<!--<!--<!--<!--<!--<!--<!--

حول إمكانية استخدام العنصر بلتيير في نظام حماية الحرائق كجهاز لقياس تدفق الحرارة

اسراء حسن عبد العزيز ابوعشي , بروفيسور فلاديمير باهيل

Read phonetically

Dictionary - View detailed dictionary

Read phonetically

Dictionary - View detailed dictionary

الخلاصة:

تعرض الورقة النتائج التي توصلنا إليها في الجهد التجريبي في دراسة اداء عنصر بلتيير كرقاقه لقياسات انسياب الحرارة.لقد قمنا بتطوير الكترونيه خاصه, بمساعدة الكمبيوتر، جهاز لقياس التدفق المباشر  اعتمادا على الحدث سيبيك مع الشرائح المذكورة.

أننا نعرض المبادئ الأساسية والقوانين الفيزيائية بالطبع. ثم نقدم النتائج الأولية لقياساتتنا والتجارب المشتركة مع معادلات المعايره. إمكانية هذا الجهاز أو مبدأ نظام حماية الحرائق الإلكترونية  قد تم اقتراحه ومناقشته.(EFP)

الكلمات الرئيسية: عنصر بلتيير، تدفق الحرارة، والحماية من الحرائق.

المقدمة:

من وجهة نظر حماية الحريق من المهم معرفة عمليات الحرق جيداً . وهذا ليس فقط نظراً لتأثير النار على المناطق المحيطة بها بل أيضا بسبب نجاحها في إطفاء الحريق واطلاق انزار الحرائق او الحماية منها. يبدو لنا انه من المناسب اختيار من عدة عوامل التي تمثل الحريق عاملاً واحداً فقط وهذا العامل المختار يدرس بعمق وتحديد. لقد اخترنا في هذه الورقة عملية انتقال الحرارة الاشعاعية لهذا النوع من الدراسة كما نرى أنها أهم في حالة نشوب حريق.

Read phonetically

Dictionary - View detailed dictionary

تأثيرات الاشعاع الحراري فهجوم النيران لا سيما في حال الاشعاع  معدل مواد قابلة للاشتعال فقط بالقرب من منطقة الحريق. إن الإشعاع الحراري ليس فقط قابل لحرق المواد القريبه ولكن في كثير من الحالات أنه يحد من أنشطة الاطفائي وينبغي حمايتهم بشكل خاص ضد هذا الاشعاع الحراري، على سبيل المثال  البزات خاصة ، والدروع، وشاشات المياه وهلم جرا.

هذا ووفقا لوجهه نظرنا هو السبب الذي من الاهميه يحتم علينا دراسة عملية الاشعاع الحراري, لا سيما تلك التي تسمح لنا بتحويل انسياب الحرارة المقاس الي طاقة كهربائية.

تمكنا حالياً من تقديم توصلنا الغير تقليدي لهذة المشكلة من خلال النتائج التي تحققت بقسمنا في زفوليين بسلوفاكيا. استخدام Seebeck هو مبدأ رئيسي من مبادئ هذا النظام وكما ان Seebeck هو عكس الحدث بلتيير.، لدينا ميزة عظيمة على استخدام عناصر بلتيير في تجاربنا لأنها كانت متاحة تجاريا وسهلة.Read phonetically Dictionary - View detailed dictionary

Listen

Read phonetically

Dictionary - View detailed dictionary

Read phonetically

Dictionary - View detailed dictionary

الحدث Seebeck وعنصر بلتيير

عثر الفيزيائي الفرنسي A.Ch.J.Peltier وفي دراسته لهذا الحدث في  حدث Seebeckعلى المسار المعاكس تماما من القيم المادية، وكان أساس قاعدة لمستقبل استخدام واسع جدا لهذا الحدث,الذي  نال اسمه( حدث بلتيير).

إذا كان هناك خطينvireos اثنين من المعادن المختلفة واقترنا بدائرة مغلقة ووصلاتها تمتلك درجات حرارة مختلفة,، أي الحرارة التي تتدفق من خلال جهاز من هذا القبيل ،يبدأ التيار الكهربائي في السريان من خلالهم ,نتيجة لتدفق الحرارة مثل  حدث يدعى Seebeck. بناء على هذا الاكتشاف هنا كأساس العنصر و بلتيير )الشكل 1(

هذا من حيث المبدأ تتحقق من جسيمين شبه موصلين وجسر موصل.كمادة شبه موصله هناك مسائل  خاصة تستخدم vizmut)،  (tellurids ,العروض التي  تمتلك اداء حراري مريح, وذلك اساسا لا نخفاض وحدة المقاومة  وتوصيل الحرارة بسيط. بالنسبة لعناصرالجسر الموصل هنالك استخدام لمواد النحاس مع مقاومة كهربائية صغيرة. باقتران عدة (على سبيل المثال129) من هذه العناصرنحصل على عنصر بلتيير "التجاري" .باتصال العديد من مثل هذه العناصر هنالك امكانيه تحقيق البطارية الحرارية. العناصر الحرارية الاحادية متسلسلة الارتباط وهي متمركزة بين لوحين من صفائح السيراميك مع توصيل حراري جيد. الواح صفائح السيراميك تستخدم كمواد عازلة للكهرباء.في حالة أن تدفق التيار الكهربائي من خلال الأسلاك والعناصر واحدة من اللوحاته و تحصل على الحرارة و العكس في الاخري تغرق الحرارة.هذا هو الاستخدام العادي والمعتاد التجاري للعناصر بلتيير.ولكن إذا ما طبقنا تدفق الحرارة على لوحات السيراميك نحصل علي الطاقة الكهربائية في توصيلات العنصر.هذا هو استخدامنا لتوليد الطاقة الكهربائية من الحرارة.التي يمكن قياسها بسهولة والمشكلة الوحيدة هي المعايرة ومثل هذا الجهاز الآلي.

)صورة 1( بناء العنصر بلتيير                                                                                                                

-Absorbovane teplo Q (chladna strana) - Absorbed heat Q (cold side)–الجزء البارد يمتص الحرارة

-Polovodit typu p- semiconductor type pشبه موصل للحرارة

Medeny mustek –cooper-نحاس

 شبه موصل للحراره   -Polovodit typu N- semiconductor type N.

-Keramika – ceramics.سيراميك

-Vyzarovne teplo Qh (tepla strana) -Radiate heat dissipation (heat side).تشع الحرارة الجزء الساخن

دعونا نذكر هنا بعض من مزايا العنصر بلتيير في :

- لا يوجد أجزاء متحركة.
- ذات الحجم الصغير والوزن المنخفض. Read phonetically

Dictionary - View detailed dictionary

-))))*//**))°--_
 البناء قوي نسبياً. -

- لا حاجة للخدمة.

-  لا يصدر ازعاج او لمعان.

 - مساحة واسعة لعمل الحرارة.

 - تبريد محلي.

- لا يوجد تحميل علي البيئة.

والآن بعض حقول التطبيق:

الصناعة العسكرية،والغواصات،والقذائف

مبادل الضغط الحار

عناصر التبريد الالكترونية (أساس التنفيذ .(CPU

تبريد كاشفات الاشعة تحت الحمراء.

مكبرات الصوت منخفضة الضجيج.

صناديق التبريد الصغيرة.

أجهزة استشعارللأشعة تحت الحمراء.

مختبرالتبريد.

صناعة الطائرات والسيارات.Read phonetically Dictionary - View detailed dictionaryRead phonetically

Dictionary - View detailed dictionary

Read phonetically

Dictionary - View detailed dictionary

Read phonetically

Dictionary - View detailed dictionary

Read phonetically

Dictionary - View detailed dictionary

عنصر بلتيير في تخصص حماية الحرائق:

استخدام التقنية الكهربائية أوخطوة عنصربلتيير,تتحقق بمختبرنا كمصدرللطاقة الكهربائية بالصورة المعروضة في الشكل 2.هنا الأجزاءالتالية: تحميل المقاومة (RZ) تتكون من معايرة عداد أمبير (RA)وتحميل المقاومة (RZ1)مقياس الفولت (V)والعنصربلتييرالمختبرة (PC).

Read phonetically

Dictionary - View detailed dictionary

الشكل رقم 2. مخطط التقنية الكهربائية للعنصربلتيير

يتم تضمين عنصربلتييرمن الناحية التقنية وفقا للشكل رقم3 . في المقطع الحي حيث يكون العنصر بلتيير تدفقات الحرارة.المادة الهامدة تستخدم كعازل حراري.

Read phonetically

Dictionary - View detailed dictionary

الشكل 3 تضمينه عنصربلتيير

وبعدالعديد منسلسلة التجارب أدركنا،أن عنصربلتييرماسح ضوئيحساس جداً من تدفقات الحرارة المنخفضة جداً.وينبغي تضمين بعناية فائقة في التكوين الخاص به والبناء.بساطة يجب ان تكون المعايرة محسوبه بدقة.لدينا جهازمعايرة مع الغطاء المبينة على الشكل.4

Dictionary - View detailed dictionary

الشكل 4 قياس الجدارمن البوليستيرين مع عنصربلتييرالمضمن.Read phonetically 

Dictionary - View detailed dictionary

Listen

Read phonetically

Dictionary - View detailed dictionary

من سلسلة تجاربكثيرةنصل للعنصربلتييرباستخدام المعادلة التالية:

                                           (1)

. UPC [mV] التوترالكهربائي على عنصربلتييربعد التضخيم حيث ان

            الشكل 5 خطية حدث سيبييك او انحدار المعايرة             Dictionary - View detailed dictionary

وبعدأداء اختبارات وتجارب اعتبرنا انه لدينا جهازليكون جاهزللاستخدام العملي,لدينا قياس سطح اانشاءآ ولاطار.

حالة الإطار تعرض علي الرقم 6 أ)

الشكل 6 حالات قياس للإطار. 6 (أ) الشكل الأيسر. ب6  الايمن

لفهم أفضل نقدم هنا قياس تدفق الحرارة عن طريق سقف  قرميد.وقد قمنا بقياس تدفق الحرارة الساعة ودرجات الحرارة في الغرفة.يمكن عرض النتائج كدليل لدرجة الحرارة الداخلية تعكس تدفق الحرارة من الخارج.

الشكل 7. حالة القياس لسقف القرميد البسيط.   (aالشكل الأيسر 7) (7B الايمن).

                                                                                                                                       : نتائج القياسات

القياسات الخاصة بلإطارات مقياس النتائج مما يدعو إلي الارتياح، لأن التوترعلى العنصرفي بلتييرتبعاً للتدفق الحراري (الشكل6في هذا الشكل هنا كيم كأننا نرى التوازن  الحراري.يمكننا أن نرى تصريف التدفئة في الصباح ثم انقلاب الوضع .بتأثيرالإشعاع الشمسي لدرجةا لحرارة التيأر تفعت في الخارج علي مد درجة الحرارة في المناطق الداخلية وفي هذهالحالة عنصربلتيير يسجل الحرارة مرة أخرى. تم القياس في طقس مشمس ويظهر مخطط القياس على الرقم 7A,على الرسم البياني 7Bللشكل يمكننا أن نرى مسار تدفق الحراري على سقف  راكب وعلى الرسم البياني لل7B الشكل يمكننا أن نرى مسار تدفق الحراري على سقف القرميد.على نفس الرسم البياني يمكننا أن نرى رد فعل درجة الحرارة في الداخل.وكان القياس  بجهاز قياس الحرارة الثيرموميتر، ومستقلة عن نظام القياس لدينا.

المناقشة:

لقد قدمنا هنا في سلسلة ناجحة من القياسات والاختبارات في الجزء الأساسي لقياس تدفق الحرارة.بالطبع نحن لسنا اول من في العالم من استخدم في اجهزة قياساتهم هذا المبدأ بغض النظر، بحثنا والتطويرمستمر لدينا و الآن لدينا في حوزتنا كاملة, جهاز المحوسبة على استعداد لمواصلة التطوير المستقبلي وعن سبل الاستخدام المقبل.أكبرميزة لهذا الجهازلديناه وأن كل ما لدينا تحقق بمجهودنا,لدينا "الصناديق السوداء " فيه، بما في ذلك البرنامج.وهذا أيضا من إدراكنا الخاص في منشئ C++ المجمع واللغات الصغيرة.ونحن منفتحون تماما لأي نوع من العمل المشترك في التطوير التالي، والبحث واستخدام اجهزتنا وأفكارنا.خاصة ونحن لدينا الاهتمام بشأن العمل المشترك في حماية الحرائق, والقياسات والتجارب.

Dictionary - View detailed dictionary

المراجع:                                                                                                                                                                  

1.  Halahyja M. a kol.: Stavebná tepelná technika, akustika a osvetlenie.,ALFA Praha, SNTL Bratislava, 1970, 1985
2. Vaverka J a kol: Stavební fyzika 1 a 2. VUT Brno, 1998.
3. Linville, J. L. (Editor): The SFPE Handbook of FIRE PROTECTION ENGINEERING. 1988, Society of Fire Protection Engineering, National Fire Protection Association, Quincy, MA02269, 1600 pp.

البروفيسور فلاديمير باهيل

الجامعة التقنية بزفولن سلوفاكيا, كلية علوم وتكنلوجيا الاخشاب قسم قسم الهندسة الكهربائية والميكانيك الفيزياءالتطبيقية

, Masarykova 24, 960 53  Zvolen, Slovakia, [email protected]

  اسراء حسن عبد العزيز ابوعشي  PhDالجامعة التقنية بزفولن كلية علوم البئية قسم الهندسة البيئية [email protected] phonetically

Dictionary - View detailed dictionary