فرآیند آدیاباتیک چیزی است که همه ما هنگام کار با کمیت فشار با آن مواجه شدهایم. اما اغلب، متوجه آن نشده، و فکر میکنیم که نشتی در سیستم وجود دارد. به طور خلاصه، فرآیند آدیاباتیک یک پدیده فیزیکی است که باعث میشود وقتی فشار را در یک سیستم بسته افزایش میدهیم، دمای محیط فشار افزایش یابد. هنگامی که پمپاژ را متوقف میکنیم، دمای سیال واسط کاهش مییابد و باعث افت فشار میشود و مانند یک نشتی در سیستم به نظر میرسد. توضیحات بسیاری از فیزیک این مساله به همراه ریاضیات عمیق و پیچیده در اینترنت موجود است. اما برای رویکردی صنعتی و آگاهی کارشناس اندازهشناسی، نیازی به درک فیزیک و ریاضیات پیچیده این فرآیند نیست. در مقاله پیشرو تلاش شده است تا فرآیند آدیاباتیک و نقش آن در تجهیزات فشار به صورت ساده بیان شود. برای شروع لازم است کمی تئوری بیان شود و بعد از آن رویکردهای عملی مطرح گردد.
فرآیند آدیاباتیک چیست؟
در ترمودینامیک، فرآیند بیدررو یا آدیاباتیک (Adiabatic) تغییری است که در آن هیچ گرما و جرمی بین سیستم و محیط اطراف آن مبادله نمی شود در چنین فرآیندی تنها کار عامل انتقال انرژی بین سیستم و محیط محسوب میشود. بعضی از فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی در مدت بسیار کمی صورت میپذیرد. با توجه به سرعت بالای واکنش فرآیند، فرصت انتقال حرارت با محیط اطراف، توسط سیستم وجود نخواهد داشت. برای گاز ایده آلی که تحت فرآیند آدیاباتیک قرار می گیرد، قانون اول ترمودینامیک اعمال میشود که قانون بقای انرژی است. این قانون بیان میکند که اگرچه انرژی میتواند شکل خود را تغییر دهد، اما نمیتوان آن را ایجاد کرد یا از بین برد. ما (احتمالا!) از فیزیک دوران مدرسه، فرمول فشار، حجم و دما و چگونگی وابستگی آنها به یکدیگر را به یاد داریم. قانون گاز ترکیبی میگوید که رابطه بین فشار (P)، حجم (V) و دمای مطلق (T) ثابت است. در اینجا کاری به اثبات این فرمول نداریم و آن را به شکل زیر قبول میکنیم: PV=nRT در صورتی که شرایط سیستم تغییر کند، عبارت زیر را میتوان مورد بررسی قرار داد: 
عبارت بالا میتواند بهعنوان یک سیستم کالیبراسیون فشار معمولی، با حجم بسته و ثابت در نظر گرفته شود. دو طرف عبارت، دو مرحله مختلف را در سیستم نشان میدهد: یکی با فشار کمتر و دیگری با فشار بالاتر. با نگاهی به فرمول، میتوان نتیجه گرفت که با ثابت ماندن حجم یک سیستم کالیبراسیون فشار، و اگر فشار تغییر کند، دما نیز باید تغییر کند. یا برعکس، اگر دما تغییر کند، فشار نیز تغییر می کند. تصویر زیر یک سیستم کالیبراسیون فشار معمولی را نشان می دهد که در آن یک پمپ فشار، شیلنگ فشار ، تجهیز فشار برای کالیبره شدن (1) و کالیبراتور فشار (2) داریم. 
به طور معمول، حجم سیستم کالیبراسیون فشار ما ثابت است و فشار عبوری از نقاط کالیبراسیون است که تغییر میکند. وقتی فشار تغییر داده میشود (و حجم ثابت می ماند) دما نیز تغییر خواهد کرد. (کاری از دست ما ساخته نیست! فیزیک مقصر است، با آن کنار بیایید!) هنگامی که فشار را با پمپ دستی کالیبراسیون خود به سرعت بالا میبریم و باعث بالا رفتن دما میشویم، معمولاً میتوانیم فرآیند آدیاباتیک را مشاهده کنیم.با قطع فرآیند پمپاژ، هوای سیستم شروع به خنک شدن میکند و باعث کاهش فشار میشود – ابتدا به سرعت، اما سپس کاهش می یابد و در نهایت تثبیت می شود. این افت فشار مانند نشتی در سیستم به نظر میرسد. همین امر در مورد کاهش فشار نیز اتفاق می افتد – اگر فشار را به سرعت کاهش دهیم، هوا (یا هر سیال دیگری که درون سیستم مورد استفاده است-Media) سردتر میشود. با توقف کاهش فشار، هوا شروع به گرم شدن میکند و باعث افزایش فشار میشود. این ممکن است در ابتدا عجیب به نظر برسد. چگونه فشار می تواند به خودی خود افزایش یابد؟ البته افزیش فشار زیاد نخواهد بود، اما به اندازهای است که شما آن را ببینید و تعجب کنید که چه اتفاقی رخ داده است. بنابراین، فرآیند آدیاباتیک به هر دو صورت کار می کند، با افزایش و کاهش فشار. هرچه سریعتر فشار را تغییر دهید، دمای متوسط بیشتر تغییر می کند و تأثیر بیشتری را میتوانید مشاهده کنید. با کمی صبر، دمای هوا سیستم فشار با دمای اطراف همگن و تثبیت می شود و اثرات فرآیند آدیاباتیک دیگر قابل مشاهده نخواهد بود. سوال بعدی این خواهد بود:
چگونه بدانیم افت فشار از فرآیند آدیباتیک حاصل میشود یا نشتی؟
تفاوت اصلی بین فرآیند آدیاباتیک و نشت در این است که افت فشار ناشی از فرآیند آدیاباتیک در ابتدا بیشتر است، سپس کند و ناپدید میشود (فشار تثبیت میگردد). افت فشار ناشی از نشتی خطی است و با همان سرعت ادامه می یابد. در تصویر زیر تفاوت قابل مشاهده است:
در تصویر بالا می بینید که چگونه افت فشار ناشی از فرآیند آدیاباتیک ابتدا سریع است، اما سپس کند شده و در نهایت تثبیت میشود (خط قرمز). در حالی که افت فشار ناشی از نشتی خطی پیش میرود (خط آبی).
چگونه از تاثیر فرآیند آدیاباتیک جلوگیری کنیم؟
افزایش فشار در سیستم به آرامی رخ دهد: یکی از ساده ترین راهها برای به حداقل رساندن اثرات آدیاباتیک، تغییر آرام فشار است. با انجام این کار، به سیستم زمان بیشتری داده میشود تا با دمای محیط اطراف همگن شود و هرگونه تغییر دمای موقت حداقلی خواهد بود. در عمل، اگر برای اعمال فشار از یک پمپ دستی استفاده میشود و چندین نقطه کالیبراسیون برای بررسی صحت عملکرد تجهیز در نظر گرفته شده است، خود این مساله سرعتی کافی را ایجاد میکند تا فرآیند آدیاباتیک مشاهده نشود. اما اگر با حداکثر سرعتی که میتوانید تا 300 psi (20 بار) پمپ کنید، مطمئناً تأثیر فرآیند آدیاباتیک را خواهید دید. کمی تامل!: پس از تنظیم فشار، کمی به آن زمان بدهید تا تثبیت شود. بسته به حجم و شرایط سیستم این زمان متفاوت خواهد بود اما یک تا دو دقیقه کافی است تا هر گونه تغییرات و تعادل دما اتفاق بیفتد و فشار تثبیت گردد.
سیال واسط فشار در سیستم
انتخاب سیال واسط (Media) فشار بر فرآیند آدیاباتیک تأثیرگذار است. البته در عمل همیشه امکان تغییر سیال وجود ندارد. پمپ دستی معمولی از هوا به عنوان رسانه استفاده میکند. برای فشار بیشتر، می توان از یک پمپ هیدرولیک با آب یا روغن به عنوان واسط استفاده شود. اثرات فرآیند آدیاباتیک عموماً در پمپهای کالیبراسیون هوا یا گاز بیشتر از پمپهای هیدرولیک (آب یا روغن) است. دلیل این امر تراکمپذیری گاز است که به دلیل افزایش فشار، مولکولهای گاز را به هم نزدیکتر میکند و این کار انجام شده در گاز، به انرژی تبدیل می شود و باعث تولید گرما میشود. علاوه بر این، گاز/هوا رسانایی حرارتی کمتری نسبت به مایعات دارد، بنابراین گرمای کمتری از گاز خارج میشود.
خدمات کالیبراسیون شرکت سنجشگران میزان ابزار ضمن بهرهمندی از تجهیزات مرجع با قابلیت ردیابی به استانداردهای بینالمللی و اندازه شناسی دقیق، بر اساس گستره عملکردی، گواهینامه تایید صلاحیت و استانداردهای ملی و بینالمللی خدمات خود را توسط کارشناسانی مجرب ارائه میدهد. همچنین ما را در لینکدین دنبال کنید.
