Termotehnică navală

Unitatea de învățare nr. 1

NOTIUNI GENERALE DE TERMOCINETIC????

Cuprins:

Obiectivele unității de învățare nr. 1 2

Problematica tratată

1.1 Încadrarea capitolului în planul general al de cursului de

Termodinamică navală ; aplicarea princ. termodinamice în

termocinetică 2

1.2 Noțiuni fundamentale :câmp de temperatură; suprafață izotermă;

gradient de temperatură. 3

1.3 Flux termic; fluxuri termice unitare; unități de măsură. 4

1.4 Moduri fundamentale de transfer de căldură:conducție; convecție;

radiație 5

Lucrare de verificare - unitatea de învățare nr. 1 8

Răspunsuri și comentarii la întrebările din testele de autoevaluare 8

Bibliografie - unitatea de învățare nr. 1 9

OBIECTIVELE unității de învățare nr. 1

Principalele obiective ale Unității de învățare nr. 1 sunt:

- Familiarizarea cu noțiunile de energie, forme de transfer a

energiei

- Înțelegerea noțiunilor de gradient de temperatură, câmp de

temperatură ,fluxuri de căldură

- Familiarizarea cu modurile fundamentale de transmiterea

căldurii

- Sublinierea aspectelor practice legate de realizarea

transferului de căldură prin cele trei moduri principale

- Recunoașterea modului de realizarea transferului de căldură

- Aplicarea cu succes a unor elemente simple de calcul a

fluxurilor de căldură transmise intre corpuri sau fluide

1.1 Încadrarea capitolului în planul general al de cursului de

Termodinamică navală ; aplicarea princ. termodinamice în

termocinetică

Transmisia căldurii este parte importantă a termotehnicii care se ocupă cu

studiul trecerii căldurii ,spontan,de la corpurile cu temperatură ridicată către cele cu

temperatură scăzută.Această trecere se face în conformitate cu cel de-al doilea

principiu al termodinamicii(enunțul lui R Clausius).

Studiul transmiterii căldurii are ca scop stabilirea relațiilor cantitative de

schimb de căldură între corpuri ,în vederea construirii raționale (funcțional și

economic) a schimbătoarelor de căldură.Schimbătoarele de căldură sunt aparate în

care se realizează transferul de căldură de la un mediu la altul ,transferul de căldură

putînd fi fenomen primar(procese exclusiv termice)sau secundar.

Studiul fenomenologic al transmiterii căldurii trebuie făcut ținînd seama de

constituția și structura materiei. Datorită acestui fapt în cele ce urmează se va urmări

,în special fenomenele fizice la fiecare caz în parte.

Transmiterea căldurii din punct de vedere fenomenologic este mult mai ușor

de urmărit decît termodinamica,fenomenele fiind în general simple.Partea

matematică a studiului este oarecum mai dezvoltată ,deoarece fenomenele sunt mult

mai greu de cuprins în relații, procesele de transmiterea căldurii avînd modele

matematice complexe.Totuși ,dat fiind scopul pe care îl are prezenta lucrare ,în cele

ce urmează au fost alese demonstrațiile cele mai simple.

În natură,în legătură cu transferul de căldură,se disting trei mari grupe de

fenomene,și anume :trecerea căldurii de la un corp la altul prin radiație , trecerea

căldurii prin contact direct,conducție prin intermediul altor corpuri fluide, convecție

.

Transmiterea căldurii este un fenomen complex,împărțirea în fenomene

elementare :conducția,convecția și radiația reprezintă o formulă pentru ușurarea

studiului.Calculul transmiterii căldurii se face mai ușor luând în considerare

fenomenele elementare ,fenomenul complex fiind apoi apreciat din însumarea

procentuală a fenomenelor elementare.

1.2 Noțiuni fundamentale :câmp de temperatură;

suprafață izotermă; gradient de temperatură.

1.2.1 Câmp de temperatură

Temperatura caracterizează starea termică a unui corp, fiind legată de gradul de

incălzire a acestuia.

În fiecare punct M(xyz) dintr-un corp solid, lichid sau gazos se poate defini o

temperatură ca o funcție de coordonatele punctului și de timp respectiv in coordonate

carteziene, cilindrice și sferice :

t  t x, y, z,  ,

t  t r,, z,  , [1.1]

t  t r,, ,  ,

Cîmpul de temperatură definit de relația 1.1 este tridimensional și nestaționar .

dacă temperature nu depinde de timp câmpul de temperatură este staționar . Cel mai

simplu câmp de temperatură staționar este câmpul de temperatură staționar

unidirecțional dat de relația:

T=T(x) (1.2)

1.2.2 Suprafață izotermă

Suprafața izotermă reprezintă locul geometric al punctelor din spațiu care lac un

moment dat au aceiași temperatură. În regim nestaționar ele sunt mobile și deformabile,

iar în regim staționar ele csunt invariabile. Suprafețele izoterme nu se pot intersecta,

același punct din spațiu în același timp nu poate avea temperaturi diferite.

1.2.3 Gradient de temperatură

Câmpul de temperatură fiind o funcție derivabilă se poate defini în orce punct,

M, la orce moment τ un vector al gradientului de temperatură pe o direcție normală la

suprafața izotermă în acel punct. Gradientul de temperatură va fi dat de relația: