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Frigo. Storia dell'invenzione e della produzione

La storia della tecnologia, della tecnologia, degli oggetti che ci circondano

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Frigorifero: un dispositivo che mantiene una bassa temperatura in una camera isolata termicamente. Di solito viene utilizzato per conservare alimenti o oggetti che richiedono la conservazione in un luogo fresco.

Il funzionamento del frigorifero si basa sull'utilizzo di una macchina frigorifera che trasferisce il calore dalla camera di lavoro del frigorifero all'esterno, dove viene dissipato nell'ambiente esterno. Esistono anche frigoriferi commerciali con una maggiore capacità di raffreddamento, che vengono utilizzati negli esercizi di ristorazione e nei negozi, e frigoriferi industriali, il cui volume della camera di lavoro può raggiungere decine e centinaia di metri cubi, vengono utilizzati, ad esempio, nella carne impianti di trasformazione, produzione industriale.

Frigorifero
Frigorifero "Fianco a fianco"

Nel nord, da tempo immemorabile, il permafrost è stato utilizzato e continua ad essere utilizzato ancora oggi per congelare e conservare carne, pesce, grasso e altri prodotti. Dove non c'era il permafrost, il ghiaccio veniva raccolto in inverno e conservato fino all'estate in buche scavate nel terreno, grotte o cumuli, ricoperte di terra dall'alto.

Era più difficile ottenere e mantenere il freddo nei paesi caldi dove non c'erano né ghiaccio né neve. Si potevano trovare solo in montagna ad alta quota. Nonostante le lunghe distanze - centinaia di chilometri, il ghiaccio è stato consegnato al consumatore. Durante la campagna persiana (330 a.C.), durante l'assedio della città di Petra, Alessandro Magno ordinò di realizzare 30 cantine con la neve, nelle quali veniva conservato il vino refrigerato per i suoi soldati.

Nell'antica Roma erano molto usati la neve e il ghiaccio portati dalle Alpi. L'imperatore Nerone ordinò di raffreddare l'acqua bollita mettendo dei vasi nella neve. I romani ordinari mescolavano semplicemente le bevande con la neve. L'imperatore romano Eliogabalo, che governò nel III secolo. N. e., ordinò di versare grandi montagne di neve nel suo giardino in modo che il vento portasse freschezza nella stagione calda. Così, Heliogabal fu il primo a mettere in pratica l'aria condizionata. Più di 1500 anni dopo, sono tornati a questa idea - nel XIX secolo, ma solo al chiuso.

Nel Medioevo l'uso del ghiaccio trasportato su lunghe distanze era popolare nonostante le difficoltà. Califfo Mahdi nell'VIII secolo ha organizzato la consegna regolare di ghiaccio sui cammelli dal Libano e dalle montagne dell'Armenia alla Mecca. Uno dei suoi eredi ha applicato il raffreddamento alla sua residenza mettendo del ghiaccio tra le doppie pareti.

Per ridurre le perdite dovute allo scioglimento durante il trasporto di ghiaccio e neve, gli arabi inventarono speciali scatole a doppia parete: lo spazio tra le pareti era riempito di feltro. Questi erano, infatti, i primi campioni di isolamento termico a bassa temperatura. Per molti secoli il ghiaccio naturale è rimasto la base per ottenere il freddo durante la stagione calda in tutti i paesi dove era possibile creare le proprie riserve. Il ghiaccio non ha perso la sua importanza nemmeno adesso, nonostante il successivo sviluppo di impianti di raffreddamento.

Frigorifero
Frigorifero pieno di ghiaccio

All'inizio del XIX secolo. Thomas Moore, un ingegnere dello stato americano del Maryland, ha costruito con le proprie mani un prototipo di ghiacciaia da cucina. Thomas Moore era coinvolto nella fornitura di burro a Washington. Non c'erano trasporti speciali per questo e l'olio doveva essere consegnato fresco nella capitale. Quindi Moore costruì una nave per i suoi beni con sottili fogli di acciaio, la avvolse in pelli di coniglio e la mise in un barile di doghe di cedro. Ha versato del ghiaccio sopra. Ha chiamato la sua invenzione "frigorifero", depositando una domanda presso l'ufficio brevetti.

Nella seconda metà del XIX sec. in molte case in America, Europa e Australia sono comparsi ghiacciai domestici che sembravano mobili da cucina. Non era più la pelliccia a fungere da isolante termico, ma sughero e segatura. C'era uno scomparto del ghiaccio sopra o sotto la camera del cibo. L'acqua di fusione è stata drenata attraverso un rubinetto in una padella. Il problema era che la temperatura di fusione del ghiaccio è di XNUMX°C. Per lo stoccaggio della maggior parte dei prodotti, soprattutto quelli deperibili, questo non è sufficiente. Secondo un'antica ricetta, al ghiaccio veniva aggiunto del sale. Il consumo di ghiaccio è aumentato in modo significativo. Doveva essere riempito nei ghiacciai domestici più volte alla settimana.

Ora l'uso del ghiaccio naturale è quasi scomparso a causa della forte concorrenza della moderna tecnologia di refrigerazione. Tuttavia, nei paesi in cui c'è molto ghiaccio in inverno, l'antica tecnologia è ancora viva e persino in espansione, perché l'estrazione, lo stoccaggio e l'uso del ghiaccio naturale è più economico e, soprattutto, rispettoso dell'ambiente.

Parallelamente alla direzione "passiva", è nata una nuova direzione "attiva" nell'ottenere il freddo. Dalle prime soluzioni di successo, attraverso una lunga evoluzione, è nata la moderna tecnologia a bassa temperatura.

La fornitura di neve e ghiaccio su lunghe distanze era troppo costosa, accessibile solo a una cerchia ristretta di persone benestanti. Più importante, soprattutto nei paesi caldi, era la necessità di acqua refrigerata prodotta localmente ea basso costo. Per questo, il metodo passivo di raffreddamento con freddo esterno non era adatto a causa della sua assenza. Era necessario un altro metodo di raffreddamento attivo, senza l'uso di neve o ghiaccio. Ed è stato inventato. La sua idea era di far raffreddare l'acqua stessa.

Questo è stato fatto dagli antichi egizi già nel 2500 aC. e. Gli affreschi superstiti di quel tempo raffigurano schiavi che sventolano pentole di acqua potabile con grandi ventagli. Se per questo vengono utilizzate normali brocche, è impossibile ottenere acqua più fredda dell'aria circostante. Tuttavia, i vasi erano porosi. Parte dell'acqua, filtrando attraverso i pori, è evaporata sulla superficie delle brocche, raffreddandola. Soffiare con aria secca ha accelerato questo processo. Di conseguenza, l'acqua rimasta nei recipienti si è raffreddata al di sotto della temperatura iniziale. Questo metodo è stato suggerito, a quanto pare, dall'esperienza quotidiana: la superficie inumidita del corpo si raffredda al vento.

in India fino al XX secolo. è stato utilizzato il raffreddamento evaporativo, ma combinato con un altro processo che lo ha reso ancora più efficiente. Vasi piatti di ceramica aperti, a forma di grandi padelle, venivano riempiti d'acqua e posti su stuoie di paglia poste sul fondo di fosse poco profonde scavate nel terreno. Di notte, con il cielo limpido, l'acqua nei vasi piatti si raffreddava così tanto che a volte si copriva di una crosta di ghiaccio. Parte del raffreddamento era dovuto all'evaporazione dell'acqua, ma il motivo principale era la radiazione termica dalla superficie dell'acqua.

Un po 'più tardi del raffreddamento evaporativo, è stato inventato un altro metodo di raffreddamento: mescolando, più precisamente, può essere chiamato dissoluzione. La prima breve menzione della scoperta sottostante è contenuta nel manoscritto indiano Pankatantram. Dice: "L'acqua si raffredda quando viene aggiunto il sale". Il metodo per ottenere il ghiaccio basato su questo fu descritto dallo scrittore arabo Ibn-Abi-Usabiya nel XIII secolo.

Entro il 1550 ° secolo in Europa era già noto sciogliere il salnitro nell'acqua per raffreddare le bevande. In particolare, agli schiavi rematori nelle galee veniva fornita acqua raffreddata in questo modo. Nel 1589 fu pubblicata anche un'opera scientifica speciale del medico spagnolo Blasius Villafranca. Questa è la prima guida pratica conosciuta alla refrigerazione. Il suo nome conteneva le parole "Methodus refrigerandi" (metodi di raffreddamento). Lì, in particolare, si dice che questo metodo di raffreddamento dell'acqua e del vino sia ampiamente conosciuto e utilizzato dai cittadini in casa. Il passo successivo fu presto compiuto: si scoprì che la miscelazione del salnitro con la neve permetteva di ottenere temperature notevolmente più basse. Per la prima volta questo metodo fu descritto nell'opera del napoletano Baptisto Port "Madia Naturalis" (1607). Il medico napoletano Latinus Tancredus nel XNUMX scrisse del rapido congelamento dell'acqua in un recipiente posto in tale miscela.

Le miscele di raffreddamento hanno successivamente svolto un ruolo significativo nello sviluppo della ricerca nel campo della fisica e della tecnologia delle basse temperature. In effetti, fino alla metà del XIX secolo. è rimasto il principale mezzo di raffreddamento nel lavoro sperimentale.

Parlando dello sviluppo della tecnologia di refrigerazione, è necessario ricordare come le persone hanno imparato a ottenere il ghiaccio artificiale.

Le prime informazioni storicamente attendibili sulla produzione completamente artificiale di ghiaccio dall'acqua risalgono al 1775, quando V. Güllen, pompando vapore da sotto un tappo di vetro, all'interno del quale si trovava un recipiente con acqua, ricevette del ghiaccio in quest'ultimo.

Nel XVIII sec. Sono stati scoperti due diversi metodi per ottenere basse temperature: prima per il congelamento dell'acqua e successivamente per le macchine di refrigerazione generiche. Il primo è associato all'evaporazione del liquido, il secondo all'espansione dell'aria, accompagnata dalla produzione di calore esterno. Inizialmente, entrambi questi metodi si sono sviluppati indipendentemente l'uno dall'altro. Così è stato fino agli anni '60 circa del XIX secolo, quando le macchine frigorifere iniziarono ad essere prodotte in serie e per vari scopi.

Sono state conservate solo informazioni frammentarie sui primi tentativi di creare macchine per la refrigerazione dell'aria funzionanti ad aria compressa. Così, nel 1755, il tedesco Hoel a Chemnitz (Austria-Ungheria) ricevette aria fresca a causa della sua espansione. Approssimativamente gli stessi studi furono condotti nel 1771 in Svezia da Wilke, originario del Meclemburgo.

Allo stesso tempo, si studiava il raffreddamento dell'aria e di altri gas durante l'espansione. Questo problema è stato affrontato da Erasmus Darwin (nonno di Charles Darwin), D. Dalton e Gay-Lussac. Infine, nel 1824, Sadi Carnot introdusse il concetto di ciclo del gas inverso (refrigerante). Lo studio di questo problema fu continuato da D. Herschel nel 1834, e poi da W. Siemens e A. Kirk negli anni 50-60 del XIX secolo.

Nel frattempo, sono proseguiti i lavori per la creazione di modelli di funzionamento dei refrigeratori d'aria, che hanno raggiunto un livello tale da consentirne la messa in pratica. Ci sono prove che l'inventore dei motori a vapore, l'inglese R. Trevithick, alla fine degli anni '20 del XIX secolo. realizzò diversi modelli di macchine progettate per raffreddare l'acqua e trasformarla in ghiaccio. Il principio del loro funzionamento era che l'aria compressa e poi raffreddata a temperatura ambiente veniva rilasciata nell'acqua e, espandendosi lì, la raffreddava fino al rilascio del ghiaccio. Tuttavia, le cose non sono andate oltre gli esperimenti.

La prima unità di refrigerazione funzionante è stata creata dal medico americano J. Gorry. Ha lavorato come medico ad Apalachicola, in Florida. Il clima caldo della zona ha spinto Gorry a intraprendere un'attività di refrigerazione. Vedendo i suoi pazienti soffrire per il caldo in ospedale, ha pensato a come aiutarli. Il ghiaccio avrebbe permesso di creare un clima completamente diverso nelle camere, ma non ce n'era. Gorry ha deciso di progettare una macchina di refrigerazione che producesse abbastanza ghiaccio per questo scopo. Nel 1845 ci riuscì.

Il modello Gorry è ancora nell'ufficio brevetti degli Stati Uniti. La macchina per "fare il ghiaccio" era costituita da un cilindro del diametro di circa 200 mm, l'aria in cui veniva compressa per mezzo di un pistone a 0,2 MPa. Il calore generato durante la compressione è stato rimosso iniettando acqua. L'aria compressa entrava in un ricevitore cilindrico orizzontale, anch'esso raffreddato dall'acqua che scorreva attraverso i tubi posti all'interno. Con la successiva espansione dell'aria nell'espansore a pistone, nel suo cilindro veniva iniettata acqua salata, che veniva poi raffreddata dall'aria in espansione. Era usato per fare il ghiaccio.

La macchina funzionava correttamente e Gorry voleva mettere la sua invenzione a disposizione di chiunque ne avesse bisogno. Nel maggio 1851 ricevette un brevetto per la sua macchina.

La domanda di brevetto mostra che Gorry ha migliorato la sua macchina sostituendo l'iniezione di acqua salata con l'immersione in acqua salata. Da un punto di vista moderno, il layout della macchina è quasi impeccabile. Il compressore e l'espansore in questa macchina sono strutturalmente imperfetti, ma a quel tempo non c'era quasi esperienza nella creazione di compressori d'aria, e ancora di più macchine di espansione - espansori. È stato possibile utilizzare solo idee ed elementi strutturali dall'esperienza nella creazione di motori a vapore. Tuttavia, Gorry, che non aveva né un'istruzione né una pratica ingegneristica, è riuscito a sviluppare queste macchine e, sulla base, a creare un'unità completamente funzionale.

Incompreso dai suoi contemporanei e frustrato dalla catena di fallimenti, Gorry si ammalò e morì all'età di 52 anni. I suoi piani non si sono concretizzati. I compatrioti alla fine apprezzarono i suoi meriti: 44 anni dopo la morte di Gorry, l'azienda che produceva macchine frigorifere fece erigere un monumento nella città dove lavorava. Nella sala commemorativa del Washington State Capitol (la "Hall of Fame"), dove ogni stato erige un monumento al suo cittadino più illustre, la Florida è rappresentata da Gorry.

L'idea di Gorry è servita come base per l'ulteriore sviluppo dei frigoriferi. Nel 1857, W. Siemens, un tecnico tedesco trasferitosi in Inghilterra, pubblicò un'opera in cui esaminava criticamente le macchine di Gorry. Rendendo omaggio ai vantaggi, Siemens ha anche notato gli svantaggi. Ma, mentre criticava, cercava anche modi per eliminare queste carenze.

Siemens osserva che l'aria che esce dal cilindro di espansione e viene utilizzata per raffreddare l'acqua salata non viene raffreddata a sufficienza se viene immessa direttamente nell'acqua, come ha fatto Gorry. Ha proposto di non rilasciare quest'aria, ma di dirigerla in uno speciale scambiatore di calore in direzione controcorrente rispetto all'aria compressa che va all'espansore. Questa proposta è stata brevettata da lui.

La scoperta del recupero di calore ha fatto una vera e propria rivoluzione e successivamente ha trovato ampia applicazione non solo nella tecnologia a bassa temperatura, ma anche in molti settori dell'energia.

Un altro risultato fu la macchina aerea dell'ingegnere scozzese A. Kirk. Era già abbastanza adatto per l'uso industriale, molti dei suoi campioni venivano utilizzati in vari dispositivi che necessitavano di freddo.

L'unità di refrigerazione di Kirk differiva dalle macchine dei suoi predecessori principalmente in quanto funzionava a ciclo chiuso utilizzando il recupero di calore. Una porzione d'aria circolava costantemente al suo interno. L'idea del recupero del calore delineata in questo brevetto offriva enormi vantaggi. L'aria fredda esausta, che ha mantenuto una temperatura sufficientemente bassa, non viene espulsa inutilmente, ma viene reimmessa nell'impianto e utilizzata per preraffreddare l'aria compressa inviata all'espansione. In questo caso l'aria che entra nell'espansore è più fredda, e in uscita abbassa anche la temperatura. Così, a parità di costo, si ottiene più raffreddamento. In sostanza, dopo l'introduzione del trasferimento termico rigenerativo, sono stati finalmente installati i “tre pilastri” su cui poggiano tutte le apparecchiature classiche a bassa temperatura: si tratta di un espansore (o strozzatore), uno scambiatore rigenerativo e un compressore.

Il recupero del calore fu introdotto per la prima volta nella tecnologia dal pastore scozzese R. Stirling, quando nel 1816 costruì e brevettò il suo motore termico ad aria.

L'aria veniva essiccata al suo interno per mezzo di un recipiente con acido solforico concentrato spostato nella linea di scarico. Nel compressore l'umidità contenuta nell'aria veniva assorbita dall'acido. In futuro, l'acido era necessario solo per rimuovere l'umidità che proveniva dall'aria esterna attraverso le perdite nelle comunicazioni.

Oltre al passaggio a un processo chiuso, Kirk ha introdotto un'altra novità: il recupero del calore è avvenuto nella sua unità non in uno scambiatore, dove due flussi di gas si muovono l'uno verso l'altro (scambiatore di calore in controcorrente), ma in un rigeneratore. Era un tubo pieno di trucioli di metallo o piccoli frammenti di pietra, attraverso i quali l'aria passava liberamente. Quando l'aria calda è passata attraverso il rigeneratore, l'ugello è stato riscaldato. Quindi l'aria calda è stata spenta e nella direzione opposta è stata fatta passare aria fredda che, raffreddando l'ugello, si è riscaldata. Quindi è passata di nuovo l'aria calda, che è stata raffreddata, riscaldando l'ugello, ecc. Di conseguenza, il calore, proprio come nello scambiatore di calore, è stato trasferito dal flusso caldo a quello freddo, ma non attraverso il muro, ma attraverso il ugello. Un rigeneratore è più semplice nel design di uno scambiatore di calore e può trasferire più calore per unità di volume rispetto a uno scambiatore di calore.

I miglioramenti apportati da Kirk hanno portato a risultati ben superiori a quelli dei suoi predecessori. In primo luogo, si è assicurato che la temperatura all'uscita dell'espansore fosse di -13 ° C, quindi, dopo l'affinamento, è riuscito persino a congelare il mercurio. Ciò significava che per la prima volta in un refrigeratore era possibile raggiungere temperature continue inferiori a -40 °C.

Vale la pena notare che Kirk era già andato oltre il pensiero puramente cognitivo e la sua macchina poteva produrre freddo in una gamma abbastanza ampia di basse temperature da -3 a -40 ° C.

Le auto di quel tempo richiedevano da 1,5 a 1,75 kg di carburante (carbone) e potenza pari a cavalli all'ora. Il calcolo per il carbone, e non per l'elettricità, è abbastanza comprensibile se ricordiamo che a quel tempo non c'erano centrali elettriche e reti elettriche. Ogni unità di refrigerazione aveva il proprio azionamento individuale da un motore a vapore e rappresentava un'unica unità composta da due macchine: refrigerazione e vapore. L'efficienza relativamente bassa della macchina di refrigerazione Kirk era significativamente superiore a quella del motore a vapore che la metteva in moto.

In futuro, Kirk sviluppò altre versioni ancora più avanzate della sua auto. Se nella prima macchina di Kirk la pressione dell'aria era appena di 0,2 MPa, nelle nuove macchine raggiungeva già 0,6-0,8 MPa. Una delle prime grandi macchine della nuova modifica fu installata nel 1864 presso la fabbrica di burro Young, Meldrum e Winnie. Ha lavorato 10 ore su 1 per 2 anni e si è fermata per manutenzione solo per 6-8 giorni ogni XNUMX-XNUMX mesi. Il numero di macchine prodotte da Kirk era piccolo, ma hanno svolto un ruolo importante non solo nello sviluppo, ma anche nella distribuzione della tecnologia di refrigerazione.

Le macchine di raffreddamento ad aria furono ulteriormente migliorate dall'americano L. Allen e dal tedesco F. Windhausen.

Così, negli anni '60 del XIX secolo. gli schemi delle unità di refrigerazione ad aria sono già stati completamente sviluppati.

Negli anni '70 del XIX secolo. i refrigeratori d'aria erano piuttosto diffusi. P. Gifford presentò una macchina del genere all'Esposizione di Parigi nel 1877. Dal 1880 iniziarono a essere prodotti in Inghilterra, ampiamente utilizzati per il trasporto di pesce refrigerato.

Più perfetta era la macchina sviluppata da J. Goleman. Differiva dagli altri per il suo design accuratamente sviluppato, una maggiore sicurezza operativa ed era ampiamente utilizzato in quel momento. Nella macchina di Goleman, per la prima volta, sono stati utilizzati per la regolazione una valvola a farfalla sulla linea del vapore di un motore a vapore e un termostato installato in una stanza refrigerata.

La macchina utilizzava un processo termico rigenerativo in controcorrente, in cui l'aria di ritorno dalla camera di refrigerazione raffreddava l'aria compressa nel compressore e andava all'espansore.

Queste macchine erano già piuttosto grandi, la loro potenza raggiungeva i 221 kW. Molte aziende inglesi hanno prodotto queste macchine in futuro. Nonostante ciò, unità di refrigerazione ad aria degli anni 70-80 del XIX secolo. quasi completamente uscito di scena.

L'idea di una macchina frigorifera a compressione di vapore è nata, in sostanza, già quando l'acqua veniva raffreddata per la prima volta sotto una campana mentre l'aria veniva pompata fuori. Tuttavia, la macchina in quanto tale era ancora lontana, poiché veniva effettuato un solo raffreddamento singolo e non continuo. Ma allo stesso tempo, la rimozione di una grande quantità di vapore acqueo a bassa pressione ha causato difficoltà. Per ridurlo si ricorse addirittura al fatto che invece di una pompa meccanica iniziarono a utilizzare l'assorbimento del vapore acqueo mediante acido solforico. Uno studio sistematico della produzione di freddo durante l'evaporazione non solo dell'acqua, ma anche dei liquidi bassobollenti fu effettuato prima da T. Cavallo nel 1781 e successivamente da A. Mare nel 1813.

Nel 1805 O. Evans pubblicò una descrizione di una macchina "per il raffreddamento di liquidi", dove si proponeva di utilizzare a tale scopo l'evaporazione dell'alcool etilico.

L'idea che ha descritto includeva quasi tutti i processi di fondamentale importanza per una macchina di refrigerazione: l'evaporazione dell'etere a bassa pressione (nel vuoto), il pompaggio del vapore da parte di una pompa (cioè compressore) in un altro recipiente e la condensazione di questo vapore con freddo acqua, che rimuove il calore da esso. Qui mancava solo un elemento importante, che permettesse di chiudere il ciclo e riportare l'etere liquido nel recipiente, dove potesse evaporare, raffreddando o congelando l'acqua.

Per questo c'era solo un modo: far circolare l'etere in un circuito chiuso. Questa idea dapprima poco promettente conteneva anche una grana razionale, che ha poi dato origine alle macchine frigorifere ad assorbimento.

Il primo che ha studiato questo percorso e ha preparato tutte le condizioni per utilizzare questa idea è stato l'inglese J. Perkins. Nell'agosto 1834, Perkins ricevette un brevetto per un "apparato per la produzione di liquidi freddi e refrigeranti". Nel brevetto proponeva di raccogliere la sostanza evaporata, quindi comprimerla con una pompa a gas (compressore) e quindi condensare nuovamente il freddo, cioè effettuare un ciclo completo, ottenendo continuamente la stessa quantità di etere volatile. Perkins non si è limitato a descrivere l'idea, ma ha realizzato uno sviluppo ingegneristico.

Il liquido da raffreddare è contenuto in un recipiente coibentato. Un serbatoio è stato dotato di una sostanza evaporativa a basso punto di ebollizione (l'etere etilico era consigliato da Perkins come tale sostanza, perché è economico e ha una bassa tensione di vapore). I vapori entrano nella pompa a vapore (cioè compressore) attraverso una tubazione e, dopo la compressione, vengono inviati attraverso una tubazione ad un condensatore posto in un bagno di acqua fredda (condensatore ad immersione). Qui, il vapore a una pressione prossima a quella atmosferica si condensa e il liquido ritorna attraverso la valvola a farfalla all'evaporatore. Qui sono state fornite tutte le parti dell'impianto di refrigerazione a compressione di vapore. Ha funzionato correttamente a condizione che l'aria fosse completamente rimossa dal sistema.

Perkins non doveva vedere la sua macchina "in metallo". Una macchina sperimentale piuttosto imperfetta, secondo la sua idea, fu creata dopo la sua morte. Il suo dispositivo ha ripetuto completamente lo schizzo di Perkins, ma la pompa a mano è stata sostituita da un compressore meccanico. L'evaporatore è realizzato sotto forma di due emisferi collegati. L'acqua gelata è stata posta in quella superiore e il refrigerante in evaporazione è stato posto nello spazio tra le pareti.

R. Il gemellaggio ha praticamente implementato l'idea di Perkins. Dal 1848 iniziò a usare l'etere come refrigerante. Nel 1850 ricevette un brevetto inglese e poi uno americano. Una di queste macchine lavorava a Cleveland e produceva 50 kg di ghiaccio all'ora.

Un grande successo nello sviluppo di macchine per la refrigerazione a vapore è stato ottenuto dall'inglese J. Garrison. Nel 1837 si trasferì in Australia e nel 1850 iniziò il processo per ottenere il freddo. A quel tempo c'era un enorme bisogno di congelare la carne esportata dall'Australia all'Inghilterra. Nel 1856-1857. Garrison ha ricevuto due brevetti inglesi per macchine che utilizzano etere etilico come refrigerante. A quel tempo, stava già valutando la possibilità di utilizzare altre sostanze di lavoro, in particolare l'ammoniaca.

Nel 1875 Garrison visitò Londra dove discusse dei problemi di raffreddamento con Faraday e Tyndall. Avendo stabilito la produzione di macchine frigorifere, Harrison iniziò il congelamento diretto della carne per l'esportazione in Inghilterra. Tuttavia, all'inizio ha cercato di congelare la carne sulla riva in condizioni stazionarie. Nel 1873 condusse un esperimento a Melbourne, congelando carcasse di carne, pesce e pollame con la sua macchina. Dopo 6 mesi l'ispezione e il controllo di qualità sono stati effettuati. Dopo il completamento con successo dell'esperimento nel 1873, Harrison decise di fare un esperimento su larga scala. Ha caricato 20 tonnellate di agnello e manzo sulla nave Norfolk, dotata della sua unità di refrigerazione, ha congelato il carico a bordo, dopodiché la nave è partita per l'Inghilterra. Tuttavia, Harrison fallì: lungo la strada l'auto si ruppe e all'arrivo a Londra non c'era nessun acquirente per la carne portata. Harrison ha subito perdite, è stato costretto a lasciare le attività commerciali e ha intrapreso un lavoro scientifico. Morì nel 1893. Le macchine alimentate dall'etere di Garrison continuarono a essere prodotte a Londra per diversi anni.

Indipendentemente da Garrison, nel 1857 il francese F. Kare sviluppò macchine frigorifere a vapore che funzionavano non solo con etere etilico, ma anche con anidride solforosa. Uno degli impianti realizzati con questo brevetto è stato installato in una fabbrica di sale nel sud della Francia e utilizzato per la produzione di solfato di sodio (sale di Glauber) dall'acqua di mare. Inoltre, Kare ha escogitato un metodo per ottenere il freddo artificiale grazie all'assorbimento di ammoniaca. Era un modo ingegnoso, che però fu dimenticato per quarant'anni. All'inizio del XX secolo. L'azienda di P. Wortman è apparsa a Mosca. Il commerciante offrì ai moscoviti un'enorme unità chiamata "Eskimo", che utilizzava il principio di Fernand Kare.

Era silenzioso e versatile. Legna da ardere, carbone, alcool, cherosene potrebbero servire da combustibile. Per un ciclo di lavoro "Eskimo" ha congelato 12 kg di ghiaccio.

Una tale macchina per il ghiaccio poteva essere offerta solo da ricchi acquirenti o imprenditori che utilizzavano il ghiaccio, ad esempio, nella vendita di gelati, dolciumi, carne, pesce, birra e altri prodotti.

K. von Linde ha svolto un ruolo importante nell'ottenere il freddo domestico e industriale. Ha inventato un metodo industriale per liquefare i gas. Nel 1879, von Linde creò una macchina frigorifera con un compressore alimentato ad ammoniaca. Grazie a lei iniziò la produzione di ghiaccio su larga scala.

I refrigeratori Linde sono stati installati nei macelli e negli stabilimenti alimentari. Erano dotati di carri, navi fluviali e marittime. Successivamente, la macchina ridotta di Linde divenne il cuore dei frigoriferi domestici.

Nell'invenzione di Linde, la salamoia fredda o l'ammoniaca venivano fatte circolare attraverso un vasto sistema di tubazioni, raffreddando le stanze del cibo. Apparvero grandi magazzini refrigerati commerciali e industriali.

Nel 1893, l'americano Elijah Thomson dotò il frigorifero a compressione di un azionamento elettrico. Ma un dispositivo del genere era tutt'altro che perfetto. Aveva le cinghie di trasmissione e faceva molto rumore. A causa di fughe di gas - ammoniaca o anidride solforosa - c'era un odore sgradevole nella stanza. I frigoriferi venivano solitamente collocati negli scantinati per eliminare rumore e puzza.

L'ingegnere danese Steenstrup può essere considerato il padre dei moderni frigoriferi. Nel 1926 ricoprì il compressore e il suo motore elettrico con un tappo ermetico. Ciò ha reso il frigorifero domestico silenzioso, innocuo e resistente. Il brevetto per l'unità Steenstrup è stato acquisito dalla General Electric Corporation.

Ora era necessario trovare un altro portatore di freddo per sbarazzarsi di ammoniaca e anidride solforosa. Furono sostituiti dal freon, scoperto e studiato dal belga Swart. Allo stato liquido, il freon bolle a - 32,8 ° C, è chimicamente passivo e non tossico.

Frigorifero
Posizione delle parti principali dell'unità di refrigerazione di un frigorifero domestico: 1 - evaporatore; 2 - condensatore; 3 - filtro essiccatore; 4 - capillare e scambiatore di calore; 5- compressore

Ora i frigoriferi sono in ogni casa o appartamento. Sono diventati familiari ed è improbabile che i loro proprietari siano a conoscenza del lavoro di migliaia di inventori e ingegneri che hanno lavorato all'idea di sviluppare un comune elettrodomestico.

Autore: Pristinsky V.L.

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Il buco dell'ozono deve scomparire 16.07.2019

Il buco dell'ozono impedisce il riscaldamento climatico nelle parti centrali e orientali dell'Antartide.

In base al Protocollo di Montreal, è stato stabilito un divieto sull'emissione di freon e sul passaggio ad altri gas. Di conseguenza, le emissioni di cloro sono ridotte. Il cloro espulso vive nell'atmosfera per 50-70 anni. Ora stiamo vedendo che è diventato più piccolo. Ciò ha portato al fatto che se prima il buco dell'ozono si espandeva e si "approfondiva" (divenendo meno ozono), ora questo processo è rallentato: le dimensioni e la "profondità" stanno diventando più piccole. Secondo i risultati di una ricerca congiunta di scienziati ucraini e australiani, il buco dell'ozono come fenomeno dovrebbe scomparire entro il 2050-2070.

Lo afferma Gennady Milinevskiy, capo del Laboratorio di fisica spaziale della Facoltà di fisica dell'Università nazionale Taras Shevchenko di Kiev, ricercatore senior presso il Centro nazionale di ricerca antartica. Secondo lui, si tratta di un effetto stagionale, che porta a una diminuzione dello strato di ozono da metà agosto a fine ottobre. A novembre lo strato di ozono si sta già riprendendo. In Antartide, l'ozono ha un massimo a un'altitudine di circa 20 chilometri.

Come si forma lo strato di ozono? I raggi ultravioletti del sole producono la dissociazione delle molecole di ossigeno, i singoli atomi di ossigeno si combinano con le molecole di ossigeno e si ottengono le molecole di ozono, costituite da tre atomi di ossigeno. Nell'Antartico in inverno, la temperatura nella stratosfera scende bruscamente - a -70 ... -80 gradi Celsius. In questo momento si formano le cosiddette nubi stratosferiche polari con ossidi di azoto congelati e acqua e il cloro si accumula sulle particelle di queste nuvole. Ed è apparso in grandi quantità a causa della produzione di freon, ampiamente utilizzato nei frigoriferi.

Il freon sulla superficie della Terra è un gas neutro assolutamente stabile, ma tuttavia si diffonde nell'atmosfera, entra nella stratosfera, dove c'è già più radiazione ultravioletta, che la scompone e rilascia un atomo di cloro libero. E uno di questi atomi uccide mille molecole di ozono. Si scopre la reazione - O3 + Cl> ClO + O2. E il ClO viene distrutto liberamente, appare di nuovo un atomo di cloro libero, che interagisce di nuovo con l'ozono e porta alla sua distruzione. Quindi, si potrebbe dire, il cloro "mangia" l'ozono fino a scomparire dalla stratosfera. E in inverno, le molecole di cloro si depositano sulle particelle ghiacciate delle nubi polari e vengono effettivamente creati i loro serbatoi, dove si accumulano. Il sole sorge in tarda primavera e queste nuvole si sciolgono rapidamente in un giorno o due. Si scopre un potente rilascio di cloro, che "mangia" lo strato di ozono all'altezza del suo massimo.

La cosa più interessante, secondo Milinevskiy, è che il buco dell'ozono, che è stato effettivamente creato dall'uomo, espellendo il freon, ha portato alla creazione di una recinzione stabile dell'interno dell'Antartide dalle masse d'aria calda, che impedisce il riscaldamento del clima nella parte centrale e parti orientali del continente di ghiaccio. E infatti la temperatura non è cambiata ultimamente, anzi, scende anche un po'.

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