حاسبة حرارة المهدر

الحرارة المهدرة هي منتج ثانوي للعديد من العمليات الصناعية، بما في ذلك توليد الطاقة، والتصنيع، والأنظمة الميكانيكية. إن التقاط الحرارة المهدرة واستخدامها بكفاءة يمكن أن يحسن كفاءة الطاقة بشكل كبير ويقلل من الأثر البيئي.

معادلة الحساب

معادلة حساب الحرارة المهدرة (Qwaste) هي:

\[ Q_{\text{waste}} = A \times V \times \rho \times C_{p} \times \Delta T \]

حيث:

• \(Q_{\text{waste}}\) هي الحرارة المهدرة بالكيلوواط (kW)،
• \(A\) هي مساحة المقطع العرضي بالمتر المربع (m²)،
• \(V\) هي سرعة التدفق بالمتر في الثانية (m/s)،
• \(\rho\) هي الكثافة بالكيلوجرام لكل متر مكعب (kg/m³)،
• \(C_{p}\) هي الحرارة النوعية بالكيلوجول لكل كيلوجرام لكل كلفن (kJ/kg-K)،
• \(\Delta T\) هي فرق درجة الحرارة بالكلفن (K).

مثال على الحساب

بافتراض:

• مساحة المقطع العرضي \(A\) = 4 m²
• سرعة التدفق \(V\) = 30 m/s
• الكثافة \(\rho\) = 100 kg/m³
• الحرارة النوعية \(C_{p}\) = 1.21 kJ/kg-K
• فرق درجة الحرارة \(\Delta T\) = 2.5 K

يمكن حساب الحرارة المهدرة \(Q_{\text{waste}}\) كالتالي:

\[ Q_{\text{waste}} = 4 \times 30 \times 100 \times 1.21 \times 2.5 = 36300 \text{ kJ/h} = 10.083 \text{ kW} \]

يشير هذا إلى كمية الحرارة المهدرة المتولدة تحت هذه الظروف، مما يبرز إمكانية استعادة الطاقة وتحسين الكفاءة في العمليات الصناعية.

الأهمية وسيناريوهات الاستخدام

إن فهم وحساب الحرارة المهدرة أمر بالغ الأهمية ل:

1. استعادة الطاقة: يمكن أن يؤدي تصميم أنظمة لاستعادة الحرارة المهدرة إلى تحسين كفاءة العمليات الصناعية بشكل كبير.
2. الأثر البيئي: يمكن أن يساعد تقليل انبعاثات الحرارة المهدرة في التخفيف من الآثار البيئية.
3. التوفير في التكاليف: يمكن أن يؤدي استخدام الحرارة المهدرة في عمليات أخرى إلى تحقيق وفورات كبيرة في الطاقة والتكاليف.
4. تحسين النظام: يمكن أن يؤدي تحديد المناطق ذات الحرارة المهدرة العالية إلى تحسينات محددة في تصميم النظام وتشغيله.

الأسئلة الشائعة

1. ماذا يمكن أن يتم بالحرارة المهدرة؟

   • يمكن استخدام الحرارة المهدرة للتدفئة، وتشغيل التوربينات، أو كمدخل لعمليات صناعية أخرى، من بين تطبيقات أخرى.

2. ما مدى أهمية وفورات الطاقة من استعادة الحرارة المهدرة؟

   • يمكن أن تكون الوفورات كبيرة، حسب حجم العملية وكفاءة نظام الاستعادة. يمكن أن يقلل ذلك بشكل كبير من تكاليف الطاقة واستهلاكها.

3. هل هناك أي تحديات في استعادة الحرارة المهدرة؟

   • نعم، تشمل التحديات تكلفة أنظمة الاستعادة، والتكامل مع العمليات الحالية، وجودة وكمية الحرارة المهدرة المتغيرة.