Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

تأثير وسائط التبريد Refrigerants

2,267 views

Published on

  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

تأثير وسائط التبريد Refrigerants

  1. 1. ‫تأثير وسائط التبريد ‪ Refrigerants‬على طبقة‬ ‫الوزون ‪ Ozone‬و إيجاد البدائل‬ ‫مقدمة:‬‫هناك مخاطققر كثيرة تنجققم مققن قلة غاز الوزون فققي الغلف الجوي الرضققي التققي جعلهققا ال سققبحانه وتعالى الدرع الواقققي‬‫للكائنات الحيقة مقن خطقر الشعاعات الضارة والقادمقة مقن الشمقس، لذا جعقل ال الزيادة فقي هذه الطبققة كالنقصقان، ولبقد مقن‬‫الحفاظ على توازنهققا وعدم الخلل بققه مققن خلل بعققض الصققناعات الكيماويققة، والتققي تنتققج مواد مثققل الكلورفلوروكربونات،‬‫الموجودة في مواد الرش مثل بعض المعطرات أو قاتل الحشرات, وكذلك الغازات التي تستخدم في أجهزة التبريد، حيث ان هذه‬‫المواد تتفاعل مع غاز الوزون وتعمل على تخلخل التوازن الذي أوجده ال سبحانه وتعالى لحماية الخليقة على سطح الرض .‬ ‫فسققققبحان الذي سققققخر لنققققا هذا ليكون الدرع الواقققققي لحمايققققة البشققققر والحيوان والنبات مققققن خطققققر الشعاعات الضارة .‬‫تشيققر فرضيققة العالميققن ‪ Rowland and Molina‬مولينققا و رولنققد ) 4791 ( ، إلى أن انطلق وسققائط التبريققد الغازيققة‬‫‪ Chloro Fluoro Carbons‬كلورو فلورو الكربون ) ‪ ( CFCs‬مثقل ) الفر يون 11‪ .. R113 , R12 , R‬الخ ( في طبقات‬ ‫الجو العليا )الستراتوسفير ( ، يؤدي إلى تآكل طبقة الوزون ‪ . ozone layer‬والمجالت التي تستخدم المركبات السابقة هي :‬ ‫•هندسة التبريد ) وسائط التبريد كالفريونات المستخدمة في الثلجات والمجمدات والمكيفات (‬ ‫•صققناعة الرذاذات ‪Aerosols‬فققي العطور ومواد الزينققة ومققبيدات الحشرات ، أو ‪ medical sprays‬لعلج‬ ‫حالت الربو‬ ‫•صناعة المواد البلستيكية الرغوية القاسية ) مثل العوازل ( والل ّنة ) مثل أوراق التغليف السميكة (‬ ‫ي‬‫تحاط الكرة الرضيقة بغلف غازي ، ويسقمى الغلف الذي يبلغ ارتفاعقه 01 كقم بقق التروبوسقفير ‪ ، troposphere‬وهقو محاط‬ ‫بطبقة الستراتوسفير ‪ stratosphere‬التي تمتد سماكتها حتى 05 كم .‬ ‫والوزون كلمة يونانية معناها الرائحة ، وقد تم اكتشافه في بداية القرن الماضي ، وينحصر وجوده بين غلفي التروبوسفير و‬ ‫الستراتوسفير ، وعلى ارتفاع يتراوح بين 01 و 04 كم .‬ ‫الوزون هو حالة من حالت الوكسجين، و به ثلث ذرات أوكسجين بدلً من اثنين في الوكسجين العادي، وهو موجود حتى‬ ‫في جو سطح الرض، ولكن بنسب قليلة جدً وبحدود جزء في كل عشر مليين جزء من الهواء، وهو سام في حالة تواجده‬ ‫ا‬ ‫بكثرة، ويستعمل في التعقيم عموم ً ، وفي تعقيم الهواء أو في تعقيم الماء بدلً من الكلور.‬ ‫ا‬ ‫بالضافة إلى تكوين الوزون في الجو ، نتيجة للتفريغ الكهربائي أثناء الصواعق .. يتم تكوينه أيض ً في الرتفاعات العالية من‬ ‫ا‬ ‫طبقة الستراتوسفير ، بتحول جزيئات الكسجين 2‪ O‬تحت تأثير الشعة فوق البنفسجية ‪ultraviolet radiation sunlight‬‬ ‫القصيرة الموجة ) حتى 081 ميلي ميكرون ( ، والمح ّلة بالقدرة الشمسية ، بوساطة التحليل الضوئي إلى الوزون 3‪ . O‬ومن‬ ‫م‬ ‫جهة أخرى ، يتم تفكيك وتخريب قسم من الوزون بوساطة غاز ‪ N2o‬الموجود في الغلف الجوي ، وعلى مدى آلف السنين‬ ‫السابقة ، لم يختل التوازن بين تكوين الوزون 3‪ O‬وبين تحطيمه .‬ ‫و بالضافة إلى هذا، هناك جدل حول دور العوادم الناتجة من الطائرات التي تطير على ارتفاعات كبيره )أي على مقربه من‬‫طبقة الستراتوسفير( والتي تحتوي على كميات كبيره من اكاسيد النيتروجين التي تقوم بدور حافز في تدمير جزيئات الوزون .‬
  2. 2. ‫وقد أوضحت بعض الدراسات التي أجريت على نتائج الرصد في الفترة من 9691 إلى 8891 انخفاض عمود الوزون بحوالي‬‫7.1-3% سقنويا فقي نصقف الكره الشمالي بيقن خطقي عرض 03-46 شمال . ولكقن الدراسقات الحديثقة التقي قامقت بهقا وكالة‬ ‫الفضاء المريكيققة أوضحققت أن عمود الوزون يتناقققص بحوالي 62.0% سققنويا بيققن خطققي عرض 56 شمال و 56 جنوبققا .‬‫إن تفكيك مركبات كلورو فلورو الكربون) ‪ ( CFCs‬وفق نظرية مولينا و رولند وانطلق الكلور بشكل حر يساعد في عملية‬ ‫تفكك الوزون ، وذلك وفق ما تشير إليه التفاعلت التالية :‬ ‫•من أجل الفر يون 21‪ R‬وبوساطة الشعة فوق البنفسجية ، نجد : ‪C CL2 F2 -----> C CL F2 + CL‬‬ ‫•ويتحد الكلور النشط المتكون مع 3‪ O‬مح ّل إياه إلى : ‪O3 + CL -----> O2 + CLO‬‬ ‫و‬ ‫•ويصبح وجود المركب ‪ CLO‬المتكون في الجو عام ً مساعدً على زيادة عملية التفكك : ‪O3 -----> O2 + O‬‬ ‫ا‬ ‫ل‬ ‫•إن تكون الكلور من جديد يؤثر سلب ً على وجود الوزون ويفككه أيض ً : 2‪CLO + O -----> CL + O‬‬ ‫ا‬ ‫ا‬‫ويلحظ إن الخطورة تحدث عنقد انطلق هذه المركبات إلى الجقو ، فإنهقا تصقطدم بضوء الشمقس فتمتصقه وينتقج عقن ذلك تفاعقل‬‫بيققن مركبات الكلوروفلوروكربون مققع جزيئات الوزون و ينتققج عققن هذا التفاعققل جزيققء أوكسققجين و أول أوكسققيد الكلور و‬‫الخير يتحد بدوره مع ذرة أوكسجين لينفصل بعد ذلك كل من الوكسجين و الكلور، وان محصلة التفاعل النهائية هي القضاء‬‫على جزيء الوزون ، ثم يتكرر التفاعل طالما وجد المسبب له ، مما يزيد من تركيز ذرات الكلور ونقصان جزيئات الوزون‬‫وبالتالي السماح بمرور الشعة فوق البنفسجية الضارة بشكل اكبر من خلل الثقب الذي اصطلح عليه بثقب الوزون نتيجة لتلك‬ ‫العملية .‬‫ا‬‫إن وجود الوزون في الغلف الجوي ، يعمل كمصفاة ضد الشعة فوق البنفسجية القادمة من الشمس إلى الرض ، وخصوص ً‬‫الشعة ذات الطوال الموجية القصيرة التي تتراوح بين ) 092 و 023 ميلي ميكرون ( ، حيث يمتص الوزون نحو 99% من‬‫هذه الشعققة . ويؤدي تخريققب ‪ destroy‬طبقققة الوزون ، إلى عواقققب وخيمققة على الكرة الرضيققة ، حيققث أنققه بارتفاع نسققبة‬‫الشعقة فوق البنفسقجية التقي تصقل إلى الكرة الرضيقة ، ترتفقع نسقبة إصقابة البشقر بسقرطان الجلد ، كمقا يؤدي إلى أضرار على‬‫حياة النباتات والحيوانات المائيققة والبريققة ، لذا فإن وجود الوزون بالغ الهميققة فققي الغلف الجوي لحمايققة الجنققس البشري‬ ‫والحيواني والنباتي .‬ ‫الكميات المنتجة من وسائط التبريد ومجالت استخدامها :‬ ‫ينتج العالم الن نحو 0001 مليون طن من مركبات كلورو فلورو الكربون ) ‪ ( CFCs‬والتي تشتمل مجموعة كبيرة منها على‬ ‫وسائط التبريد .‬ ‫تلعب وسائط التبريد ) كالفريونات المهلجنة كلي ً ، مثقل 11‪ .. R113 , R12 , R‬الخ ( دورً بارزً في مشكلة طبقة الوزون ،‬ ‫ا‬ ‫ا‬ ‫ا‬ ‫ا‬ ‫لنها تتسم بثبات كيميائي كبير . ويلعب ذلك دورً ايجابي ً ، لستخدامها في أجهزة التبريد ، ولكنها من جهة أخرى ، تؤثر سلب ً‬ ‫ا‬ ‫ا‬ ‫ليس على طبقة الوزون فقط ، بل على ظاهرة البيت الزجاجي أيض ً ، بسبب زمن الستقرار الطويل في طبقة الستراتوسفير .‬ ‫ا‬ ‫ظاهرة البيت الزجاجي هي ارتفاع درجة حرارة الرض نتيجة الحتباس الحراري الناتج عن منع خروج الحرارة الزائدة من‬ ‫الرض إلى الفضاء ، وذلك نتيجة زيادة تركيز غاز ثاني أكسيد الكربون في الغلف الجوي ، مما يؤدي إلى حدوث بعض‬ ‫الثار السيئة على الرض مثل الفيضانات والتصحر .‬ ‫الجراءات المتخذة لحماية طبقة الوزون :‬‫يتم العمل على المستوى العالمي منذ الثمانينات بمساعدة المم المتحدة لعقد اتفاقيات دولية لحماية البيئة . وضمن برنامج حماية‬ ‫البيئة ، عقدت اتفاقية في فيينا بالنمسا بتاريخ 5891/3/22 من اجل حماية طبقة الوزون تنص على :‬ ‫•المراقبة والبحث المنتظم لطبقة الوزون .‬ ‫•التعاون في المجال العلمي والتقني وتشريع القوانين .‬
  3. 3. ‫•التشجيع على تبادل الخبرات .‬ ‫•إنشاء هيئة عمل عالمية .‬ ‫بعد هذه المعاهدة ، عقد المؤتمر الول في واشنطن في آذار عام 6891 ، واثبت هذا المؤتمر ، انه يمكن تخفيض تأثير الغازات‬ ‫على طبقة الوزون بشكل جزئي . كما تم في هذا المؤتمر ، بحث صعوبات استبدال وسائط التبريد ، كغازات طاردة ، في‬ ‫صناعة السبراي والصناعات البلستيكية .‬ ‫وعقد المؤتمر الثاني في أيلول عام 7891 في مونتريال ‪ ، Montreal Protocol‬وناقش عدة مقترحات ، من أهمها تخفيض‬ ‫إنتاج الفريونات ، وتم تصنيف الفريونات حسب قوة تأثيرها على تآكل طبقة الوزون ‪Ozone Depletion Potential‬‬ ‫‪ ODP‬بالشكل التالي :‬ ‫وتعمل وسائط التبريد المنبعثة إلى الغلف الجوى على تسخين غلف الكرة الرضية )ظاهره الحتباس الحراري( ويعبر عن‬ ‫تأثيرها بدللة الجهد الحراري العالمي )‪ (Global warming potential‬ويرمز لها بالرمز )‪ ،(GWP‬وهذه تساوي:‬ ‫‪GWP= 1 for CO2 & GWP=0.05 for CFCs‬‬ ‫وعقد مؤتمر لحق عام 0991 في لندن، بحث الموضوع نفسه، لكن الوضع الحالي يبدو بالشكل التالي لمركبات ) ‪:( CFCs‬‬ ‫•حتى 2991/21/13 تجميد النتاج كما كان في عام 6891‬ ‫•بعد 3991/1/1 التخفيض حتى 08%‬ ‫•بعد 5991/1/1 التخفيض حتى 05%‬ ‫•بعد 7991/1/1 التخفيض حتى 51%‬ ‫ا‬ ‫•بعد 0002/1/1 توقيف النتاج كلي ً‬‫يعد الفر يون 22‪ R‬حتى الن مقبو ً ، ولم تتعرض له وثيقة مونتريال . وقد أعطى لهذا القرار أهمية خاصة نظرً للكمية الكبيرة‬ ‫ا‬ ‫ل‬‫التي تستهلك منه في السواق العالمية. ويمكن أن يستعمل هذا الوسيط في معظم المجالت، وذلك بعد إجراء تعديل مناسب في‬‫تصميم الجهزة التي سيعمل بها. ولكن على الرغم من أن تأثيره طفيف على طبقة الوزون ، فقد دلت القياسات الجديدة على أنه‬‫يؤثر على تفكك الوزون في القسم العلوي من طبقة الستراتوسفير ، لذا اقترح توقيف إنتاجه في نهاية عام 0402 وان أمكن في‬ ‫نهاية عام 0202 .‬ ‫:‬ ‫استعمال وسائط جديدة بدلً من الفريونات 21‪R11 R‬‬ ‫إن مسألة إيجاد بدائل جديدة عن الفريونات 11‪ R‬و 21‪ R‬هي من أعقد المسائل المطروحة في هذا المجال . ومن اجل إيجاد‬ ‫حلول سريعة وعملية ، يجب توطيد التعاون بين دول العالم لتطوير وسائط تبريد بديلة و إنتاجها .‬ ‫منذ عشرات السنين أصبح معروف ً انه يمكن استخدام مشتقات الميتان و اليثان كمواد بديلة‬ ‫ا‬ ‫أهم المواصفات العامة التي يجب توفرها في وسيط التبريد هي :‬ ‫•الثبات الكيميائي، وان يكون خام ً ) ل يتفاعل مع الهواء والزيت والمعادن (‬ ‫ل‬ ‫•غير سام وبدون رائحة .‬ ‫•غير قابل للشتعال والنفجار ) مهما كانت كمية الهواء (‬ ‫•ارتفاع الضغط الحرج.‬ ‫•انخفاض نقطة التجمد.‬ ‫•سعره منخفض .‬ ‫•قابلية المتزاج مع الزيت بشكل جيد .‬
  4. 4. ‫•قوة تأثيره على تآكل طبقة الوزون تساوي الصفر .‬‫وبمراعاة جميع المواصفات السابقة ، ل تبقى إل مركبات قليلة من هرم الميتان و اليتان ، تتميز ، بعدم سميتها ، وعدم قابليتها‬‫للشتعال ، وقلة فترة بقائهققا فققي الغلف الجوي تنخفققض المشكلت لدى اسققتخدام البدائل عققن الفريونات 11‪ R‬و 21‪ R‬كمواد‬‫طاردة في صناعة السبراي ، حيث تم في الوليات المتحدة الميركية وبنجاح كبير ، استخدام البدائل كمواد طاردة . وأدى ذلك‬ ‫في عام 3891 إلى توفير ما يعادل 561 مليون دولر ، دون أن يؤدي ذلك إلى انخفاض في النوعية .‬ ‫إعـــداد الطــــلب‬ ‫1‬ ‫بلل بركات‬ ‫الصف العاشر‬ ‫ثانوية الشهداء – حلب‬ ‫‪bilal.1996.b@gmail.com‬‬ ‫2‬ ‫محمد همام نحال‬ ‫الصف العاشر‬ ‫ثانوية الشهداء – حلب‬ ‫‪mhhn2aa@gmail.com‬‬ ‫بإشراف المدرس‬ ‫أيمن أحمد مليحاتي )لغة انكليزية(‬ ‫البريد اللكتروني: ‪samatoursyr@gmail.com‬‬

×