دورات هندسية

 

 

تأثير وسائط التبريد Refrigerants على طبقة الأوزون Ozone وايجاد البدائل

صفحة 1 من 5 12 3 4 5 الأخيرةالأخيرة
النتائج 1 إلى 10 من 49
  1. [1]
    م. عبد المنعم
    م. عبد المنعم غير متواجد حالياً

    عضو شرف

     وسام الشكر

      وسام كبار الشخصيات


    تاريخ التسجيل: Jan 2006
    المشاركات: 1,091
    Thumbs Up
    Received: 22
    Given: 0

    تأثير وسائط التبريد Refrigerants على طبقة الأوزون Ozone وايجاد البدائل

    بسم الله الرحمن الرحيم
    الحمد لله رب العالمين والصلاة والسلام على أشرف الأنبياء والمرسلين سيدنا محمد وعلى آله وصحبه أجمعين.

    الاخوة الكرام
    السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

    نقدم بعون من الله وتوفيقه ، موضوعاً عن :
    تأثير وسائط التبريد Refrigerants
    على طبقة الأوزون Ozone
    وايجاد البدائل


    مقدمة :

    هناك مخاطر كثيرة تنجم من قلة غاز الاوزون في الغلاف الجوي الارضي التي جعلها الله سبحانه وتعالى الدرع الواقي للكائنات الحية من خطر الاشعاعات الضارة والقادمة من الشمس، لذا جعل الله الزيادة في هذه الطبقة كالنقصان، ولابد من الحفاظ على توازنها وعدم الاخلال به من خلال بعض الصناعات الكيمياوية، والتي تنتج مواد مثل الكلورفلوروكربونات، الموجودة في مواد الرش مثل بعض المعطرات او قاتل الحشرات, وكذلك الغازات التي تستخدم في اجهزة التبريد، حيث ان هذه المواد تتفاعل مع غاز الاوزون وتعمل على تخلخل التوازن الذي اوجده الله سبحانه وتعالى لحماية الخليقة على سطح الارض .. فسبحان الذي سخر لنا هذا ليكون الدرع الواقي لحماية البشر والحيوان والنبات من خطر الاشعاعات الضارة .

    تشير فرضية العالمين Rowland and Molina مولينا ورولاند ( 1974 ) ، إلى أن انطلاق وسائط التبريد الغازية ChloroFluoroCarbons كلورو فلورو الكربون ( CFCs ) مثـل ( الفـريـون R113 , R12 , R11 .. الخ ) في طبقات الجو العليا (الستراتوسفير ) ، يؤدي الى تآكل طبقة الأوزون ozone layer . والمجالات التي تستخدم المركبات السابقة هي :
    • هندسة التبريد ( وسائط التبريد كالفريونات المستخدمة في الثلاجات والمجمدات والمكيفات)
    • صناعة الرذاذات Aerosols (في العطور ومواد الزينة ومبيدات الحشرات، ..) أو medical sprays لعلاج حالات الربو
    • صناعة المواد البلاستيكية الرغوية القاسية ( مثل العوازل ) والليّنة ( مثل أوراق التغليف السميكة ).
    تحاط الكرة الأرضية بغلاف غازي ، ويسمى الغلاف الذي يبلغ ارتفاعه 10 كم بـ التروبوسفير troposphere ، وهو محاط بطبقة الستراتوسفير stratosphere التي تمتد سماكتها حتى 50 كم .


  2. [2]
    م. عبد المنعم
    م. عبد المنعم غير متواجد حالياً
    عضو شرف


    تاريخ التسجيل: Jan 2006
    المشاركات: 1,091

    وسام الشكر

     وسام كبار الشخصيات

    Thumbs Up
    Received: 22
    Given: 0

    Thumbs up (2)

    والأوزون كلمة يونانية معناها الرائحة ، وقد تم اكتشافه في بداية القرن الماضي ، وينحصر وجوده بين غلافي التروبوسفير والستراتوسفير ، وعلى ارتفاع يتراوح بين 10 و 40 كم .


    الاوزون هو حالة من حالات الاوكسجين، وبه ثلاث ذرات اوكسجين بدلاً من اثنين في الاوكسجين العادي، وهو موجود حتى في جو سطح الارض، ولكن بنسب قليلة جداً وبحدود جزء في كل عشر ملايين جزء من الهواء، وهو سام في حالة تواجده بكثرة، ويستعمل في التعقيم عموماً ، وفي تعقيم الهواء او في تعقيم الماء بدلاً من الكلور.


    بالإضافة الى تكوين الأوزون في الجو ، نتيجة للتفريغ الكهربائي أثناء الصواعق .. يتم تكوينه أيضاً في الارتفاعات العالية من طبقة الستراتوسفير ، بتحول جزيئات الاكسجين O2 تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية (ultraviolet (uv) radiation (sunlight القصيرة الموجة ( حتى 180 ميلي ميكرون ) ، والمحمّلة بالقدرة الشمسية ، بوساطة التحليل الضوئي الى الأوزون O3 . ومن جهة اخرى ، يتم تفكيك وتخريب قسم من الأوزون بوساطة غاز N2o الموجود في الغلاف الجوي ، وعلى مدى آلاف السنين السابقة ، لم يختل التوازن بين تكوين الأوزون O3 وبين تحطيمه .

    وبالاضافه الى هذا، هناك جدل حول دور العوادم الناتجه من الطائرات التي تطير على ارتفاعات كبيره (اي على مقربه من طبقة الستراتوسفير) والتي تحتوي على كميات كبيره من اكاسيد النيتروجين التي تقوم بدور حافز في تدمير جزيئات الاوزون.



    0 Not allowed!



  3. [3]
    م. عبد المنعم
    م. عبد المنعم غير متواجد حالياً
    عضو شرف


    تاريخ التسجيل: Jan 2006
    المشاركات: 1,091

    وسام الشكر

     وسام كبار الشخصيات

    Thumbs Up
    Received: 22
    Given: 0

    Thumbs up (3)

    وقد اوضحت بعض الدراسات التي اجريت على نتائج الرصد في الفتره من 1969 الى 1988 انخفاض عمود الاوزون بحوالي 1.7-3% سنويا في نصف الكره الشمالي بين خطي عرض 30-64 شمالا . ولكن الدراسات الحديثة التي قامت بها وكالة الفضاء الامريكيه اوضحت ان عمود الاوزون يتناقص بحوالي 0.26% سنويا بين خطي عرض 65 شمالا و 65 جنوبا .



    total ozone above the Halley Bay station in Antarctica


    ان تفكيك مركبات كلورو فلورو الكربون( CFCs ) وفق نظرية مولينا ورولاند وانطلاق الكلور بشكل حر يساعد في عملية تفكك الأوزون ، وذلك وفق ماتشير اليه التفاعلات التالية :
    • من أجل الفريون R12 وبوساطة الأشعة فوق البنفسجية ، نجد : C CL2 F2 -----> C CL F2 + CL
    • ويتحد الكلور النشط المتكون مع O3 محوّلاً إياه الى : O3 + CL -----> O2 + CLO
    • ويصبح وجود المركب CLO المتكون في الجو عاملاً مساعداً على زيادة عملية التفكك : O3 -----> O2 + O
    • ان تكون الكلور من جديد يؤثر سلباً على وجود الأوزون ويفككه أيضاً : CLO + O -----> CL + O2
    ويلاحظ ان الخطورة تحدث عند انطلاق هذه المركبات الى الجو ، فانها تصطدم بضوء الشمس فتمتصه وينتج عن ذلك تفاعل بين مركبات الكلوروفلوروكربون مع جزيئات الاوزون وينتج عن هذا التفاعل جزيء اوكسجين واول اوكسيد الكلور و الاخير يتحد بدوره مع ذرة اوكسجين لينفصل بعد ذلك كل من الاوكسجين والكلور، وان محصلة التفاعل النهائية هي القضاء على جزيء الاوزون، ثم يتكرر التفاعل طالما وجد المسبب له ، مما يزيد من تركيز ذرات الكلور ونقصان جزيئات الاوزون , وبالتالي السماح بمرور الاشعة الفوق البنفسجية الضارة بشكل اكبر من خلال الثقب الذي اصطلح عليه بثقب الاوزون نتيجة لتلك العملية.


    The figure above shows a schematic illustrating the life cycle of the CFCs; how they are transported up into the upper stratosphere/lower mesosphere, how sunlight breaks down the compounds and then how their breakdown products descend into the polar vortex.

    0 Not allowed!



  4. [4]
    م. عبد المنعم
    م. عبد المنعم غير متواجد حالياً
    عضو شرف


    تاريخ التسجيل: Jan 2006
    المشاركات: 1,091

    وسام الشكر

     وسام كبار الشخصيات

    Thumbs Up
    Received: 22
    Given: 0

    Thumbs up (4)

    ان وجود الأوزون في الغلاف الجوي ، يعمل كمصفاة ضد الأشعة فوق البنفسجية القادمة من الشمس الى الأرض ، وخصوصاً الأشعة ذات الأطوال الموجية القصيرة التي تتراوح بين ( 290 و 320 ميلي ميكرون ) ، حيث يمتص الأوزون نحو 99% من هذه الأشعة . ويؤدي تخريب destroy طبقة الأوزون ، الى عواقب وخيمة على الكرة الأرضية ، حيث أنه بارتفاع نسبة الأشعة فوق البنفسجية التي تصل الى الكرة الأرضية ، ترتفع نسبة اصابة البشر بسرطان الجلد ، كما يؤدي الى اضرار على حياة النباتات والحيوانات المائية والبرية ، لذا فإن وجود الأوزون بالغ الأهمية في الغلاف الجوي لحماية الجنس البشري والحيواني والنباتي .



    0 Not allowed!



  5. [5]
    م. عبد المنعم
    م. عبد المنعم غير متواجد حالياً
    عضو شرف


    تاريخ التسجيل: Jan 2006
    المشاركات: 1,091

    وسام الشكر

     وسام كبار الشخصيات

    Thumbs Up
    Received: 22
    Given: 0

    Thumbs up (5)

    الكميات المنتجة من وسائط التبريد ومجالات استخدامها :

    ينتج العالم الآن نحو 1000 مليون طن من مركبات كلورو فلورو الكربون ( CFCs ) والتي تشتمل مجموعة كبيرة منها على وسائط التبريد .


    تلعب وسائط التبريد ( الفريونات المهلجنة كلياً ، مثـل R113 , R12 , R11 .. الخ ) دوراً بارزاً في مشكلة طبقة الأوزون ، لانها تتسم بثبات كيميائي كبير . ويلعب ذلك دوراً ايجابياً ، لاستخدامها في اجهزة التبريد ، ولكنها من جهة أخرى ، تؤثر سلباً ليس على طبقة الأوزون فقط ، بل على ظاهرة البيت الزجاجي أيضاً ، بسبب زمن الاستقرار الطويل في طبقة الستراتوسفير .

    ظاهرة البيت الزجاجي هي ارتفاع درجة حرارة الارض نتيجة الاحتباس الحراري الناتج عن منع خروج الحرارة الزائدة من الارض الى الفضاء، وذلك نتيجة زيادة تركيز غاز ثاني اكسيد الكربون في الغلاف الجوي، مما يؤدي الى حدوث بعض الآثار السيئة على الارض مثل الفيضانات والتصحر .

    يوضح الجدول (1) أرقام انتاج واستخدام الفريونات R11 و R12 لعام 1986 . ونجد في هذه الاحصائية انه تم في امريكا ، الانتقال من مركبات ( CFCs ) الى مواد بديلة أخرى في مجال صناعات السبراي . ومن اجل مناقشة الارقام في الجدول (1) ، تم انشاء جداول مكمّلة :

    فالجدول (2) يظهر تطور عدد السيارات المكيفة في امريكا من عام 1985 الى عام 2000 ، بالاضافة الى كميات R12 المستخدمة في مكيفات هذه السيارات .

    اما الجدول (3) فيوضح كمية R12 المستخدمة في مكيفات السيارات في الفترة الزمنية ( 1985 - 2000 ) :
    والجدول (4) يوضح احتياج التبريد الصناعي من R12 للمواد الغذائية :

    0 Not allowed!



  6. [6]
    م. عبد المنعم
    م. عبد المنعم غير متواجد حالياً
    عضو شرف


    تاريخ التسجيل: Jan 2006
    المشاركات: 1,091

    وسام الشكر

     وسام كبار الشخصيات

    Thumbs Up
    Received: 22
    Given: 0

    Thumbs up (6)




    تشير هذه الجداول ان استهلاك الفريونات R11 و R12 هو اقل ما يمكن في مجال تبريد المواد الغذائية , وبما ان معظم اجهزة التبريد المستخدمة في هذه الدارات محكمة الاغلاق ، فان الضياعات قليلة . أما السيارات المكيفة فانها تحتاج الى كميات كبيرة من R12 لانها تحتوي على ضاغط وسيط التبريد من النوع المفتوح ، ولذلك يلزم بين الحين والآخر اضافة وسيط التبريد . كذلك تستهلك كميات كبيرة نسبياً من R11 و R12 في مجال صناعة المواد البلاستيكية القاسية والليّنة ، وفي مجال صناعة السبراي .

    ملاحظة : الجداول لم تدرج كميات انتاج R113 ، لانه لايوجد حالياً احصائيات دقيقة حوله ، والفريون R113 يملك صفات ممتازة كمادة منحلة ، حيث يستخدم بشكل رئيسي في الصناعة الالكترونية كمادة منظفة .

    0 Not allowed!



  7. [7]
    م. عبد المنعم
    م. عبد المنعم غير متواجد حالياً
    عضو شرف


    تاريخ التسجيل: Jan 2006
    المشاركات: 1,091

    وسام الشكر

     وسام كبار الشخصيات

    Thumbs Up
    Received: 22
    Given: 0

    Thumbs up (7)

    الاجراءات المتخذة لحماية طبقة الأوزون :
    يتم العمل على المستوى العالمي منذ الثمانينات بمساعدة الامم المتحدة لعقد اتفاقيات دولية لحماية البيئة . وضمن برنامج حماية البيئة ، عقدت اتفاقية في فيينا بالنمسا بتاريخ 22/3/1985 من اجل حماية طبقة الأوزون تنص على :
    • المراقبة والبحث المنتظم لطبقة الأوزون .
    • التعاون في المجال العلمي والتقني وتشريع القوانين .
    • التشجيع على تبادل الخبرات .
    • انشاء هيئة عمل عالمية .
    بعد هذه المعاهدة ، عقد المؤتمر الاول في واشنطن في آذار عام 1986 ، واثبت هذا المؤتمر ، انه يمكن تخفيض تأثير الغازات على طبقة الأوزون بشكل جزئي . كما تم في هذا المؤتمر ، بحث صعوبات استبدال وسائط التبريد ، كغازات طاردة ، في صناعة السبراي والصناعات البلاستيكية .

    وعقد المؤتمر الثاني في ايلول عام 1987 في مونتريال Montreal Protocol ، وناقش عدة مقترحات ، من أهمها تخفيض انتاج الفريونات ، وتم تصنيف الفريونات حسب قوة تأثيرها على تآكل طبقة الأوزون ( Ozone Depletion Potential ( ODP بالشكل التالي :


    وتعمل وسائط التبريد المنبعثة إلى الغلاف الجوى على تسخين غلاف الكرة الأرضية (ظاهره الأحتباس الحرارى) ويعبر عن تأثيرها بدلالة الجهد الحراري العالمي (Global warming potential) ويرمز لها بالرمز (GWP) ، وهذه تساوي :
    GWP= 1 for CO2 & GWP=0.05 for CFCs

    وعقد مؤتمر لاحق عام 1990 في لندن ، بحث الموضوع نفسه ، لكن الوضع الحالي يبدو بالشكل التالي لمركبات ( CFCs ) :
    • حتى 31/12/1992 تجميد الانتاج كما كان في عام 1986
    • بعد 1/1/1993 التخفيض حتى 80%
    • بعد 1/1/1995 التخفيض حتى 50%
    • بعد 1/1/1997 التخفيض حتى 15%
    • بعد 1/1/2000 توقيف الانتاج كلياً
    يعد الفريون R22 حتى الآن مقبولاً ، ولم تتعرض له وثيقة مونتريال . وقد أعطى لهذا القرار أهمية خاصة نظراً للكمية الكبيرة التي تستهلك منه في الاسواق العالمية . ويمكن ان يستعمل هذا الوسيط في معظم المجالات ، وذلك بعد اجراء تعديل مناسب في تصميم الاجهزة التي سيعمل بها . ولكن على الرغم من أن تأثيره طفيف على طبقة الأوزون ، فقد دلت القياسات الجديدة على أنه يؤثر على تفكك الأوزون في القسم العلوي من طبقة الستراتوسفير ، لذا اقترح توقيف انتاجه في نهاية عام 2040 وان امكن في نهاية عام 2020 .

    0 Not allowed!



  8. [8]
    م. عبد المنعم
    م. عبد المنعم غير متواجد حالياً
    عضو شرف


    تاريخ التسجيل: Jan 2006
    المشاركات: 1,091

    وسام الشكر

     وسام كبار الشخصيات

    Thumbs Up
    Received: 22
    Given: 0

    Thumbs up (8)

    استعمال وسائط جديدة بدلاً من الفريونات R11 و R12 :

    ان مسألة ايجاد بدائل جديدة عن الفريونات R11 و R12 هي من أعقد المسائل المطروحة في هذا المجال . ومن اجل ايجاد حلول سريعة وعملية ، يجب توطيد التعاون بين دول العالم لتطوير وسائط تبريد بديلة وانتاجها .
    منذ عشرات السنين أصبح معروفاً انه يمكن استخدام مشتقات الميتان والايتان كمواد بديلة ، الشكلان ( 1 و 2 ) يبينان هذه المشتقات .



    الشكـــــل ( 1 )


    الشكـــــل ( 2 )


    والجدول التالي يبين المواصفات الفيزيائية لوسائط التبريد المختلفة ، الحديثة منها والقديمة


    0 Not allowed!



  9. [9]
    م. عبد المنعم
    م. عبد المنعم غير متواجد حالياً
    عضو شرف


    تاريخ التسجيل: Jan 2006
    المشاركات: 1,091

    وسام الشكر

     وسام كبار الشخصيات

    Thumbs Up
    Received: 22
    Given: 0

    Thumbs up (9)

    أهم المواصفات العامة التي يجب توفرها في وسيط التبريد هي :
    • الثبات الكيميائي ، وان يكون خاملاً ( لا يتفاعل مع الهواء والزيت والمعادن ) .
    • غير سام وبدون رائحة .
    • غير قابل للاشتعال والانفجار ( مهما كانت كمية الهواء ) .
    • ارتفاع الضغط الحرج .
    • انخفاض نقطة التجمد .
    • سعره منخفض .
    • قابلية الامتزاج مع الزيت بشكل جيد .
    • قوة تأثيره على تآكل طبقة الأوزون تساوي الصفر .
    وبمراعاة حميع المواصفات السابقة ، لا تبقى الا مركبات قليلة من هرم الميتان والايتان ، تتميز ، بعدم سميتها ، وعدم قابليتها للاشتعال ، وقلة فترة بقائها في الغلاف الجوي ( الشكل 3 )



    0 Not allowed!



  10. [10]
    م. عبد المنعم
    م. عبد المنعم غير متواجد حالياً
    عضو شرف


    تاريخ التسجيل: Jan 2006
    المشاركات: 1,091

    وسام الشكر

     وسام كبار الشخصيات

    Thumbs Up
    Received: 22
    Given: 0

    Thumbs up (10)

    أما الوسائط التي تكون بديلة عن الفريونات فهي :



    وسيط التبريد R123 بديلاً عن R11 : انتج مؤخراً بكمية قليلة في الولايات المتحدة.

    وسيط التبريد R134a بديلاً عن R12 : بدأ انتاجه بكميات ضخمة منذ عام 1990 في مصنع أقامته شركة امريكية تقوم بتوزيعه عالمياً . ان وسيط التبريد R134a الجديد الذي لايحدث اي تآكل في طبقة الأوزون ، يعد البديل الوحيد الذي يحل محل وسيط التبريد R12 في عمليات التبريد التجارية والبرادات والمجمدات المنزلية وأجهزة تكييف هواء السيارات .

    يبين الجدول ( 5 ) المواصفات الجوهرية لكل من هذه الوسائط :



    تنخفض المشكلات لدى استخدام البدائل عن الفريونات R11 و R12 كمواد طاردة في صناعة السبراي ، حيث تم في الولايات المتحدة الاميركية وبنجاح كبير ، استخدام البدائل كمواد طاردة . وادى ذلك في عام 1983 الى توفير مايعادل 165 مليون دولار ، دون ان بؤدي ذلك الى انخفاض في النوعية .

    0 Not allowed!



  
صفحة 1 من 5 12 3 4 5 الأخيرةالأخيرة
الكلمات الدلالية لهذا الموضوع

عرض سحابة الكلمة الدلالية

RSS RSS 2.0 XML MAP HTML