Conductia termica stationara a unui perete plan la conditii limita de gr.I.

Considerăm un perete plan omogen de grosime δ [m], dintr-un material cu conductivitatea termică λ [W/m.K], pentru care se cunosc temperaturile pe suprafeţele extreme, tp1, respectiv, tp2 [^oC] (tp1 > tp2).

Dacă lungimea şi înăţimea peretelui sunt mult mai mari decât grosimea acestuia, se pot neglija efectele de capăt, astfel încât temperatura variază unidirecţional.

Ecuaţia câmpului de temperatură devine t = t(x), iar gradientul temperaturii

este grad t=dt/dx fig3.

In acest caz, legea lui Fourier este :

28) Transfer de caldura .Notiunu. Tipuri

Transferul de căldură se referă la procesele ireversibile ale propagării căldurii în spaţiu ca urmare a schimbului de energie termică între două corpuri, două regiuni ale aceluiaşi corp sau două fluide, ca rezultat al unei diferenţe de temperatură între acestea.

Transferul de căldură, respectând cele două principii ale termodinamicii, se realizează în trei moduri: prin conducţie, prin convecţie şi prin radiaţie. Aceste moduri pot exista separat sau, cel mai adesea, combinate, în procese complexe de schimb de căldură.

1. Conducţia termică este procesul de transfer al căldurii dintr-o regiune cu temperatură mai ridicată către o regiune cu temperatură mai coborâtă în interiorul unui mediu solid, lichid sau gazos, sau între medii diferite în contact fizic direct, sub influenţa unei diferenţe de temperatură, fără existenţa unei deplasări aparente a particulelor care alcătuiesc mediile respective.

2. Convecţia termică reprezintă procesul de transfer al căldurii prin acţiunea combinată a conducţiei termice, a acumulării de energie internă şi a mişcării de amestec. Convecţia este cel mai important mecanism de schimb de căldură între o suprafaţă solidă şi un fluid (lichid sau gaz), între care există contact direct şi mişcare relativă. Fenomenul convecţiei este întotdeauna însoţit de conducţie (în fluide poate exista conducţie practic fără convecţie, dacă volumul de fluid este foarte mic - material poros, de exemplu) şi de radiaţie (cu rare excepţii în cazul fluidelor opace, ca mercurul, de exemplu). Convecţia termică este un fenomen foarte complicat, în general neliniar (de regulă este însoţit de turbulenţă), care se poate studia prin metodele similitudinii şi analogiei.

3. Radiaţia termică este procesul prin care căldura este transferată de la un corp cu temperatura ridicată la un corp cu temperatura coborâtă, corpurile fiind separate în spaţiu. Schimbul de căldură prin radiaţie se datorează naturii electromagnetice a energiei transferate sub formă de cuante de energie.

Procesele de transfer de căldură sunt procese complexe, în care apar simultan două sau trei din modurile fundamentale de căldură.

27) Pompa de caldura:principii de functionare ,sursele de caldura cu potential redus,agentii de lucru.

O pompă de căldură este o instalație care, consumând lucru mecanic, transferă căldură de la un mediu de temperatură mai joasă (mai rece) la altul de temperatură mai înaltă (mai cald). Cantitatea de căldură transmisă mediului cald este mai mare decât lucrul mecanic consumat. Aceste instalații se folosesc în general pentru încălzire.^[1]

Funcționarea pompelor de căldură se bazează pe proprietățile unui fluid la schimbarea stării de agregare, mai precis la lichefiere si evaporare. Cel mai adesea pompele de căldură extrag căldura din aer sau pământ, motiv pentru care unele din ele nu mai lucrează eficient când temperatura mediului scade sub -5 °C.

În conformitate cu principiul al doilea al termodinamicii, căldura nu poate “curge” spontan dintr-o locație mai rece într-o zonă mai caldă; lucru mecanic este necesar pentru a realiza acest lucru.^[4]

Având în vedere că pompa de căldură sau frigiderul utilizează un anumit lucru mecanic pentru a muta lichidul refrigerant, cantitatea de energie depusă pe partea de cald este mai mare decât cea luată din partea rece.

Cele mai întâlnite pompe de căldură funcționează prin exploatarea proprietăților fizice ale unui fluid cunoscut sub denumirea de "agent frigorific" atunci când acesta trece prin procese de evaporare și de condensare.

Reprezentare schematică a ciclului de funcţionare prin vaporizare-condensare pentru o pompa de căldură: 1) condensator, 2) supapă de expansiune, 3) evaporator, 4) compressor.

Fluidul de lucru, în stare gazoasă, este sub presiune și circulat prin sistem prin intermediul unui compresor. La ieșirea din compresor, gazul acum fierbinte și sub presiune mare este răcit într-un schimbător de căldură numit "condensator", până când condensează într-un lichid aflat la o presiune mare și o temperatură moderată. Agentul frigorific condensat trece apoi printr-un dispozitiv de scădere a presiunii ca o supapă de expansiune, un tub capilar, sau eventual un dispozitiv extractor de lucru mecanic, cum ar fi o turbină. După acest dispozitiv, lichidul refrigerant aflat acum într-o stare quasi-lichidă trece printr-un alt schimbător de căldură numit "evaporator" în care agentul refrigerant se evaporă prin absorbție de căldură. Fluidul revine astfel la compresor și ciclul se repetă.

Cele două tipuri principale de pompe de căldură sunt pompe de căldură cu compresie și pompe de de căldură cu absorbție. Pompe de căldură cu compresie întotdeauna funcționează pe energie mecanică (prin energie electrică), în timp ce pompele de căldură cu absorbție pot rula și pe căldură ca sursă de energie (prin intermediul de energie electrică sau combustibili). ^[5]

O serie de surse au fost folosite ca surse de căldură pentru încălzirea clădirilor private și administrative:^[6]

pompe de căldură pe sursă de aer (extrag căldura din aerul exterior)

· pompe de căldură aer-aer (transferă energie termică aerului din interior)

· pompe de căldură aer-apă (transferă energie termică unui rezervor de apă)

· pompe de căldură geotermale (extrag căldura din sol sau din surse similare)

· pompe de căldură geotermale-aer (transfer de energie termică către aerul din interior)

· pompe de căldură sol-aer de (solul este sursă de căldură)

· pompe de căldură rocă-aer de (roca este sursă de căldură)

· pompe de căldură apă-aer (corp de apă ca sursă de căldură)

· pompe de căldură geotermale-apa (transferă caldură unui rezervor de apă)

· pompe de căldură sol-apă (solul este sursă de căldură)

· pompe de căldură roca-apă (roca este sursă de căldură)

· pompe de căldură apă-apă (corp de apă ca sursă de căldură)

Surse de caldura cu potential redus

-deseurile termice a intreprinderrilor industrial

-deseuri comunale

-apa fierbinte din izvoare

-caldura vulcanilor.

Clasificarea

Dupa nivelul de temperature

-cu potential jos

-mediu –inalt

Dupa starea de agregare

-lichide

-vapori si gaze -solide

Dupa continutul de impuritati

-pure si murdare

Dupa gradul de concentrare la obiecte

-centralizate

-decentralizate

Date: 2015-12-11; view: 1202