স্যাচুরেটেড লিকুইড VS সাবকুলড লিকুইড: ক্রিটিকাল ফ্যাক্টস জানতে হবে
স্যাচুরেটেড তরল এবং subcooled তরল হল একটি বিশুদ্ধ তরলের ফেজ পরিবর্তন প্রক্রিয়ার বিভিন্ন পর্যায়। একটি বিশুদ্ধ পদার্থের প্রধান পর্যায়গুলি হল কঠিন, তরল এবং গ্যাস।
সাবকুলড তরল একটি পদার্থের সেই পর্যায়কে বোঝায় যেখানে এটি সিস্টেমের চাপে তার স্ফুটনাঙ্কের নীচে তাপমাত্রায় তরল আকারে বিদ্যমান। দ্য স্যাচুরেটেড তরল একটি তরল যা বাষ্পীভূত হতে চলেছে, যার অর্থ তাপমাত্রা পরিবর্তন না করে চাপের কোনো হ্রাস এটিকে ফুটিয়ে তোলে।
ইমেজ ক্রেডিট: স্যাচুরেটেড লিকুইড বনাম সাবকুলড লিকুইড https://s3.studentvip.com.au/notes/11438-
যে কোনো তরল, তা তার বিশুদ্ধ আকারে হোক বা মিশ্রণ হোক একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় তরলের পৃষ্ঠের উপর একটি নির্দিষ্ট চাপ প্রয়োগ করে, যাকে সেই তাপমাত্রায় পদার্থের বাষ্প চাপ বলে। তরলের তাপমাত্রা বাড়লে তার বাষ্পের চাপও বেড়ে যায়। এই বাষ্পের চাপ আশেপাশের বায়ুমণ্ডলের চাপের সমান হওয়ায় তরলটি ফুটতে শুরু করে। স্ফুটনাঙ্কে থাকা তরলকে ক বলে স্যাচুরেটেড তরল.
উদাহরণস্বরূপ, জল এটির একটি স্যাচুরেটেড তরল স্ফুটনাঙ্ক সমুদ্রপৃষ্ঠে বায়ুমণ্ডলীয় অবস্থার অধীনে 100°C বা 1-বায়ুমণ্ডলীয় চাপ। পানি 100°C এর নিচে ঠাণ্ডা হলে তা উপ-ঠান্ডা হয়ে যায়। 1 বায়ুমণ্ডলের বাইরে চাপ বাড়ার সাথে সাথে পানির স্ফুটনাঙ্ক বৃদ্ধি পায়, অথবা এটি 100 °C তাপমাত্রায় একটি উপ-শীতল তরলে পরিণত হয়।
সাবকুলড তরল উদাহরণ
প্রদত্ত চাপে তার ফুটন্ত তাপমাত্রার নীচে যে কোনও তরলকে সাবকুলড তরল হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে।
জল 373 °K (100 ° C) এ ফুটে। এখন ঘরের তাপমাত্রা 293°K(25°C) এবং স্বাভাবিক বায়ুমণ্ডলীয় চাপে জল একটি উদাহরণ সাবকুলড তরল.
কিছু শর্ত যা তরলকে সাবকুলড করে দেয়:
একটি প্রদত্ত সিস্টেম চাপে যখন তরল তার স্যাচুরেশন তাপমাত্রার চেয়ে কম তাপমাত্রা অর্জন করে। যখন তরল প্রদত্ত তাপমাত্রায় তার স্যাচুরেশন চাপের চেয়ে বেশি চাপে থাকে। তাপগতিগতভাবে তরলের এনথালপি এবং নির্দিষ্ট আয়তন a এর চেয়ে কম থাকে স্যাচুরেটেড তরল.
ইমেজ ক্রেডিট: টিভি ডায়াগ্রাম স্থির চাপে জলের জন্য ফেজ পরিবর্তনের প্রতিনিধিত্ব করে https://engineering.purdue.edu/CFDLAB/class/me200/filesFall2010/me200_notes_f10_week3.pdf
সাব-কুলড লিকুইডের আরও কিছু উদাহরণ হল:
- তরল অ্যামোনিয়া -33.3°C এর নিচে তাপমাত্রায় এবং চাপ 1 বার বা তার বেশি।
- তরল অ্যামোনিয়া -50°C এর নিচে তাপমাত্রায় এবং চাপ 0.41 বার বা তার বেশি।
- ইথিলিন গ্লাইকোল 197 সেন্টিগ্রেডের নিচে তাপমাত্রায় এবং চাপ 1 বার বা তার বেশি
- ইথাইল অ্যালকোহল 77.8 সেন্টিগ্রেডের নিচে তাপমাত্রায় এবং চাপ 1 বার বা তার বেশি।
উপরে দেখা যায়, তরল অ্যামোনিয়ার উদাহরণে, এটি চাপ এবং তাপমাত্রার বিভিন্ন পরিস্থিতিতে সাব-কুলড অবস্থায় প্রস্থান করতে পারে। -33.3°C হল 1 বার চাপে অ্যামোনিয়ার স্যাচুরেশন তাপমাত্রা। একইভাবে, -50°C তাপমাত্রার জন্য, অ্যামোনিয়ার জন্য সংশ্লিষ্ট স্যাচুরেশন চাপ হল 0.41 বার (প্রায়)।
সাবকুলড তরল চাপ
প্রদত্ত তাপমাত্রায় তার স্যাচুরেশন চাপের চেয়ে বেশি চাপ সহ একটি তরলকে সাব-কুলড বা সংকুচিত তরল বলা হয়।
সাব-কুলড তরল মানে তরলের তাপমাত্রা সেই নির্দিষ্ট চাপের জন্য স্যাচুরেশন তাপমাত্রার চেয়ে কম এবং একটি সংকুচিত তরল মানে প্রদত্ত তাপমাত্রার জন্য স্যাচুরেশন চাপের চেয়ে তরলের চাপ উচ্চতর। উভয় পদই বিকল্পভাবে ব্যবহার করা যেতে পারে।
যেহেতু তরল প্রকৃতিতে অসংকোচনীয়, তাদের বৈশিষ্ট্যগুলি তুলনামূলকভাবে চাপ থেকে স্বাধীন। সাবকুলড তরল দ্বারা সংজ্ঞায়িত করা হয়:
- একটি স্যাচুরেটেড তরলের চেয়ে বেশি চাপ (P>Pশনিএকটি প্রদত্ত টি এ)
- একটি স্যাচুরেটেড তরলের চেয়ে কম তাপমাত্রা (T<Tশনি একটি প্রদত্ত P এ)
- একটি স্যাচুরেটেড তরলের চেয়ে নিম্ন এনথালপি (h<hfএকটি প্রদত্ত টি বা পি এ)
- একটি স্যাচুরেটেড তরলের চেয়ে কম অভ্যন্তরীণ শক্তি (u<ufএকটি প্রদত্ত টি বা পি এ)
- একটি স্যাচুরেটেড তরল (v<vf একটি প্রদত্ত টি বা পি এ)
এনথালপি বেশিরভাগ চাপ দ্বারা প্রভাবিত হয়, h এর জন্য আরও সঠিক সম্পর্ক
hf~hf@T+vf(পিপিশনি)
ইমেজ ক্রেডিট: একটি বিশুদ্ধ পদার্থের পিভি ডায়াগ্রাম http://processandinstrumentation.blogspot.com/
সচরাচর জিজ্ঞাস্য
প্র. স্যাচুরেটেড এবং সাবকুলড তরলের মধ্যে পার্থক্য কী?
উত্তর:যদিও উভয় স্যাচুরেটেড তরল এবং সাবকুলড তরল একই তরলের দুটি পর্যায়, তারা একে অপরের থেকে বেশ আলাদা।
সাবকুলড হল সেই অবস্থা যেখানে তরলটি ন্যূনতম তাপমাত্রার (স্যাচুরেশন তাপমাত্রা) থেকে বেশি ঠান্ডা হয়, যা এটিকে ফুটন্ত থেকে দূরে রাখতে প্রয়োজন। বিপরীতভাবে স্যাচুরেটেড লিকুইড হল সেই অবস্থা যখন তরল প্রায় তার স্ফুটনাঙ্কে থাকে।
স্যাচুরেটেড লিকুইডের ক্ষেত্রে, যদি চাপ আরও কমানো হয় এবং তাপমাত্রা স্থির রাখা হয়, তাহলে স্যাচুরেটেড তরল ফুটতে শুরু করবে। অন্যদিকে, তরলটি সাব-ঠান্ডা হয়ে যাবে যদি তার স্ফুটনাঙ্কে তার স্যাচুরেটেড চাপের বাইরে চাপ বাড়ানো হয়।
প্র. রেফ্রিজারেশন সিস্টেমে সাব-কুলিং কেন কাম্য?
উত্তর:A সাব-কুলড তরল একটি রেফ্রিজারেশন সিস্টেমের শক্তি দক্ষতা বৃদ্ধি করে কারণ এটির নির্দিষ্ট ভলিউম কম থাকে
সম্প্রসারণ ডিভাইসের দিকে যাওয়ার আগে রেফ্রিজারেন্টের প্রাথমিক বাষ্পীভবন এড়াতে কনডেন্সারে ঠান্ডা করা হয়।
সঠিক সাবকুলিং নিশ্চিত করার জন্য সঠিক কনডেনসার পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল প্রদান না করা হলে, রেফ্রিজারেন্টটি সম্প্রসারণ ডিভাইসে যাওয়ার সাথে সাথে পাইপিংয়ে আংশিকভাবে বাষ্পীভূত হতে পারে। সম্প্রসারণ ডিভাইসে প্রবেশ করার আগে যদি রেফ্রিজারেন্ট আংশিকভাবে বাষ্পীভূত হয়, তবে একই শীতলকরণ অর্জনের জন্য এটিকে উচ্চ রেফ্রিজারেন্ট ভলিউম পাম্প করতে হবে। এটি পাম্পিং খরচ বাড়ায় এবং তাই শক্তি খরচ।
