکه باید بدانیم کدام قسمت زودتر از محدوده مجاز خارج میشود.
—
50-43 ـ آزمون ۴۸ ساعته
برای ۴۸ ساعت، ثبت مداوم داده اهمیت بیشتری دارد.
پیشنهاد میشود:
– دمای محیط؛
– مرکز بار؛
– نزدیک درپوش؛
– نزدیک دیواره؛
– حداقل یک نقطه دیگر
ثبت شوند.
در پایان، نمودار کامل دما ـ زمان تحلیل شود.
—
50-44 ـ طراحی سناریوی بدترین حالت
برای طراحی مطمئنتر، فقط شرایط ایدهآل آزمایش نشود.
سناریوهای سختتر نیز قابل بررسی هستند:
– دمای محیط بالاتر؛
– بار گرمتر؛
– ژلپک با زمان انجماد کمتر؛
– باز شدن کوتاه جعبه؛
– تابش خورشید؛
– حمل طولانی.
هدف، شناسایی محدودیت واقعی سیستم است.
—
50-45 ـ جدول تصمیمگیری طراحی
عامل| افزایش آن معمولاً چه اثری دارد؟
جرم ژلپک| افزایش ظرفیت سرمایشی
مقدار آب| افزایش ظرفیت حرارتی بالقوه
پلیمر بیش از نیاز| افزایش هزینه و تغییر رفتار ژل
ضخامت عایق| کاهش ورود گرما
دمای اولیه پایینتر| افزایش سرمای اولیه قابل استفاده
سطح تماس ژل| افزایش سرعت تبادل حرارت
تعداد بستهها| افزایش ظرفیت و امکان توزیع بهتر
دمای محیط| افزایش آن، بار حرارتی را بیشتر میکند
پیشسرد کردن محصول| کاهش بار اولیه
—
50-46 ـ چکلیست محاسبه عمر حرارتی
☐ دمای هدف تعیین شده است.
☐ دمای اولیه محصول مشخص است.
☐ دمای اولیه ژلپک مشخص است.
☐ جرم ژلپک مشخص است.
☐ مقدار آب مشخص است.
☐ وضعیت انجماد مشخص است.
☐ ظرفیت سرمایشی مفید تخمین زده شده است.
☐ مقاومت حرارتی جعبه بررسی شده است.
☐ پلهای حرارتی بررسی شدهاند.
☐ دمای محیط مشخص است.
☐ چیدمان ژلپک تعیین شده است.
☐ دمای مرکز اندازهگیری میشود.
☐ نقاط گرم شناسایی میشوند.
☐ آزمون واقعی انجام شده است.
—
50-47 ـ روش پیشنهادی برای توسعه محصول تجاری
برای تولید تجاری، مسیر زیر پیشنهاد میشود:
گام ۱: تعیین کاربرد.
گام ۲: تعیین دمای هدف.
گام ۳: تعیین زمان موردنظر؛ ۱۲، ۲۴ یا ۴۸ ساعت.
گام ۴: تعیین بار حرارتی.
گام ۵: طراحی اولیه جعبه.
گام ۶: تعیین جرم ژلپک.
گام ۷: ساخت نمونه.
گام ۸: آزمون دما ـ زمان.
گام ۹: شناسایی نقاط گرم.
گام ۱۰: اصلاح جعبه و ژلپک.
گام ۱۱: تکرار آزمون.
گام ۱۲: تثبیت مشخصات فنی.
جهت پیام به گردآورنده: ۰۹۳۸۸۴۰۶۷۱۶
—
50-48 ـ اشتباهات مهم در محاسبه عمر حرارتی
چند اشتباه رایج:
۱. فرض اینکه ظرفیت سرمایشی تئوری کاملاً قابل استفاده است.
۲. بیتوجهی به دمای اولیه محصول.
۳. استفاده از میانگین دما به جای بررسی نقطه گرم.
۴. ثابت فرض کردن دمای محیط در شرایطی که واقعاً متغیر است.
۵. افزایش مقدار ژلپک بدون بهبود عایق.
۶. استفاده از یک ژلپک بسیار ضخیم که مرکز آن بهطور کامل منجمد نشده است.
۷. نادیده گرفتن درزها و پلهای حرارتی.
۸. نتیجهگیری از یک آزمایش بدون تکرار.
—
50-49 ـ فرمول نهایی ساده برای برآورد اولیه
برای یک برآورد اولیه میتوان از رابطه زیر استفاده کرد:
[
t\approx
\frac{Q_{useful}}
{UA\Delta T}
]
که در آن:
– t = زمان تقریبی حفظ سرمایش؛
– Quseful = ظرفیت سرمایشی مفید؛
– U = ضریب کلی انتقال حرارت؛
– A = سطح مؤثر انتقال حرارت؛
– ΔT = اختلاف دمای محیط و داخل.
این رابطه برای شروع طراحی بسیار مفید است، اما جایگزین آزمون واقعی نیست.
برای یک محصول تجاری، بهترین روش آن است که ابتدا با این مدل یک طراحی اولیه انجام شود و سپس با آزمون واقعی ۱۲، ۲۴ یا ۴۸ ساعته پارامترهای واقعی سیستم تعیین و مدل اصلاح شود.
جهت پیام به گردآورنده: ۰۹۳۸۸۴۰۶۷۱۶
—
50-50 ـ جمعبندی فصل
عمر حرارتی ژلپک را نمیتوان فقط بر اساس وزن پلیآکریلات یا مقدار آب تعیین کرد.
یک سیستم سرمایشی واقعی حاصل تعامل این عوامل است:
ظرفیت سرمایشی ژلپک + دمای اولیه + جرم بار + عایق + هندسه جعبه + سطح انتقال حرارت + دمای محیط + چیدمان + زمان حمل
برای برآورد اولیه میتوان از:
[
Q=mC_p\Delta T
]
و در صورت وجود تغییر فاز:
[
Q_{latent}=mL
]
استفاده کرد.
برای تخمین ورود گرما نیز:
[
\dot Q=UA(T_{out}-T_{in})
]
و در سادهترین حالت:
[
t\approx\frac{Q_{useful}}{\dot Q}
]
قابل استفاده است.
اما در طراحی واقعی، ظرفیت سرمایشی تئوری باید به ظرفیت سرمایشی مفید تبدیل شود و این کار تنها با آزمایش دما ـ زمان و شرایط مشخص امکانپذیر است.
نکته بسیار مهم دیگر این است که برای افزایش مدت نگهداری سرما، همیشه افزایش مقدار ژلپک بهترین راهکار نیست. در بسیاری از موارد، کاهش ورود گرما از طریق بهبود عایق، درپوش، پلهای حرارتی و چیدمان میتواند تأثیر قابل توجهی داشته باشد.
بنابراین برای طراحی یک ژلپک ۱۲، ۲۴ یا ۴۸ ساعته، بهتر است ابتدا یک مدل حرارتی ساده تهیه شود، سپس نمونه واقعی ساخته شود، چند سنسور در نقاط مختلف قرار گیرد و منحنی دما ـ زمان ثبت شود. بعد از آن، فرمول ژل، جرم، ضخامت، فیلم، تعداد بستهها و جعبه بهصورت مرحلهای اصلاح شوند.
این روش باعث میشود محصول نهایی بر اساس داده واقعی و قابل تکرار طراحی شود، نه صرفاً بر اساس حدس یا افزایش مقدار مواد.
جهت پیام به گردآورنده: ۰۹۳۸۸۴۰۶۷۱۶
پیشنهاد موضوع فصل ۵۱
طراحی ژلپک برای دماهای مختلف؛ مقایسه ژلپکهای مخصوص ۰ تا ۵ درجه، ۵ تا ۱۰ درجه، زیر صفر و دماهای کنترلشده و بررسی اثر فرمول، نمک، پلیآکریلات، آب، تغییر فاز و بستهبندی بر دمای نهایی
۰ دیدگاه