معامل الأداء (المضخات الحرارية)

اختبار الإثبات هو أحد أشكال اختبارات الإجهاد، حيث يتعرض هيكل أو مكون لحمل أكبر من حمل الخدمة الاعتيادي، ولكن أقل من حمل الفشل المتوقع. والغرض من ذلك هو إثبات ملاءمته للاستخدام وفحص عيوب التصنيع دون التسبب في تلف أي عنصر مصنع بشكل صحيح، وبالتالي التحقق من سلامته الهيكلية.

اللدونة هي مقياس لقدرة المادة على الخضوع لتشوه بلاستيكي كبير قبل التمزق، وغالبًا ما تُقاس بنسبة الاستطالة أو نسبة الانكماش في المساحة. تُظهر المواد اللدنة، مثل الفولاذ، منطقة لدنة طويلة على منحنى الإجهاد والانفعال. أما الهشاشة، فهي عكس ذلك؛ فالمواد الهشة، مثل السيراميك أو الحديد الزهر، تنكسر مع تشوه بلاستيكي ضئيل أو معدوم.

الاستخلاص السائل-السائل (LLE) هو طريقة فصل تعتمد على اختلاف ذوبان المذاب بين طورين سائلين غير قابلين للامتزاج أو قابلين للامتزاج جزئيًا. ينتقل المركب من طور التغذية (غالبًا ما يكون مائيًا) إلى طور المذيب (غالبًا ما يكون عضويًا). يعتمد الانتقال على اختلاف الجهد الكيميائي، ويتوقف عند الوصول إلى حالة التوازن وتوزع المذاب بين الطورين.

اكتشف ألفريد نوبل أن النيتروجليسرين يمكن أن يكون أكثر أمانًا في التعامل معه بامتصاصه في مادة خاملة مسامية مثل الكيزلجور (تراب الدياتومي). هذا الخليط، الذي سجله براءة اختراع باسم الديناميت، حوّل السائل شديد الحساسية والخطير إلى متفجرات صلبة مستقرة لا يمكن تفجيرها بشكل موثوق إلا باستخدام غطاء تفجير، مما أحدث ثورة في التعدين والبناء والهدم.

هشاشة الهيدروجين (HE) هي عملية تصبح فيها المعادن، وخاصةً الفولاذ عالي القوة، هشة وتتكسر بعد تعرضها للهيدروجين. ينتشر الهيدروجين الذري في الشبكة المعدنية، مما يقلل من ليونتها وقدرتها على تحمل الأحمال. من الآليات الرئيسية المقترحة: إزالة التماسك المعزز بالهيدروجين (HEDE)، الذي يُضعف الروابط الذرية، واللدونة الموضعية المعززة بالهيدروجين (HELP)، التي تُسهّل حركة الخلع والانهيار الموضعي.

المضخة التمعجية هي مضخة إزاحة موجبة، حيث يُحصر السائل داخل أنبوب مرن مُثبّت داخل غلاف دائري للمضخة. يضغط دوار مزود بعدة "بكرات" أو "أحذية" الأنبوب أثناء دورانه. تتحرك موجة الضغط هذه على طول الأنبوب، مما يُجبر السائل على الحركة. يلامس السائل الجزء الداخلي للأنبوب فقط، مما يجعله مثاليًا للتطبيقات المعقمة.

التخميل هو العملية التي تُصبح بها المادة "خاملة"، أي أنها أقل تأثرًا بالعوامل البيئية كالتآكل. وتتضمن هذه العملية التكوين التلقائي لطبقة سطحية رقيقة جدًا وغير تفاعلية تعمل كحاجز، تحمي المادة من أي تأثير إضافي. وعادةً ما تكون هذه الطبقة عبارة عن طبقة من أكسيد أو نيتريد، بسُمك بضعة نانومترات.

الاختبار الهيدروستاتيكي هو نوع محدد من اختبارات الثبات لأوعية الضغط، مثل الأنابيب والغلايات وأسطوانات الغاز. يُملأ الوعاء بسائل شبه غير قابل للانضغاط، عادةً الماء، ويُضغط حتى يصل إلى ضغط اختبار محدد. تُفضل هذه الطريقة على الاختبار الهوائي لأنها تتطلب طاقة أقل للوصول إلى نفس الضغط، مما يجعلها أكثر أمانًا بشكل ملحوظ في حال حدوث تمزق.

طريقة مستخدمة في علم الإحصاء لتحديد القوى الداخلية في أعضاء محددة من هيكل الجمالون. تتضمن هذه الطريقة إجراء قطع تخيلي عبر الأعضاء محل الاهتمام، مع عزل جزء من الجمالون. من خلال تطبيق معادلات التوازن الاستاتيكي الثلاث ([latex]\Sigma F_x=0[/latex]، [latex]\Sigma F_y=0[/latex]، [latex]\Sigma M_A=0[/latex]) على الجزء المعزول، يمكن حل قوى الأعضاء المجهولة مباشرةً.

المبادل الحراري القوقعي والأنبوبي هو نوع شائع الاستخدام في تطبيقات الضغط العالي. يتكون من سلسلة من الأنابيب (حزمة الأنابيب) محاطة بغلاف أسطواني أكبر. يتدفق سائل واحد عبر الأنابيب، بينما يتدفق السائل الآخر فوق الأنابيب داخل الغلاف، مما يُسهّل انتقال الحرارة بين السائلين.

قوة الخضوع، أو نقطة الخضوع، هي الإجهاد الذي تبدأ عنده المادة بالتشوه اللدن. قبل نقطة الخضوع، تتشوه المادة مرنًا، ثم تعود إلى شكلها الأصلي عند زوال الإجهاد المطبق. بمجرد تجاوز نقطة الخضوع، يصبح جزء من التشوه دائمًا وغير قابل للعكس. وهي تُمثل حد السلوك المرن.

تستخدم أنظمة الطاقة الشمسية المركزة مرايا أو عدسات لتركيز مساحة كبيرة من ضوء الشمس على جهاز استقبال. يُسخّن الضوء المركز سائلًا، يُشغّل بدوره محركًا حراريًا (عادةً توربينًا بخاريًا) متصلًا بمولد طاقة كهربائية. تتناقض هذه الطريقة مع الخلايا الكهروضوئية التي تُحوّل الضوء مباشرةً إلى كهرباء. تتيح أنظمة الطاقة الشمسية المركزة تخزين الطاقة الحرارية.

التطبيق العملي لدورة أوتو هو المحرك رباعي الأشواط، الذي يُكمل دورة ترموديناميكية بأربع حركات مكبس مميزة (أشواط). وهذه الأشواط هي: ١. السحب (السحب)، حيث يُسحب خليط الهواء والوقود؛ ٢. الضغط (الضغط)، حيث يُضغط الخليط؛ ٣. الاحتراق (الدفع)، حيث يدفع الاشتعال المكبس للأسفل؛ ٤. العادم (النفخ)، حيث تُطرد الغازات المحترقة.

الإجهادان الرئيسيان، [latex]\sigma_1[/latex] و[latex]\sigma_2[/latex]، هما أقصى وأدنى إجهادين عموديين عند نقطة ما، ويحدثان على مستويات ذات إجهاد قص صفري. على دائرة موهر، تتوافق هاتان النقطتان مع النقطتين اللتين تتقاطع فيهما الدائرة مع المحور الأفقي ([latex] \sigma_n[/latex]). يساوي أقصى إجهاد قص داخل المستوى، [latex]\tau_tau_{max}[/latex]، نصف قطر الدائرة، [latex]R[/latex].