في مشاريع الخرسانة الضخمة، كالسدود والجسور والأساسات الكبيرة والمباني الشاهقة، يُولّد تفاعل ترطيب الأسمنت حرارةً عالية. وإذا لم يُتحكّم فيه بشكل صحيح، فإنّ التفاوت الكبير في درجات الحرارة بين داخل الخرسانة وخارجها قد يُؤدي إلى تشققات ناتجة عن الإجهاد الحراري، مما يُؤثّر سلبًا على سلامة الهيكل ومتانته وقوته. لذلك، يُعدّ نظام تبريد الخرسانة ذا أهمية حيوية، وتُعدّ آلات صنع الثلج من المعدات الأساسية التي تُوفّر مصادر تبريد في هذه الأنظمة.
يُضاف الثلج إلى الماء المُستخدم لخلط الخرسانة. الحرارة الكامنة التي يمتصها الجليد الذائب تُخفّض درجة حرارة الخرسانة عند منفذ التفريغ بكفاءة عالية إلى المستوى المطلوب (عادةً 7 درجات مئوية أو أقل).
1. آلة صنع رقائق الثلج Thermojinn
آلة صنع الثلج الرقائقي من ثيرموجين هي جهاز آلي لصنع الثلج، يستخدم نظام تبريد لتحويل الماء إلى ثلج جاف، رخو، وغير منتظم الشكل. يُطلق على الثلج الناتج عن هذه الآلة اسم "الثلج الرقائقي". بفضل كفاءتها العالية في صنع الثلج، وجودتها الممتازة، وسهولة خلطها مع مواد أخرى، أصبحت آلة صنع الثلج الصفائحي الخيار الأمثل في العديد من تطبيقات المعالجة الصناعية والتبريد التجاري.
1. مبدأ عمل آلة رقائق الثلج
رش الماء:يُرشّ الماء بالتساوي على سطح مُبخّر أسطواني مجوف، عمودي أو مائل. يُملأ الجزء الداخلي من المُبخّر بمُبرّد منخفض الحرارة (مثل الأمونيا أو الفريون)، بحيث تكون درجة حرارة سطحه الخارجي أقل بكثير من درجة تجمد الماء.
التجميد:يتجمد الماء بسرعة على سطح المبخر منخفض الحرارة، مما يشكل طبقة رقيقة من الجليد.
كشط الجليد:تعمل مكشطة جليد دوارة، مدفوعة بمحرك كهربائي، على سطح المبخر. وبينما يدور المبخر ببطء، تقوم مكشطة الجليد بكشط الطبقة المتجمدة على السطح.
تصريف الجليد:تسقط قطع الجليد (أي رقائق الجليد) التي تم كشطها من خلال فتحة تفريغ الجليد وتدخل إلى صندوق تخزين الجليد أو يتم نقلها مباشرة عبر نظام النقل إلى نقطة الاستخدام.
دورة:سوف تتدفق المياه غير المجمدة مرة أخرى إلى خزان المياه ويتم إعادة استخدامها، وتدخل في دورة صنع الثلج التالية.
تتم العملية بأكملها بشكل آلي بالكامل ويتم إدارتها بدقة بواسطة نظام التحكم، مما يتيح الإنتاج المستمر لمكعبات الثلج.
2. خصائص رقاقات الثلج
شكل:غير منتظمة، جافة، رقيقة تشبه الصفيحة، يتراوح سمكها عادة من 1 إلى 2 ملم.
درجة حرارة:بسبب "الجليد الجاف"، تكون درجة الحرارة منخفضة للغاية، وتتراوح عادة من -5 درجة مئوية إلى -8 درجة مئوية، ويكون السطح جافًا ولا يلتصق ببعضه البعض.
نَسِيج:ناعمة وجافة، ذات سيولة جيدة ولا تميل إلى التكتل.
مساحة سطحية محددة أكبر:بسبب بنيتها الشبيهة بالصفائح، فإن مساحة السطح المحددة لكل وحدة وزن كبيرة للغاية.
معدل ذوبان سريع:تتيح لها مساحة السطح الكبيرة إمكانية الاتصال الكامل والسريع بالجسم المبرد، مع كفاءة تبادل حراري عالية للغاية وسرعة ذوبان سريعة جدًا.
2. الدور الحاسم لآلة صنع الثلج في نظام تبريد الخرسانة
آلة صنع رقائق الثلج ليست مجرد معدة اختيارية في إنتاج الخرسانة. ففي المشاريع الحديثة واسعة النطاق، غالبًا ما تُعدّ معدة أساسية لضمان جودة الخرسانة والتحكم في جدول المشروع. وتتجلى وظائفها المهمة بشكل رئيسي في الجوانب التالية:
1. التحكم الفعال والموحد في درجة الحرارة
هذه هي الوظيفة الأساسية والأكثر أهمية لآلة صنع رقائق الثلج هذه.
1.1 استخدام الحرارة الكامنة للتبريد الفعال:
السعة الحرارية النوعية للماء هي 4.2 كيلوجول/كجم·درجة مئوية، وهذا يعني أنه لرفع درجة حرارة 1 كيلوجرام من الماء بمقدار 1 درجة مئوية، يجب امتصاص 4.2 كيلوجول من الحرارة.
الحرارة الكامنة لذوبان الجليد هي ٣٣٤ كيلوجول/كجم. لصهر كيلوغرام واحد من الجليد بدرجة حرارة صفر مئوية في ماء بدرجة حرارة صفر مئوية، يلزم امتصاص ٣٣٤ كيلوجول من الحرارة.
مقارنة:كمية الحرارة الممتصة عند إذابة 1 كيلوغرام من الجليد تعادل كمية الحرارة الممتصة عند خفض درجة حرارة 1 كيلوغرام من الماء بما يقرب من 80 درجة مئوية (334/4.2 ≈ 79.5).
خاتمة:كفاءة استخدام الثلج لتبريد الخرسانة أعلى بكثير من مجرد استخدام الماء البارد. فهو يُدخل كمية هائلة من "الطاقة الباردة" إلى خليط الخرسانة دون زيادة إجمالي استهلاك الماء، مما يُخفّض درجة حرارة مخرج الآلة بفعالية إلى 7 درجات مئوية أو أقل حسب الحاجة.
1.2 ذوبان سريع وتبريد موحد:
يتميز مكعب الثلج بمساحة سطحية كبيرة وسمك رقيق للغاية، مما يُمكّنه من الذوبان فورًا بعد ثوانٍ قليلة من إدخاله في الخلاط.
يضمن الذوبان السريع والشامل توزيعًا سريعًا ومتساويًا للبرودة في جميع أنحاء خليط الخرسانة، متجنبًا مخاطر التبريد الزائد الموضعي أو وجود تكتلات جليدية غير ذائبة، مما يضمن تجانس واستقرار البنية الداخلية للخرسانة. وهذا ما لا تستطيع أنواع الجليد بطيئة الذوبان، مثل جليد الأنابيب، تحقيقه.
2. تحقيق إنتاج آلي دقيق - تعزيز جودة البناء وكفاءته
تم دمج نظام تصنيع رقائق الثلج الحديث بالكامل في محطة الخلط الآلية.
2.1 القياس الدقيق:
بفضل جفاف جزيئات الثلج ورطوبتها، يُمكن قياسها بدقة عالية باستخدام مستشعرات الوزن أو وحدات التغذية الحجمية. ويستطيع نظام التحكم حساب كمية الثلج المضافة إلى كل دفعة من المواد وتعديلها ديناميكيًا بناءً على درجة الحرارة والرطوبة الحالية للركام، ودرجة الحرارة المحيطة، ودرجة حرارة المخرج المستهدفة المحددة، مما يحقق تحكمًا ذكيًا في درجة الحرارة.
2.2 التكامل السلس:
يمكن نقل كتل الثلج مباشرةً من حاوية تخزين الثلج إلى ميزان المواد الرئيسي فوق الخلاطة، أو إلى ميزان ثلج منفصل، عبر ناقل لولبي مغلق بالكامل أو نظام نقل هوائي. العملية بأكملها مؤتمتة بالكامل ومتزامنة تمامًا مع عمليات تغذية الأسمنت والركام والماء والمواد المضافة، مما يضمن استمرارية وتيرة الإنتاج ودقة نسبها.
3. امنح المشروع مزيدًا من المرونة والقدرة على التحكم
3.1 التكيف مع الظروف الصعبة:
في المناخات الحارة أو عند إطلاق كمية كبيرة من الحرارة من الأسمنت عالي القوة، قد لا يكفي مجرد التبريد المسبق للركام واستخدام الماء البارد للوصول إلى درجة الحرارة المستهدفة. يوفر الثلج المتقشر طريقة التبريد النهائي الأكثر فعالية وموثوقية، مما يُمكّن المشروع من الاستمرار في ظل ظروف بيئية مختلفة دون تأخير الجدول الزمني.
3.2 تحسين نسبة الخليط:
بما أن الثلج يحل محل جزء من ماء الخلط، ويتميز بكفاءة تبريد عالية للغاية، يتمتع المهندسون بمرونة أكبر عند تصميم نسبة الخلط. في بعض الأحيان، يمكنهم تقليل كمية الإضافات باهظة الثمن أو تحسين كمية الأسمنت، مما يُحسّن الأداء مع إمكانية تحقيق فوائد اقتصادية.
4. الفوائد الاقتصادية وموثوقية الهندسة
4.1 تجنب تكاليف الترميم الباهظة:
بالنسبة للهياكل الخرسانية كبيرة الحجم (مثل ركائز السدود)، بمجرد حدوث شقوق خطيرة، يمكن أن تصل تكاليف الإصلاح بسهولة إلى عشرات الملايين أو حتى مئات الملايين من اليوانات، وغالبًا ما يكون من الصعب إصلاحها بالكامل. يُعد الاستثمار في نظام فعال لقطع الجليد في المرحلة المبكرة استثمارًا فعالًا للغاية من حيث التكلفة والمخاطرة مقارنةً بتكاليف الإصلاح الباهظة المحتملة.
4.2 ضمان تقدم المشروع:
يضمن نظام التحكم في درجة الحرارة الموثوق به أن جودة الخرسانة على كل جانب تلبي متطلبات الكود، ويتجنب الإغلاق أو التخريد أو إعادة العمل بسبب مشاكل الجودة، ويضمن التقدم السلس لعقد المشروع الرئيسية.
تؤدي آلة صنع الثلج دورين: "منظم درجة حرارة دقيق" و"حارس جودة" في نظام تبريد الخرسانة. لا يقتصر دورها على إنتاج الثلج فحسب؛ بل بفضل خصائصها الفريدة في تشكيل الثلج (سرعة الذوبان وسهولة النقل والقياس)، تُدمج بسلاسة وسيط تبريد فائق الكفاءة في عملية إنتاج الخرسانة الحديثة والآلية، مما يؤدي إلى:
من الناحية المادية، فإنه يقلل بشكل فعال من درجة حرارة الخرسانة ويزيل خطر التشققات الناجمة عن اختلاف درجات الحرارة.
كيميائيا، خلق بيئة مثالية منخفضة الحرارة لترطيب الأسمنت وتحسين البنية الدقيقة.
من الناحية الهندسية، ضمان جودة البناء والتقدم والمتانة والسلامة على المدى الطويل للهيكل النهائي.
وهذا هو السبب على وجه التحديد في أن نظام كسر الجليد يعد من المعدات القياسية التي لا غنى عنها في محطات خلط الخرسانة في جميع مشاريع الطاقة الكهرومائية والطاقة النووية والجسور والموانئ على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم تقريبًا.
يقدم مصنع ثلج رقائقي من ThermoJinn حلاً متكاملاً يجمع بين أنظمة تخزين الثلج وتسليمه ووزنه الآلية. صُمم هذا المصنع لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة، وهو مزود بخاصية التحكم عن بُعد، مما يتيح تشغيلًا سلسًا ومراقبته من أي مكان. يضمن مصنع ثلج رقائقي إنتاجًا وتوزيعًا متسقًا للثلج، مما يجعله مثاليًا لمختلف التطبيقات الصناعية التي تتطلب إدارة دقيقة للثلج.
لاستكشاف المزيد من حلول تطبيقات التبريد الصناعي، يرجى زيارة الموقع الرسمي لشركة THERMOJINN[https://www.thermojinn.com/]
معلومات الاتصال
اسم:دينيس وين
رقم:+8618050168821
بريد إلكتروني: denniswen@thermojinn.com
Info@thermojinn.com
وقت النشر: ٢٧ أغسطس ٢٠٢٥
