जल शीतलन

From Vigyanwiki

शीतलन टॉवर और परमाणु ऊर्जा संयंत्र का जल निर्वहन।

जल शीतलन घटकों और औद्योगिक उपकरणों से ताप निष्काषित करने की एक विधि है। जल का उपयोग करके वाष्प शीतक प्रायः वायु शीतलन की तुलना में अधिक कुशल होता है। जल अल्पमूल्य और गैर विषैले है; हालाँकि, इसमें अशुद्धियाँ और संक्षारण हो सकते है।

जल शीतलन का उपयोग साधारणतया स्वचालित वाहन आंतरिक दहन यंत्रो और विद्युत् केन्द्रों को शीतल करने के लिए किया जाता है। सीपीयू और अन्य घटकों के तापमान को कम करने के लिए उच्च-अंत व्यक्तिगत संगणक के भीतर संवहन ताप हस्तांतरण का उपयोग करने वाले जल शीतलक का उपयोग किया जाता है।

अन्य उपयोगों में पंपों में स्नेहक तेल को शीतल करना सम्मिलित है; ताप विनिमायकों में शीतलन प्रयोजनों के लिए;एचवीएसी और द्रुतशीतक में इमारतों को शीतल करने के लिए किया जाता है।

क्रियाविधि

लाभ

जल अल्पमूल्य और विषैला नहीं है और पृथ्वी की अधिकांश सतह पर उपलब्ध है। द्रव शीतलन वायु शीतलन की तुलना में उच्च तापीय चालकता प्रदान करता है। कमरे के तापमान और वायुमंडलीय दाब पर सामान्यतः उपलब्ध द्रव पदार्थों के मध्य जल में असामान्य रूप से उच्च विशिष्ट ताप क्षमता होती है, जिससे बड़े पैमाने पर स्थानांतरण की कम दरों के साथ दूरी पर कुशल ताप हस्तांतरण की अनुमति मिलती है। शीतलन जल को पुनःसंचरण प्रणाली के माध्यम से पुनः चक्रित किया जा सकता है या एकदा पारगामी शीतलन (OTC) प्रणाली के माध्यम से एकल पारण में उपयोग किया जा सकता है। जल की उच्च वाष्पीकरण की तापीय धारिता शीतलन टॉवर या शीतलन बांधो में व्यर्थ ताप को दूर करने के लिए कुशल वाष्पनिक शीतलन के विकल्प की अनुमति देता है।[1] पुनर्चक्रण प्रणालियां अनिर्णित हो सकती हैं यदि वे वाष्पनिक शीतलन पर विश्वास करती हैं, यदि ताप विनिमयक में नगण्य वाष्पनिक हानि के साथ ताप निष्कासन को पूर्ण किया जाता है। एक ताप विनिमयक या संधारित्र गैर-संपर्क शीतल जल को शीतल किए जा रहे द्रव पदार्थ से अलग कर सकता है,[2] या शीतल जल के संपर्क प्रत्यक्षतः क्रकच पत्ती जैसी वस्तुओं पर टकरा सकता है जहां चरण अंतर सरल पृथक्करण की अनुमति देता है। पर्यावरणीय नियम गैर-संपर्क शीतल जल में अपशिष्ट उत्पादों की कम सांद्रता पर जोर देते हैं।[3]

हानि

जल धातु के भागों के क्षरण को त्वरित करता है और जैविक विकास के लिए एक अनुकूल माध्यम है। प्राकृतिक जल आपूर्ति में घुले हुए खनिजों को वाष्पीकरण द्वारा सांद्रित किया जाता है जिसे मापक्रम कहा जाता है। शीतल जल प्रायः संक्षारण को कम करने, मापक्रम और जैव अवरोध के रोधन निक्षेप को कम करने के लिए रसायनों को जोड़ने की आवश्यकता होती है।[4]

जल में वातावरण, मिट्टी और पात्र के संपर्क से अलग-अलग मात्रा में अशुद्धियाँ होती हैं। निर्मित धातुएं संक्षारण की विद्युत रासायनिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से अयस्कों में वापस आ जाती हैं। जल धातु के आयनों और ऑक्सीजन के लिए विद्युत चालक और विलायक दोनों के रूप में शीतल होने वाली कलयंत्र के क्षरण को तीव्र कर सकता है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है संक्षारण प्रतिक्रियाएँ उतनी ही अधिक तीव्रता से आगे बढ़ती हैं।[4] जस्ता, क्रोमेट्स और फॉस्फेट सहित संक्षारण अवरोधकों को जोड़कर ऊष्म जल की उपस्थिति में कलयंत्र के संरक्षण में सुधार किया गया है।[5][6] प्रथम दो में विषाक्तता संबंधी चिंताएँ हैं;[7] और अंतिम को सुपोषण से जोड़ा गया है।[8] जीवनाशी और संक्षारण अवरोधकों की अवशिष्ट सांद्रता ओटीसी के लिए संभावित चिंतन का विषय है और खुले पुनःसंचरण शीतलन जल प्रणाली से अधोधमन है।[9] लघु प्रारुप जीवन वाले यंत्रो के अपवाद के साथ, सवृत पुनःसंचरण प्रणाली को समय-समय पर शीतलन जल को उपचार या प्रतिस्थापन की आवश्यकता होती है, जो सवृत प्रणाली की पर्यावरणीय सुरक्षा मान्यताओं के साथ उपयोग किए जाने वाले शीतलन जल युक्त रसायनों के अंतिम निष्कासनों के विषय में समान चिंतन उत्पन्न करता है।[10]

एक जैव अवरोध इसलिए होता है क्योंकि जल कई जीवन रूपों के लिए एक अनुकूल वातावरण है। पुनःसंचरण शीतलन जल प्रणाली की प्रवाह विशेषताएँ भोजन, ऑक्सीजन और पोषक तत्वों की परिसंचारी आपूर्ति का उपयोग करने के लिए अवृन्त जीवों द्वारा उपनिवेशीकरण को प्रोत्साहित करती हैं।[11] ऊष्मास्‍नेही समुदाय का समर्थन करने के लिए तापमान काफी अधिक हो सकता है। ताप विनिमय सतहों के जैव अवरोधों से शीतलन प्रणाली की ऊष्मा अंतरण दर कम हो सकती है; और शीतलन टावरों की जैव-दूषण वाष्पनिक शीतलन दरों को कम करने के लिए प्रवाह वितरण को परिवर्तित कर सकते हैं। जैव अवरोध भी संक्षारण की दरों को बढ़ाते हुए अंतर ऑक्सीजन सांद्रता बना सकता है। ओटीसी और अनिर्णित पुनःसंचरण प्रणाली जैव अवरोधों के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं। जैव अवरोधों को अस्थायी समुदाय संशोधनों द्वारा बाधित किया जा सकता है। तापमान अंतर रुक-रुक कर संचालित सुविधाओं में ऊष्मास्‍नेही समुदाय की स्थापना को हतोत्साहित कर सकता है; और सुविचारित अल्पावधि तापमान स्पाइक्स समय-समय पर कम सहिष्णु समुदाय को उच्छिष्ट कर सकते हैं। जैव प्रदूषण को नियंत्रित करने के लिए साधारणतया जैवनाशी का उपयोग किया जाता है जहां निरंतर सुविधा संचालन की आवश्यकता होती है।[12]

क्लोरीन को हाइपोक्लोराइट के रूप में शीतलन जल प्रणाली में जैव अवरोधों को कम करने के लिए जोड़ा जा सकता है, परन्तु बाद में अधोधमन या ओटीसी जल की प्राकृतिक जलीय वातावरण में वापसी की विषाक्तता को कम करने के लिए क्लोराइड में कम किया जाता है। पीएच बढ़ने के साथ ही हाइपोक्लोराइट काठ के शीतलन टावरों के लिए तीव्रता से विनाशकारी है। क्लोरिनेटेड फिनोल को जैवनाशी के रूप में उपयोग किया गया है या शीतलन टावरों में संरक्षित काठ से प्रक्षालित किया गया है। हाइपोक्लोराइट और पेंटाक्लोरोफेनोल दोनों ने 8 से अधिक पीएच मान पर प्रभावशीलता कम कर दी है।[13] गैर-ऑक्सीकरण जैवनाशी को प्राकृतिक जलीय वातावरण में अधोधमन या ओटीसी जल छोड़ने से पूर्व विषहरण करना अधिक कठिन हो सकता है।[14]

ताप विनिमय सतहों को साफ रखने के लिए शीतलन प्रणाली में जस्ता और क्रोमेट्स या इसी तरह के यौगिकों के साथ पॉलीफॉस्फेट या फास्फोनेट की सांद्रता को बनाए रखा है, इसलिए गामा आयरन ऑक्साइड और जिंक फास्फेट की एक आवरण ऐनोडी और कैथोडिक प्रतिक्रिया बिंदुओं को निष्क्रिय करके संक्षारण को रोक सकती है।[15] ये लवणता और कुल घुले हुए ठोस पदार्थों को बढ़ाते हैं, और फास्फोरस यौगिक शीतलन प्रणाली के जैव-दूषण में योगदान करने वाले शैवालीय विकास के लिए आवश्यक पोषक तत्व प्रदान कर सकते हैं या अधोधमन या ओटीसी जल प्राप्त करने वाले प्राकृतिक जलीय वातावरणों के सुपोषण में योगदान कर सकते हैं। शीतलन जल प्रणाली में प्रभावी संक्षारण अवरोध के अतिरिक्त क्रोमेट जैव अवरोधों को कम करते हैं, परन्तु अधोधमन या ओटीसी जल में अवशिष्ट विषाक्तता ने क्रोमेट सांद्रता को कम करने और कम लचीले संक्षारण अवरोधकों के उपयोग को प्रोत्साहित किया गया है।[7] अधोधमन में क्रोमेटेड कॉपर आर्सेनेट से संरक्षित काठ से निर्मित शीतलन टावरों से प्रक्षालित क्रोमियम भी हो सकता है।[16]

कुल घुलित ठोस पदार्थ या टीडीएस (कभी-कभी निस्यंदक करने योग्य अवशेष कहा जाता है) को निस्यंदक किए गए जल की मापित मात्रा वाष्पित होने पर अवशेषों के द्रव्यमान के रूप में मापा जाता है।[17] लवणता जल के घनत्व या घुले पदार्थों के कारण चालकता में परिवर्तन को मापता है।[18] कुल घुलित ठोस पदार्थों में वृद्धि के साथ पैमाने के निर्माण की संभावना बढ़ जाती है। साधारणतया पैमाने के निर्माण से जुड़े ठोस पदार्थ कैल्शियम, मैगनीशियम कार्बोनेट और सल्फेट हैं। विद्युत चालकता में वृद्धि की प्रतिक्रिया में संक्षारण की दर प्रारम्भ में लवणता के साथ बढ़ती है, परन्तु पुनः चरम पर पहुंचने के बाद कम हो जाती है क्योंकि लवणता के उच्च स्तर में में ऑक्सीजन के स्तर में कमी आ जाती है।[4]

कुओं से पंप किए जाने पर कुछ भूजल में बहुत कम ऑक्सीजन होता है, परन्तु अधिकांश प्राकृतिक जल आपूर्ति में घुलित ऑक्सीजन सम्मिलित होती है। संक्षारण ऑक्सीजन की बढ़ती सांद्रता के साथ बढ़ती है।[4] घुलित ऑक्सीजन शीतलन टावरों में संतृप्ति स्तर तक पहुँच जाती है। घुलित ऑक्सीजन अधोधमन या ओटीसी जल के प्राकृतिक जलीय वातावरण में वापस आने के लिए वांछनीय है।[19]

जल हाइड्रोनियम (H3O+) धनायनों और हाइड्रॉक्साइड (OH−) आयनों में आयनित होता है। शीतलन जल प्रणाली में आयनीकृत हाइड्रोजन (प्रोटोनेटेड जल के रूप में) की सांद्रता को पीएच के रूप में व्यक्त किया जाता है।[20] कम पीएच मान क्षरण की दर को बढ़ाते हैं जबकि उच्च पीएच मान मापक्रम गठन को प्रोत्साहित करते हैं। जल शीतलन प्रणालियों में उपयोग की जाने वाली धातुओं में उभयधर्मिता असामान्य है, परन्तु 9 से ऊपर पीएच मान के साथ एल्यूमीनियम संक्षारण की दर बढ़ जाती है। तांबे और एल्यूमीनियम घटकों के साथ जल प्रणालियों में गैल्वेनिक संक्षारण कठिन हो सकता है। मापक्रम गठन को रोकने के लिए शीतल जल प्रणालियों में अम्ल जोड़ा जा सकता है यदि पीएच में कमी बढ़ी हुई लवणता और भंग ठोस पदार्थों को प्रतिसंतुलन करेगी।[21]

वाष्प-विद्युत् केन्द्र

भारतीय बिंदु ऊर्जा केंद्र, इसके शीतलन प्रणाली में प्रत्येक वर्ष एक अरब से अधिक मछली के अंडे और लार्वा मारे जाते हैं।[22]
परमाणु ऊर्जा संयंत्र का शीतल जल का सेवन।

कुछ अन्य शीतलन अनुप्रयोगों में विद्युत् केन्द्रो पर कम दाब वाली भाप को संघनित करने के लिए आवश्यक जल की बड़ी मात्रा तक पहुँचते हैं है।[23] कई सुविधाएं, विशेष रूप से ऊर्जा संयंत्र, शीतल करने के लिए प्रति दिन लाखों गैलन जल का उपयोग करते हैं।[24] इस पैमाने पर शीतल जल प्राकृतिक जल वातावरण को परिवर्तित कर सकता है और नए वातावरण बना सकता है। ऐसे पौधों को लगाते समय नदियों, मुहल्लों और तटीय जल के तापीय प्रदूषण पर विचार किया जाता है। परिवेशी जल से अधिक तापमान पर जलीय वातावरण में निर्वाचित जल जैव रासायनिक प्रतिक्रिया दरों में वृद्धि और निवास स्थान की ऑक्सीजन संतृप्ति क्षमता को कम करके जलीय आवास को संशोधित करता है। तापमान में वृद्धि प्रारम्भ में शीतल जल की उच्च-ऑक्सीजन सांद्रता की आवश्यकता वाली प्रजातियों से ऊष्म जल में बढ़ी हुई उपापचयी दर की वृद्धि का आनंद लेने वालों की संख्या में परिवर्तन का पक्ष लेती है।[11]

एकदा पारगामी शीतलन (OTC) प्रणाली का उपयोग बहुत बड़ी नदियों या तटीय और ज्वारनदमुखी स्थलों पर किया जा सकता है। ये विद्युत् केन्द्र उच्छिष्ट ताप को नदी या तटीय जल में प्रवाहित करते हैं। इस प्रकार ये ओटीसी प्रणालियाँ अपनी शीतलन आवश्यकताओं के लिए नदी के जल या समुद्री जल की अच्छी आपूर्ति पर निर्भर करती हैं। इस तरह की सुविधाएं प्रवाह की उच्च दर पर जल की बड़ी मात्रा में पंप करने के लिए प्रारुप की गई सेवन संरचनाओं के साथ बनाई गई हैं। ये संरचनाएं बड़ी संख्या में मछलियों और अन्य जलीय जीवों को भी खींचती हैं, जो अंतर्ग्रहण जालक पर मारे जाते हैं या घायल हो जाते हैं।[25] बड़े प्रवाह की दर जालक पर मछली और झींगा सहित धीमी गति से तैरने वाले जीवों को गतिहीन कर सकते हैं, जो ताप विनिमयक के छोटे बोर ट्यूबों को रुकावट से बचाते हैं। उच्च तापमान या पंप अशांति और अक्षम छोटे जीवों को मार या निष्क्रिय कर सकते हैं, जो शीतल जल के साथ प्रवेशित जालक से गुजरते हैं।[26]: Ch. A2  यू.एस. में 1,200 से अधिक ऊर्जा संयंत्र और निर्माता ओटीसी प्रणाली का उपयोग करते हैं।[27]: 4–4  और सेवन संरचनाएं प्रत्येक वर्ष अरबों मछलियों और अन्य जीवों को मारती हैं।[28] अधिक स्फूर्तिमान जलीय शिकारी जालक पर लगे जीवों का उपभोग करते हैं; और ऊष्म जल के शिकारियों और खोजी जीवों को खिलाने के लिए शीतल जल के निर्वहन का उपनिवेश करते हैं।

अमेरिकी स्वच्छ जल अधिनियम के लिए पर्यावरण संरक्षण संस्था (EPA) को औद्योगिक शीतलन जल सेवन संरचनाओं पर नियम जारी करने की आवश्यकता है।[29] EPA ने 2001 में नई सुविधाओं के लिए अंतिम नियम (संशोधित 2003),[25][30] और 2014 में उपस्थित सुविधाओं के लिए जारी किए हैं।[31]


शीतलन टॉवर

एक मार्ले यांत्रिक प्रेरित प्रारुप शीतलन टॉवर।
See also: शीतलन टॉवर

ओटीसी के विकल्प के रूप में, औद्योगिक शीतलन टावर पुन: परिचालित नदी के जल, तटीय जल (समुद्री जल), या अच्छी तरह से जल का उपयोग कर सकते हैं। औद्योगिक संयंत्रों में बड़े यांत्रिक प्रेरित प्रवात या प्रणोदित प्रवात शीतलन टॉवर ताप विनिमयक और अन्य उपकरणों के माध्यम से लगातार शीतल जल प्रसारित करते हैं, जहां जल ताप को अवशोषित करता है। उस ताप को पुनः कूलिंग टावरों में जल के आंशिक वाष्पीकरण द्वारा वायुमंडल में अस्वीकार कर दिया जाता है जहां ऊपर की ओर बहने वाली वायु को जल के बहाव के प्रवाह के साथ संपर्क किया जाता है। वायु में वाष्पित जल की कमी को वायुमंडल में समाप्त कर दिया जाता है, जिसे "मेक-अप" ताजे नदी के जल या ताजे शीतल जल से परिवर्तित कर दिया जाता है; परन्तु वाष्पनिक शीतलन के पर्यन्त लुप्त हो जाने वाली जल की मात्रा जलीय जीवों के प्राकृतिक आवास को कम कर सकती है। चूँकि शुद्ध जल के वाष्पीकरण को कार्बोनेट और अन्य घुले हुए लवणों से युक्त मेक-अप जल से परिवर्तित कर दिया जाता है, परिसंचारी जल के एक भाग को अधोधमन जल के रूप में निरंतर प्रवाहित किया जाता है ताकि परिसंचारी जल में लवणों के अत्यधिक निर्माण को रोका जा सके; और अधोधमन अपशिष्ट प्राप्त जल की गुणवत्ता को परिवर्तित कर सकते हैं।[32]


आंतरिक दहन यन्त्र

Further information: आंतरिक दहन इंजन कूलिंग

एक यन्त्र के चारों ओर जलावरण यांत्रिक शोर को कम करने में बहुत प्रभावी है, जो यन्त्र को शांत बनाता है।

प्रारम्भ विधि

वाष्पीकरण में सुधार करने के लिए वाष्पनिक शीतलक और जाल प्रपट्ट के साथ एक प्राचीन गैसोलीन यन्त्र है। जल को ऊपर तक पंप किया जाता है और प्रपट्ट को नीचे टैंक में प्रवाहित किया जाता है।
Further information: हॉपर शीतलन

एक अनिर्णित जल शीतलन प्रणाली वाष्पनिक शीतलन का उपयोग करती है, शेष (अवाष्पीकृत) जल के तापमान को कम करते है। प्रारंभिक आंतरिक दहन यन्त्रों में यह विधि सामान्य थी, जब तक कि जल में घुले लवणों और खनिजों से मापक्रम बिल्डअप नहीं देखा गया था। आधुनिक अनिर्णित शीतलन प्रणालियाँ मापक्रम गठन को रोकने के लिए पर्याप्त कम सांद्रता पर घुले हुए ठोस पदार्थों को निष्काषित करने के लिए अधोधमन के रूप में पुनरावृत्त जल के एक अंश को निरंतर उच्छिष्ट करती हैं। कुछ अनिर्णित प्रणालियाँ सस्ते नल के जल का उपयोग करती हैं, परन्तु इसके लिए विआयनीकृत या आसुत जल की तुलना में उच्च अधोधमन दर की आवश्यकता होती है। संक्षारण और जैव अवरोधों को रोकने के लिए रासायनिक उपचार के उपोत्पादों के संचय को निष्काषित करने के लिए शुद्ध जल प्रणालियों को अभी भी अधोधमन की आवश्यकता होती है।[33]

दाबानुकूलन

जल शीतलन में वायुमंडलीय दाब पर लगभग 100 डिग्री सेल्सियस का क्वथनांक तापमान भी होता है। उच्च तापमान पर कार्य करने वाले यन्त्रों को अत्यधिक ताप होने से बचाने के लिए दाब वाले पुनः चक्रित कुंडली की आवश्यकता हो सकती है।[34] आधुनिक स्वचालित शीतलन प्रणाली प्रायः 15 पीएसआई (103 kPa) कार्य करते हैं और पुनर्चक्रण जल शीतलक के क्वथनांक को बढ़ाया और वाष्पनिक हानि को कम किया जा सके।[35]


हिमरोधी

जल शीतलन के उपयोग से हिमीकरण से होने वाली हानि की विपत्ति होती है। स्वचालित और कई अन्य यन्त्र शीतलन अनुप्रयोगों के लिए जल और हिमरोधी मिश्रण के उपयोग की आवश्यकता होती है ताकि हिमांक बिंदु को अनुभव किए जाने की संभावना वाले तापमान तक कम किया जा सके। हिमरोधी असमान धातुओं से संक्षारण को भी रोकता है और क्वथनांक को बढ़ा सकता है, जिससे जल के शीतल होने के तापमान को एक विस्तृत श्रृंखला की अनुमति मिलती है।[35]इसकी विशिष्ट दुर्गंध भी संचालको को शीतलन प्रणाली लीक और समस्याओं के बारे में सचेत करती है जो केवल जल के शीतलन प्रणाली में किसी का ध्यान नहीं जाएगा। ताप कोर के माध्यम से ऊष्म शीतलक मिश्रण का उपयोग गाड़ी के भीतर वायु को ऊष्म करने के लिए भी किया जा सकता है।

अन्य योजक

अन्य कम सामान्य रासायनिक योजक सतह के खिंचाव को कम करने वाले उत्पाद हैं। ये योजक स्वचालित शीतलन प्रणाली की दक्षता बढ़ाने के लिए हैं। इस तरह के उत्पादों का उपयोग अनुपयुक्त प्रदर्शन या लघु आकार की शीतलन प्रणाली या तीव्र गति में शीतलन बढ़ाने के लिए किया जाता है, और जहां बड़े शीतलन प्रणाली के भार में हानि हो सकती है।[citation needed]

विद्युत् ऊर्जा और संचारक

लगभग 1930 के बाद से शक्तिशाली संचारकों के ट्यूबों के लिए जल शीतलन का उपयोग करना सामान्य बात है। चूंकि ये उपकरण उच्च संचालन वोल्टता (लगभग 10 kV) का उपयोग करते हैं, विआयनीकृत जल के उपयोग की आवश्यकता होती है और इसे सावधानीपूर्वक नियंत्रित करना पड़ता है।

आधुनिक ठोस अवस्था संचारकों का निर्माण किया जा सकता है ताकि उच्च शक्ति संचारकों को भी जल शीतलन की आवश्यकता न हो। जल शीतलन का उपयोग कभी-कभी एचवीडीसी वाल्वों के थाइरिस्टरो के लिए भी किया जाता है, जिसके लिए विआयनीकृत जल के उपयोग की भी आवश्यकता होती है।[citation needed]

द्रव शीतलन अनुरक्षण

विद्युत् उपकरणों के ऊष्मीय प्रबंधन के लिए द्रव शीतलन प्रविधि का तीव्रता से उपयोग किया जा रहा है। इस प्रकार का शीतलन शोर और स्थान की आवश्यकताओं को कम करने के साथ-साथ ऊर्जा दक्षता का अनुकूलन सुनिश्चित करने का एक समाधान है। महासंगणक या डेटा केंद्रों में विशेष रूप से उपयोगी है क्योंकि प्रचयनी का अनुरक्षण त्वरित और सरल है। प्रचयनी को विकोडांतरण करने के पश्चात, उन्नत प्रौद्योगिकी त्वरित अवमुक्त युग्मन संचालको की सुरक्षा के लिए अधिक्षेप को निष्कासित करती है और द्रव पदार्थ की अखंडता (परिपथ में कोई अशुद्धता) की रक्षा करती है। इन युग्मन को बंद करने में भी सक्षम हैं (पट्टी अश्वारोही?)[citation needed] यह सुनिश्चित करने के लिए संबंध प्रणाली का विश्लेषण करने के लिए विद्युत् प्रौद्योगिकी में महत्वपूर्ण है:

  • गैर-अधिप्लावन परिबंधन (स्वच्छ ब्रेक, संप्रवाही छोर युग्मन)
  • संहत और प्रभावहीन (विशेष एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं में सामग्री)
  • संचालक सुरक्षा (अधिक्षेप राहित वियोग)
  • अनुकूलित प्रवाह के लिए त्वरित-अवमुक्त युग्मन का आकार
  • संबंध निर्देशक प्रणाली और प्रचयनी प्रणाली पर संबंध के पर्यन्त अपसंरेखण का प्रतिकरण
  • कंपन और संक्षारण के लिए उत्कृष्ट प्रतिरोध
  • अवशिष्ट दाब में प्रशीतक परिपथ पर भी बड़ी संख्या में संबंध का सामना करने के लिए प्रारुप किया गया है।

संगणक का उपयोग

"टी -प्रणाली" redirects here. For सैन फ्रांसिस्को में रेल प्रणाली, see टी तृतीय मार्ग. For टकोमा में रेल प्रणाली, see टी प्रणाली (ध्वनि पारगमन). For हैमिल्टन, ओंटारियो में नियोजित पारगमन प्रणाली, see ब्लास्ट संजाल. For एक आशुलिपि प्रणाली, see टेलिन आशुलिपि.
See also: संगणक शीतलन
एनवीडिया 1080 ति पर जीपीयू जल अवरूध्द
यह 60 मिमी व्यास 10 मिमी उच्च टकराव-प्रकार जल-शीतलक कॉपर शीतल पट्टिका (ताप सिंक) संजीवन तापमान समोच्च प्रवाह प्रक्षेपवक्र दर्शता है, जिसकी भविष्यवाणी सीएफडी विश्लेषण संवेष्टक का उपयोग करके की जाती है।

जल शीतलन प्रायः वायु शीतलन प्रारुप की तुलना में जटिलता और लागत जोड़ता है, जल को परिवहन के लिए एक पंप, नलिका या नल तंत्र,और एक विकिरक, प्रायःपंखों के साथ, वातावरण में ताप को अस्वीकृत करने की आवश्यकता होती है। अनुप्रयोगों के आधार पर, जल शीतलन जोखिम का एक अतिरिक्त तत्व उत्पन्न कर सकता है, जहां जल शीतलक पुनः चक्रित कुंडली के माध्यम से क्षरण हो सकता है या लघु-परिपथ संवेदनशील विद्युत् घटकों को नष्ट कर सकता है।

संगणना उपकरण में सीपीयू कोर को शीतल करने के लिए जल के शीतल होने के प्राथमिक लाभ ऊष्मा स्रोत से प्रत्यक्षतः ताप स्रोत पर छोटे, अपेक्षाकृत अकुशल पंखों के स्थान पर बड़े, और अधिक उन्नत रूप से प्रारुप किए गए विकिरक को अनुमति देने के लिए स्रोत से दूर एक माध्यमिक शीतलन सतह तक पहुँचाना है। फ्लोरिनर्ट का उपयोग करते हुए कम से कम 1982 में क्रे-2 के बाद से विभिन्न द्रव पदार्थों के साथ ऊष्म संगणक घटकों को शीतल करना उपयोग में रहा है। 1990 के दशक के पर्यन्त, होम पीसी के लिए जल शीतलन ने धीरे-धीरे उत्साही लोगों के मध्य पहचान प्राप्त की, परन्तु 2000 के दशक के प्रारम्भ में प्रथम गीगाहर्ट्ज़-क्लॉक वाले संसाधक के प्रारम्भ के पश्चात यह अधिक प्रचलित होने लगा। 2018 तक, जल शीतलन घटको और कीटो के दर्जनों निर्माता हैं, और कई संगणक निर्माताओं में उनके उच्च-प्रदर्शन प्रणाली के लिए पूर्वस्थापित जल शीतलन समाधान सम्मिलित हैं।

कई संगणक घटकों को शीतल करने के लिए जल शीतलन का उपयोग किया जा सकता है, परन्तु साधारणतया इसका उपयोग सीपीयू और जीपीयू के लिए किया जाता है। जल शीतलन में साधारणतया जल अवरूध्द, पंप और जल-से-वायु में ताप विनिमयक का उपयोग किया जाता है। उपकरण ताप को एक अलग ताप विनिमयक में स्थानांतरित करके, जिसे विभिन्न प्रकार से बड़ा बनाया जा सकता है और बड़े, कम गति वाले पंखे का उपयोग किया जा सकता है, जल शीतल करने से शांत संचालन, उन्नत संसाधक गति (ओवरक्लॉकिंग), या दोनों का संतुलन हो सकता है। कम सामान्यतः पर, नॉर्थब्रिज, साउथब्रिज, हार्ड डिस्क ड्राइव, मेमोरी, वोल्टता नियामक मापदंड (VRMs), और यहां तक ​​कि ऊर्जा की आपूर्ति को भी जल-शीतल किया जा सकता है है।[36]

आंतरिक विकिरक का आकार 40 मिमी दोहरे पंखे (80 मिमी) से 140 चतुष्क पंखे (560 मिमी) और मोटाई 30 मिमी से 80 मिमी तक भिन्न हो सकता है। विकिरक पंखे एक या दोनों तरफ लगाए जा सकते हैं। बाहरी विकिरक अपने आंतरिक समकक्षों की तुलना में बहुत बड़े हो सकते हैं क्योंकि उन्हें संगणक स्थिति की सीमा में समुचित होने की आवश्यकता नहीं होती है। उच्च अंत स्थितियों में अन्तर्गम और बहिर्गम होज के लिए दो नरम ग्रोमेट पत्तन हो सकते हैं जो बाहरी विकिरक को पीसी से दूर रखने की अनुमति देते है।

टी- प्रणाली का उपयोग करने वाले पीसी में विशिष्ट सिंगल- जल अवरूध्द डीआईवाई जल की सहायता से शीतल करने वाले उपकरण व्यवस्था।

परिसंचारी जल से फंसे हुए वायु के बुदबुदो को निष्काषित करने के लिए एक टी-प्रणाली का उपयोग किया जाता है। इसे टी-संयोजक और नलिका तंत्र की कैप्ड-ऑफ लंबाई के साथ बनाया गया है। नालिका एन एक मिनी-जलाशय के रूप में कार्य करता है और वायु के बुदबुदो को इसमें संचारण करने की अनुमति देता है क्योंकि वे टी -संयोजक में पकड़े जाते हैं, और अंततः प्रणाली (रक्तस्राव) से बाहर निकलते हैं। आच्छद प्रणाली को भरण -पत्तन समंजन के साथ आच्छद किया जा सकता है ताकि फंसी हुई गैस को बाहर निकाला जा सके और द्रव को जोड़ा जा सके।[citation needed]

1990 के दशक के अंत तक, डेस्कटॉप संगणको के लिए जल शीतलक गृह निर्मित होते थे। वे गाड़ी विकिरक (या अधिक सामान्यतः, एक गाड़ी का तापक कोर), मत्स्यालय पंप और गृह निर्मित जल अवरुद्ध, प्रयोगशाला-वर्ग पीवीसी और सिलिकॉन नलिका और विभिन्न जलाशयों (गृह निर्मित प्लास्टिक की बोतलों का उपयोग करके या बेलनाकार ऐक्रेलिक या ऐक्रेलिक के पट्र का उपयोग करके निर्मित, सामान्यत: स्पष्ट) या एक टी-प्रणाली का उपयोग से करके बनाए गए थे। अभी हाल ही में[when?] उद्योगों की बढ़ती संख्या जल-शीतलन घटकों का निर्माण कर रही है जो संगणक स्थिति के भीतर समुचित होने के लिए पर्याप्त सुसंहत हैं।[37] यह, और उच्च ऊर्जा अपव्यय के सीपीयू की प्रवृत्ति ने जल शीतलन की लोकप्रियता को अधिक बढ़ा दिया है।

अधिक सामान्य मानक ताप विनिमयक के स्थान पर समर्पित ओवरक्लॉकर्स ने कभी-कभी वाष्प-संपीड़न प्रशीतन या ताप वैद्युत शीतलक का उपयोग किया है। जल शीतलन प्रणालियाँ जिनमें चरण परिवर्तन प्रणाली के वाष्पनिक कुंडली द्वारा जल को प्रत्यक्षतः शीतल किया जाता है, परिवेशी वायु तापमान (एक मानक ताप विनिमयक के साथ असंभव) के नीचे परिसंचारी शीतलक को शीतल करने में सक्षम होते हैं, और परिणामस्वरूप, सामान्यतः संगणक के ताप उत्पन्न करने वाले घटक उन्नत शीतलन प्रदान करते हैं। चरण-परिवर्तन या तापविद्युत् शीतलन का नकारात्मक पक्ष यह है कि यह बहुत अधिक ऊर्जा का उपयोग करता है, और कम तापमान के कारण हिमरोधी को जोड़ा जाना चाहिए। इसके अतिरिक्त, शीतल होने वाले घटकों के चारों ओर साधारणतया जल नलिका और नियोप्रीन कवलिका के आसपास पश्‍चगमन के रूप में विद्युतरोधन का उपयोग शीतल सतहों पर वायु से जल वाष्प के संघनन से होने वाले हानि को रोकने के लिए किया जाना चाहिए। आवश्यक चरण संक्रमण प्रणाली को अनुकरण करने के लिए सामान्य स्थान एक घरेलू विआर्द्रक या वातानुकूलक हैं।[38]

एक वैकल्पिक शीतलन प्रणाली, जो घटकों को परिवेश के तापमान से नीचे शीतल करने में सक्षम बनाती है, परन्तु जो हिमरोधी और लैग्ड पाइपों की आवश्यकता को कम करती है, एक तापविद्युत् शीतलन (साधारणतया जीन चार्ल्स के पश्चात 'पेल्टियर संगम' या 'पेल्ट' के रूप में संदर्भित है), जिन्होंने ताप उत्पन्न करने वाले घटको और जल अवरूध्दो के मध्य प्रभाव का दस्तावेजीकरण किया था)। चूंकि एकमात्र उप-परिवेश तापमान क्षेत्र अब ताप उत्पन्न करने वाले घटक के साथ अंतरापृष्ठ पर है, और केवल उस स्थानीयकृत क्षेत्र में विद्युतरोधन की आवश्यकता होती है। ऐसी प्रणाली की हानि एक उच्च ऊर्जा अपव्यय है।[citation needed]

पेल्टियर संगम के आसपास संघनन से होने वाली क्षति से बचने के लिए, इसे सिलिकॉन एपॉक्सी के साथ संक्षिप्त करने की आवश्यकता होती है। एपॉक्सी को उपकरणों के किनारों के चारों ओर लगाया जाता है, जिससे वायु को अंतस्थ में प्रवेश करने या छोड़ने से रोका जा सके।[citation needed]

एप्पल का पावर मैक G5 मानक के रूप में जल शीतलन वाले प्रथम मुख्यधारा का डेस्कटॉप (हालांकि केवल इसके सबसे तीव्र प्रतिरूप पर) संगणक था। डेल ने द्रव को शीतल करने में सहायता करने के लिए तापविद्युत् शीतलन का उपयोग करते हुए द्रव शीतलन के साथ अपने एक्सपीएस संगणको को पोतपरिवहन करके अनुकूल का पालन किया।[citation needed] वर्तमान में, द्रव शीतलन को प्रस्तुत करने वाले डेल के एकमात्र संगणक उनके एलियनवेयर डेस्कटॉप हैं।[39]

आसुस बड़े पैमाने पर उत्पादन में जल शीतल लैपटॉप लगाने वाला प्रथम और एकमात्र मुख्यधारा का ब्रांड है। उन लैपटॉप में वायु/जल में निर्मित संकरित शीतलन प्रणाली होती है और अतिरिक्त शीतलन और विद्युत ऊर्जा के लिए बाहरी द्रव शीतलन विकिरक में डॉक किया जा सकता है।[40][41]



जहाज और नाव

जल जहाजों के लिए एक आदर्श शीतलन माध्यम है क्योंकि वे निरंतर जल से घिरे रहते हैं जो सामान्यतः सम्पूर्ण वर्ष कम तापमान पर रहता है। समुद्र के जल के साथ कार्य करने वाली प्रणालियों को कप्रोनिकल, कांस्य, टाइटेनियम या इसी प्रकार संक्षारण प्रतिरोधी सामग्री से निर्मित करने की आवश्यकता होती है। उच्च वेग पर अपक्षरण से बचने के लिए अवसाद युक्त जल को नल तंत्र के माध्यम से वेग प्रतिबंध की आवश्यकता हो सकती है या कम वेग पर आदृढ़न से रुकावट हो सकती है।[42]


अन्य अनुप्रयोग

पौधों के वाष्पोत्सर्जन और जानवरों के प्रस्वेदन से उच्च तापमान को अस्थिर उपापचयी से बचाने के लिए वाष्पनिक शीतलन का उपयोग किया जाता है।

निश्चित रक्षात्मक स्थितियों में उपयोग की जाने वाली मशीन गन कभी-कभी तीव्रता से अग्नि की अवधि के माध्यम से बैरल जीवन का विस्तार करने के लिए जल शीतलन का उपयोग करती हैं, परन्तु जल और पम्पिंग प्रणाली का भार जल-शीतल आग्नेयास्त्रों की सुवाह्यता को काफी कम कर देता है। प्रथम विश्व युद्ध के पर्यन्त दोनों पक्षों द्वारा जल-शीतल मशीनगनों का बड़े पैमाने पर उपयोग किया गया था, हालांकि युद्ध के अंत तक हल्के हथियार, जो जल-शीतल प्रतिरूप की मारक क्षमता, प्रभावशीलता और विश्वसनीयता को टक्कर देते थे, युद्ध के मैदान में दिखाई देने लगे, इस प्रकार जल-शीतल हथियारों ने पश्चात के संघर्षों में बहुत कम भूमिका निभाई है।

स्वीडन का एक चिकित्वर्षय अपने डेटा केंद्रों, चिकित्सा उपकरणों को शीतल करने और एक आरामदायक परिवेश तापमान बनाए रखने के लिए द्रवीभूत जल से बर्फ की शीतलन पर निर्भर है।[43]

कुछ परमाणु रिएक्टर भारी जल को शीतल करने के रूप में उपयोग करते हैं। परमाणु रिएक्टरों में भारी जल कार्यरत है क्योंकि यह एक कमजोर न्यूट्रॉन अवशोषक है। यह कम समृद्ध ईंधन के उपयोग की अनुमति देता है। मुख्य शीतलन प्रणाली के लिए, ताप विनिमयक के उपयोग के माध्यम से सामान्य जल को प्राथमिकता दी जाती है, क्योंकि भारी जल बहुत अधिक बहुमूल्य होते है। परिनियमन (ग्रेफाइट) के लिए अन्य सामग्रियों का उपयोग करने वाले रिएक्टर भी शीतल करने के लिए सामान्य जल का उपयोग कर सकते हैं।

उच्च श्रेणी के औद्योगिक जल (विपरीत परासरण या आसवन द्वारा उत्पादित) और पेय योग्य जल का उपयोग कभी-कभी औद्योगिक संयंत्रों में किया जाता है जिन्हें उच्च शुद्धता वाले ठंडे जल की आवश्यकता होती है। इन उच्च शुद्धता वाले जल का उत्पादन अपशिष्ट उपोत्पाद तरलसूत्र बनाते है जिसमें स्रोत के जल से केंद्रित अशुद्धियाँ होती हैं।

2018 में, कोलोराडो बोल्डर विश्वविद्यालय और व्योमिंग विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एक विकिरणी शीतलन मेटामेट्री का आविष्कार किया, जिसे 2017 से विकसित किया जा रहा है। यह मेटामेट्री जल को शीतल करने और ऊर्जा उत्पादन की दक्षता बढ़ाने में सहायक है। जिसमें यह सूर्य की किरणों को परावर्तित करके नीचे की वस्तुओं को शीतल करेगा, जबकि साथ ही सतह को अवरक्त ऊष्मीय विकिरण के रूप में अपनी ऊष्मा को निर्वहन करने की अनुमति देता है।[44]


यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ Kemmer (1979), pp. 1–1, 1–2.
  2. ↑ Kemmer (1979), pp. 38–1, 38–4, 38-7 & 38-8.
  3. ↑ King (1995), pp. 143, 439.
  4. ↑ Jump up to: 4.0 4.1 4.2 4.3 Betz, pp. 183–184.
  5. ↑ Hemmasian-Ettefagh, Ali (2010). "शीतलक जल में कार्बन स्टील का संक्षारण अवरोध". Materials Performance. 49: 60–65.
  6. ↑ Mahgoub, F.M.; Abdel-Nabey, B.A.; El-Samadisy, Y.A. (March 2010). "शीतलन जल प्रणालियों में लौह मिश्र धातुओं के क्षरण को नियंत्रित करने के लिए एक बहुउद्देशीय अवरोधक को अपनाना". Materials Chemistry and Physics. 120 (1): 104–108. doi:10.1016/j.matchemphys.2009.10.028. ISSN 0254-0584.
  7. ↑ Jump up to: 7.0 7.1 Kemmer (1979), pp. 38–20, 38–21.
  8. ↑ Goldman & Horne (1983), pp. 153, 160.
  9. ↑ Betz, p. 215.
  10. ↑ Krosofsky, Andrew (18 January 2021). "कैसे ठीक से और सुरक्षित रूप से एंटीफ्ऱीज़ का निपटान करें I". Green Matters. Retrieved 23 June 2021.
  11. ↑ Jump up to: 11.0 11.1 Reid (1961), pp. 267–268.
  12. ↑ Betz, p. 202.
  13. ↑ Betz, pp. 203–209.
  14. ↑ Veil, John A.; Rice, James K.; Raivel, Mary E.S. "इलेक्ट्रिक पावर और पेट्रोलियम रिफाइनिंग इंडस्ट्रीज में कूलिंग टावर्स में बायोसाइड का उपयोग" (PDF). United States Department of Energy. Retrieved 23 June 2021.
  15. ↑ Betz, pp. 198–199.
  16. ↑ "ट्रीटेड वुड से सीसीए की लीचिंग". National Pesticide Information Center. Retrieved 23 June 2021.
  17. ↑ Franson (1975), pp. 89–98.
  18. ↑ Franson (1975), pp. 99–100.
  19. ↑ "घुलित ऑक्सीजन और पानी की गुणवत्ता". State of Kentucky. Retrieved 23 June 2021.
  20. ↑ Franson (1975), pp. 406–407.
  21. ↑ Betz, pp. 191–194.
  22. ↑ McGeehan, Patrick (12 May 2015). "भारतीय प्वाइंट परमाणु संयंत्र को बंद करने के लिए अग्नि संकेत नए सिरे से कॉल करता है". New York Times.
  23. ↑ U.S. Environmental Protection Agency (EPA). (1997). Profile of the Fossil Fuel Electric Power Generation Industry (Report). Washington, D.C. Document No. EPA/310-R-97-007. p. 79.
  24. ↑ EPA (2010). "Partial List of Facilities Subject to Clean Water Act 316(b)."
  25. ↑ Jump up to: 25.0 25.1 EPA (2014). "Cooling Water Intakes."
  26. ↑ Economic and Benefits Analysis for the Final Section 316(b) Phase II Existing Facilities Rule (PDF) (Report). EPA. 2004. EPA 821-R-04-005.
  27. ↑ Technical Development Document for the Final Section 316(b) Existing Facilities Rule (PDF) (Report). EPA. May 2014. EPA 821-R-14-002.
  28. ↑ Final Regulations to Establish Requirements for Cooling Water Intake Structures at Existing Facilities; Fact sheet (PDF) (Report). EPA. May 2014. EPA 821-F-14-001.
  29. ↑ United States. Clean Water Act, Section 316(b), 33 U.S.C. § 1316.
  30. ↑ EPA. Cooling Water Intake Structures. Final rule: 2001-12-18, 66 FR 65255. Amended: 2003-06-19, 68 FR 36749.
  31. ↑ EPA. "National Pollutant Discharge Elimination System—Final Regulations To Establish Requirements for Cooling Water Intake Structures at Existing Facilities and Amend Requirements at Phase I Facilities" Final rule. Federal Register, 79 FR 48300. 2014-08-15.
  32. ↑ Beychok, Milton R. (1967). पेट्रोलियम और पेट्रोकेमिकल संयंत्रों से जलीय अपशिष्ट (1st ed.). John Wiley and Sons. LCCN 67019834. (See Chapter 2 for material balance relationships in a cooling tower)
  33. ↑ Betz, p. 192.
  34. ↑ Sturgess, Steve (August 2009). "Column: Keep Your Cool". Heavy Duty Trucking. Retrieved 2 April 2018.
  35. ↑ Jump up to: 35.0 35.1 Nice, Karim (22 November 2000). "कार कूलिंग सिस्टम कैसे काम करता है". HowStuffWorks. HowStuffWorks, Inc. Retrieved 20 August 2012.
  36. ↑ "Koolance 1300/1700W Liquid-Cooled Power Supply". Koolance.com. 22 March 2008. Retrieved 19 January 2018.
  37. ↑ "Featured Projects – LiquidHaus". 6 May 2022. Archived from the original on 6 May 2022. Retrieved 6 May 2022.
  38. ↑ "डीह्यूमिडिफ़ायर और एयर कंडीशनर". extremeoverclocking.com. 5 April 2011. Retrieved 11 March 2018.
  39. ↑ "एलियनवेयर डेस्कटॉप". Dell. Archived from the original on 28 July 2012. Retrieved 5 November 2009.
  40. ↑ hermesauto (16 August 2016). "The Asus ROG GX800 is a water-cooled gaming laptop with two graphics chips". The Straits Times (in English). Retrieved 7 May 2021.
  41. ↑ "Asus ROG GX800VH Watercooled Laptop Review | KitGuru" (in English). Retrieved 7 May 2021.
  42. ↑ Thermex "Heat Exchanger FAQ Page" 2016-12-12.
  43. ↑ "Sundsvall में हिमपात ठंडा हो रहा है". www.lvn.se (in svenska). Retrieved 20 August 2017.
  44. ↑ Dongliang Zhao; Ablimit Aili; Yao Zhai; Jiatao Lu; Dillon Kidd; Gang Tan; Xiaobo Yin; Ronggui Yang (26 October 2018). "Subambient Cooling of Water: Toward Real-World Applications of Daytime Radiative Cooling". Joule. 3: 111–123. doi:10.1016/j.joule.2018.10.006.


ग्रन्थसूची

  • Handbook of Industrial Water Conditioning (7th ed.). Betz Laboratories. 1976.
  • Franson, Mary Ann (1975). Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (14th ed.). APHA, AWWA & WPCF. ISBN 0-87553-078-8.
  • Goldman, Charles R.; Horne, Alexander J. (1983). Limnology. McGraw-Hill. ISBN 0-07-023651-8.
  • Kemmer, Frank N. (1979). The NALCO Water Handbook. McGraw-Hill.
  • King, James J. The Environmental Dictionary (3rd Edition). John Wiley & Sons (1995). ISBN 0-471-11995-4
  • Reid, George K. Ecology in Inland Waters and Estuaries. Van Nostrand Reinhold (1961).


बाहरी संबंध

Retrieved from ‘https://www.vigyanwiki.in/index.php?title=जल_शीतलन&oldid=115177’