Explain Meaning Efficiency Refrigerator

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Explain Meaning Efficiency Refrigerator:-Liquefaction of Gases: Boyle temperature and inversion temperature. Principle of regenerative cooling and of cascade cooling, liquefaction of hydrogen and helium. Refrigeration cycles, the meaning of efficiency.

Transport phenomena in Gases: Molecular collision, mean free path, and collision cross-sections. Estimates of molecular diameter and mean free path. Transport of mass, momentum and energy and interrelations, dependence on temperature and pressure.

खण्ड ‘स’

प्रश्न 7. एक प्रशीतित्र की कार्यप्रणाली सरल चित्र की सहायता से समझाइए तथा प्रशीतन चक्र की व्याख्या कीजिए। प्रशीतित्र की दक्षता का अर्थ बताइए।

Describe with a simple diagram, the working of a refrigerator and discuss the refrigeration cycle. Explain the meaning of efficiency of the refrigerator.

उत्तर : प्रशीतित्र (Refrigerator)-प्रशीतित्र शीतलन उत्पन्न करने की एक कृत्रिम यक्ति है। इसमें एक अथवा अधिक कक्ष (chamber) निम्न ताप पर बने रहते हैं तथा एक हिमकक्ष (freezer) 0°C से नीचे ताप पर रहता है। इसकी प्रक्रिया द्रव के वाष्पीकरण द्वारा उत्पन्न शीतलन पर आधारित है। जिस द्रव का वाष्पीकरण होता है. उसे ‘प्रशीतक’ (refrigerant) कहते हैं तथा यह शीघ्र द्रवित होने वाला पदार्थ होता है जैसे अमोनिया, कार्बन डाइऑक्साइड, सल्फर डाइऑक्साइड तथा फ्रीऑन (Freon : CCl2F2)

एक वाष्प-संपीडन प्रकार के प्रशीतित्र की सैद्धान्तिक रचना चित्र-9 में तथा संगत प्रशीतन चक्र (P.V आरेख) चित्र-11 में दर्शाए गए हैं। प्रशीतित्र के मुख्य भागों में एक वैद्युत-चालित संपीडक (compressor), एक संघनक (condenser), एक वाष्पित्र (evaporator) तथा एक प्रसार वाल्व (expansion valve) है।

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प्रशीतन चक्र (Refrigeration Cycle)-जब संपीडक का पिस्टन नीचे की ओर चलता है तो वाल्व Q बन्द हो जाता है तथा वाल्व R खुल जाता है। प्रशीतक, माना अमोनिया वाष्प, रुद्धोष्म रूप से संपीडित होती है। यह प्रक्रिया P.V आरेख (चित्र-12) में वक्र AB द्वारा निरूपित है।

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संपीडित वाष्प संघनक (condenser) के भीतर स्थित ताँबे की कुण्डलियों में भेज दी जाती है जहाँ यह द्रवित हो जाती है तथा संपीडन की ऊष्मा जल की परिसंचारित (circulating) धारा द्वारा बाहर ले जायी जाती है। द्रावण (liquefaction) की यह प्रक्रिया P.V आरेख में रेखा BC द्वारा निरूपित है।

 

अब, द्रवित अमोनिया प्रसार वाल्व V से होकर प्रशीतित्र के निम्न-दाब भाग में की जाता है। यह प्रक्रिया P.V आरेख में रेखा CD द्वारा निरूपित है।

 

अन्त में, द्रवित अमोनिया वाष्पित्र में स्थित कुण्डलियों में जाकर वाष्पित हो जाती है तो वाष्पन की गुप्त ऊष्मा एक लवण-कण्ड से ले लेती है जो कि कुण्डलियों को घेरे हुए है। वाष्पन की प्रक्रिया P-V आरेख में रेखा DA द्वारा निरूपित है।

 

यह ठण्डी वाष्प, पिस्टन के ऊपर की ओर जाने पर, संपीडक में प्रवेश कर जाती है तथा नया प्रशीतन चक्र प्रारम्भ हो जाता है।

 

लवण का घोल (brine solution) जो कि 0°C से नीचे ताप पर ठण्डा हो जाता है, पाइपों द्वारा परिसंचारित होकर प्रशीतित्र के कक्षों को ठण्डा बनाए रखता है तथा हिम कक्ष (freezer) में रखे जल-कुण्डों में बर्फ जमा देता है।

दक्षता का अर्थ (Meaning of Efficiency)-सैद्धान्तिक रूप से, प्रशीतक एक शीतल कुण्ड (वाष्पित्र) से ऊष्मा Q निष्कासित करता है, इस पर संपीडक द्वारा कार्य W किया जाता है तथा यह ऊष्मा Q+W एक तप्त कुण्ड (संघनक). को दे देता है। प्रशीतित्र अधिकतम दक्ष होगा यदि इसका प्रशीतक न्यूनतम बाह्य कार्य द्वारा, शीतल कुण्ड से अधिकतम ऊष्मा निष्कासित कर ले। प्रशीतित्र की दक्षता की माप कार्य-गुणांक (coefficient oil performance) K से की जाती है, जहाँ

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