🧊 نظام حمام ذو درجة حرارة منخفضة للغاية / تبريد فائق للاستخدام المختبري والصناعي
(Ultra-Low Temperature Bath / Cryogenic Cooling System)
📌 تعريف الجهاز
نظام الحمام ذو درجة الحرارة المنخفضة للغاية هو جهاز تبريد متقدم يُستخدم للحفاظ على درجات حرارة شديدة الانخفاض بدقة عالية في البيئات المختبرية والصناعية. يُعتمد عليه في اختبار خصائص الزيوت، اللدائن، المواد الكيميائية، والمواد البيولوجية تحت ظروف باردة جدًا.
✅ لماذا يتم استخدامه؟
- اختبارات اللزوجة عند درجات الحرارة المنخفضة (مثل ASTM D445 و ASTM D2983).
- اختبار تدفق زيوت التشحيم في درجات حرارة شديدة البرودة.
- تجميد المواد الكيميائية والمحاليل البيولوجية.
- اختبارات متعلقة بالصناعات الدوائية والإلكترونية والطاقة.
✅ المعايير المعتمدة:
- ASTM D445 – اختبار اللزوجة الحركية للزيوت عند درجات حرارة منخفضة.
- ASTM D2983 – قياس اللزوجة الظاهرية للزيوت في درجات حرارة منخفضة.
- ISO 3016 – تحديد نقطة الانسكاب للزيوت البترولية.
🛠 مكونات الجهاز
🔹 وحدة التبريد (Cooling Unit): مزودة بضاغط تبريد قوي أو تقنية تبريد بالنيتروجين السائل.
🔹 حمام حراري (Thermal Bath): يحتوي على سائل تبريد مثل الإيثانول أو خليط سائل خاص للحفاظ على درجات حرارة منخفضة جدًا.
🔹 نظام التحكم بدرجة الحرارة (Temperature Controller): يوفر دقة ±0.1°C في ضبط درجات الحرارة.
🔹 مستشعرات حرارية (Thermal Sensors): تقيس درجة الحرارة بدقة عالية أثناء الاختبار.
🔹 مضخة تحريك السوائل (Circulation Pump): تضمن توزيع الحرارة بشكل متجانس في الحمام.
📋 النطاقات الحرارية النموذجية
| نوع النظام | الحد الأدنى لدرجة الحرارة (°C) | التطبيقات |
|---|---|---|
| نظام التبريد الميكانيكي | -40°C إلى -80°C | اختبارات اللزوجة والتجميد الصناعي |
| أنظمة التبريد بالنيتروجين السائل | -80°C إلى -196°C | التبريد الفائق، التطبيقات البيولوجية والفضائية |
| حمامات السوائل المبردة | -10°C إلى -50°C | المعامل الكيميائية واختبار مواد التشحيم |
📋 الإجراء التجريبي (مثال على اختبار اللزوجة عند درجات منخفضة)
1️⃣ تحضير الجهاز
✅ ملء الحمام بسائل التبريد المناسب.
✅ ضبط درجة الحرارة المستهدفة على وحدة التحكم الرقمية.
2️⃣ إدخال العينة
✅ وضع العينة في أنبوب اختبار زجاجي مقاوم للبرودة.
✅ غمر العينة داخل الحمام المبرد باستخدام حامل خاص.
3️⃣ تشغيل الجهاز
✅ تشغيل نظام التبريد ومضخة التحريك للوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة.
✅ الانتظار حتى يستقر النظام عند درجة الحرارة المستهدفة.
4️⃣ قياس الخصائص الفيزيائية
✅ إجراء القياسات المطلوبة مثل اللزوجة، نقطة الانسكاب، أو معدل التدفق.
✅ تدوين نتائج الاختبار ومقارنة البيانات مع معايير الأداء المطلوبة.
📊 تفسير النتائج
🔹 إذا ظل الزيت سائلًا عند درجة حرارة منخفضة:
✔ مناسب للاستخدام في البيئات الباردة والمعدات الشتوية.
🔹 إذا تجمد الزيت أو فقد قدرته على التدفق:
⚠ قد لا يكون مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب مرونة تشغيلية في درجات حرارة منخفضة.
🔹 إذا أظهر الزيت لزوجة مرتفعة جدًا عند البرودة:
❌ قد يؤثر ذلك على كفاءة المضخات والمحركات، مما يستدعي استخدام إضافات محسنة للانسيابية.
💡 نصائح لضمان دقة الاختبار
✔ استخدم سائل تبريد مناسب لتجنب التجميد داخل النظام.
✔ تأكد من معايرة المستشعرات الحرارية بانتظام.
✔ نظّف الحمام والمضخات بعد كل استخدام لمنع التلوث والتراكمات.
✔ قارن النتائج مع زيوت مرجعية وفق معايير ASTM أو ISO.
اترك تعليقاً