Bazele Termotehnicii

  • View
    168

  • Download
    1

Embed Size (px)

Text of Bazele Termotehnicii

1TERMODINAMICA APLICATA LA MEDIUProf. univ. dr. ing.Alexandru CHISACOFUniversitatea POLITEHNICA BucurestiCatedra de Tarmotehnica, Masini Termice si FrigorificeCurs destinat studentilor Facultatii de ENERGETICA (II B , II C)30 Mai 20062OMAGIU lui SIMION MEHEDINTI savant complet si model de moralitateacademicaSIMION MEHEDINTI (1868 1962)Prof. A. Chisacof2005-2006, Curs BTT II3SUMAR BIOBLIOGRAFICSimion Mehedinti (seleciuni)1868. Se nate la Soveja, n fostul jude Putna. 1892. februarie 14. iia examenul de licen cu teza: Ideile lui J.J. Rouseau asupra educaiei. Obine calificativul, magna cum laude1900. La Universitatea din Bucureti ia fiina prima Catedr de Geografie i este ncredinat lui Simion Mehedini. La cursul inaugural particip i Titu Maiorescu. 1901. La rugmintea lui Spiru Haret, ncepe elaborarea unei serii de manuale co1are de geografie.1907. La insistentele lui Titu Maiorescu, preia direcia Convorbirilor literare, pn n anul 1924.1913. Apare lucrarea Poporul (cuvinte c studenti) ed. a II-a 1921, ed. a III-a 1939.1915. Este ales membru titular al Academiei Romne, membru corespondent era din 1908.1918. (martie-octombrie). Este ministru al instruciunui publice n guvernui Marghiloman, ocazie cu care emite Legea eforiilor colare i Legea colilor pregtitoare.1927. Apare Scoala romn i capitalul biologie al poporului romn.Prof. A. Chisacof2005-2006, Curs BTT II41928. Apare Ce poate face un educator?1930 1932 Apare TERRA lucrare monumental de peste 1000 pagini. Se stinge din viat la 14 decembrie. Este nmormntat1940. Public Trilogii: Stiina- Scoala - Viaa, cu aplicare la poporul romn.1941. Analele Academiei Rornne i public: Academia, instituie etnopedagogic. Metoda i metodica1946. Tiprete memoriile sub titlul: Premise i concluzi la Terra.19481962. Suport cenzura totalitarist, fiind marginalizat.Este exclus abuziv din Academie sub acuzaia de determinism geografic . Refuz orice compromis cu noul tip de putere politic. Ademenit cu promisiunea de a fi rechemat la Academie dac ader la noul regim, a rspuns sec :Pe mine nu are cine s m dea afar din Academie!Eu atept aici, i voi atepta i dincolo peste pragul cel mare.Prof. A. Chisacof2005-2006, Curs BTT II51962. Se stinge din viaa fiind mormntat la Cimitirul Belu.1991. Ia fiin la Focani Asociatia Personalului Didactic Simion Mehedinti care a iniiat un ambiios program de retiprire i valorificare a operei savantului. 1993. Cu ocazia a 125 de ani de la natere, se mplinete testamentul savantului, fiind renhumat la Soveja, alturi de strmoii si.Prof. A. Chisacof2005-2006, Curs BTT II6Prof. A. Chisacof2005-2006, Curs BTT II7Extrase din Terra Atmosfera este filtrul prin care primim razele solare, izvorul ntregului dinamism planetar. Ar fi destul chiar numai proporia de CO2 din compoziia aerului s se schimbe, pentru ca tot aspectul planetei s se modifice. Si dac fenomenele din celelalte nveliuri atrn de felul cum se filtreaz energia solar prin atmosfer, urmeaz de la sine c nici-un nveli subordonat nu poate fi neles, dac nu inem seama de prima verig de care atrn tot lanul fenomenelor telurice.Prof. A. Chisacof2005-2006, Curs BTT II8Astfel hidrosfera nici static, nici dinamic, nu poate fi conceput fr atmosfer. Dac ar pieri atmosfera, ar pieri ndat i nveliul apelor. (Premise i Concluzii la Terra, S. Mehedini, p. 141) Tempertura Cea dinti calitate, de care trebuie s se in seama este temperatura, fiinc orice fenomen geografic este n ultim analiz o maniferstare a energiei solare. Tot ce s-a petrecut i se petrece nc pe pmnt este n funcie de capitalul caloric iniial (cldura intern), apoi de cldura mprumutat zilnic de la soare (insolaia)Prof. A. Chisacof2005-2006, Curs BTT II9Toat istoria planetei e legat deci din punct de vedere fizic, chimic i biologic de aceste fapte fundamentale :clduta intern i cea solar. De aceea, ndat dup determinarea formei, dimensiunii i poziiei unui fenomen teluric, trebuie s-l raportm i la o anume treapt pe scara temperaturii. Cea dinti categorie calitativ e deci temperatura. Simion MehedintiProf. A. Chisacof2005-2006, Curs BTT II10Stiina este o vedere luminoas asupra Universului (un corp de cunotine organic sistematizare).Omul de tiina e un muncitor pentru aflarea adevrului.Oamenii de tiin se mpart n trei categorii :1. Cercettorii cei cari caut i gsesc fapt nou ;2. Erudiii cei care adun multe cunotine aflate de ei sau de alii ;3. Savanii cugettori cari ajung la idei nou, pentru a verifica i sistematiza cunotinele adunate pn la epoca lor, nlesnind astfel progresul tiinei n latura ei cea mai vital. (idem p. 247).Prof. A. Chisacof2005-2006, Curs BTT II11Mediu ansamblu de elemente care nconjoar un sistem, sau o individualitate, i care contribuie direct la asigurarea, dac este posibil, a nevoilor sale.Factorii determinani ai mediului sunt de ordin :Fizicnatura terenului geografic (calitate ap, aer, umiditate, emisii)intensitate luminoas (radiaii infraroii, termice, ultraviolete, bacterii, factori de cretere)temperatura i presiuneaProf. A. Chisacof2005-2006, Curs BTT II12biologicsurse de hrangermeni microbienisocio-psihologiciconflicte locale sau colectivecondiii socio-profesionale (specificitatea muncii, confort locativ, distracii)Ecologia studiaz relaiile ntre fiine cu mediul lor n complexitatea lui.Prof. A. Chisacof2005-2006, Curs BTT II13Agenii de mediu : gaze de esapament, gaze arse, uzine i locuine, produse chimice, radioactivitate, deeuri industriale, germeni infecioi,sunt susceptibili de a provoca boli - factori de risc de mediuClimatologia este la baza climato-terapiei, adic folosirea n scop terapeutic a proprietilor diferitelor climate. Astfel : variaiile termice i de presiune (vnturile) altitudinea umiditatea radiaiile solare (400 nm < < 700 nm)particulele solide i concentraiile anumitor componeni gazoi pot avea efecte nefaste sau benefice asupra organismelor.Prof. A. Chisacof2005-2006, Curs BTT II14Poluarea ATMOSFEREI Factori fizico-chimici datorita evacuarilor de fluide cu potential termic si chimic Modificarea compozitiei, microclimat Efect de sera Modificarea florei si faunei (microbiene) Aparitia perturbatiilor de scurta durata Poluare electromagnetica- Factori sociali economici- Influenta zonelor industriale- Somaj violente sociale educatie medieProf. A. Chisacof2005-2006, Curs BTT II15Temperatura i presiunea variaz cu altitudinea n limita a 11 km ai troposferei conform relaiei:marimea RM T/(M g) este aproximativ constant n primii 8 km ai troposferei (p 6 km= 0,5 po)( ) [ ] ) Mg /( T R / z exp p pM o z Prof. A. Chisacof2005-2006, Curs BTT II16Dependenta presiune - altitudine ( caz ideal)Prof. A. Chisacof2005-2006, Curs BTT II17Gaz simbol Compozitievolumica (%)observaiiComponenti principaliAzot N278,084Oxigen O220,946Argon Ar 0,934Bioxid de carbon CO20,032 variabil cupoluareaComponeni secundariNeon Ne 1,8 10-3Gazul cel mai usor dup hidrogenHelium He 5,2 10-4 Metan CH42,0 10-4 Krypton Kr 1,1 10-4 Hidrogen H25,0 10-5Gazul cel mai usor din aerXenon Xe 8,7 10-6variabil cupoluareaOzon O3vara 710-6iarna 210-6variabil cupoluareaOxizi de azot N2O, NO, NO2 cca 10-6variabil cupoluareaAmoniac NH3 sub 10-6variabil cupoluareaBioxid de sulf SO2 sub 10-6variabil cupoluareaOxide de carbon COsub10-6variabil cupoluareaRadon Rnsub 10-6variabil cupoluareaATMOSFERA (compozitie)Prof. A. Chisacof2005-2006, Curs BTT II18Temperatura i presiunea din aer funcie de altitudinePresiuneAltitudine [m] Temperatura [C] mm Hg hPa 015,07601 0131 0008,5674899 2 0002,0596795 5 000- 17,5403537 10 000- 50,0198264 11 000- 56,517022615 000- 56,59012020 000- 56,5415530 000- 46,581140 000- 22,122,8 Prof. A. Chisacof2005-2006, Curs BTT II19COMPOZITIA ATMOSFEREI CU ALTITUDINEAS. Mehedinti, Terra p. 524Britannica 2005Prof. A. Chisacof2005-2006, Curs BTT II20Evolutia temperaturii si procese fizico-chimice n ozonul stratosfericn stratosfera evolutia temperatrii pe baza modelului adiabatic este: cldurile specifice sunt calculate la compziia atmosferei de la nlimea z.zkzkozozppTT1

,`

.|Prof. A. Chisacof2005-2006, Curs BTT II21Raportul caldurilor specifice1 951 11 853 11 951 11 853 1++++ x ,x ,kx ,x ,cccckausaus , vaus , pvpzx- umiditatea absolutaProf. A. Chisacof2005-2006, Curs BTT II22 Procese adiabate la aerul nesaturat :Potenialul de temperatur estedefinit prin (k=kz):kkoppT1

,`

.| n condiii uscateauskauskousppT1

,`

.| Prof. A. Chisacof2005-2006, Curs BTT II23n condiii umede( )) x , (a u ska u skou sx ,a u ska u skou mppppT2 6 012 6 0 11

,`

.|

,`

.| nlimea de condensarer aumo , r oo cdT Tz z Prof. A. Chisacof2005-2006, Curs BTT II24viteza de descretere adiabat este :x ,xx ,xc gcgusaus , p pum853 1 11853 1 11++ ++ xx,M Maus++16077 0 11Temperatura virtual - temperatura aerului uscat ce ar avea aceeai presiune i volum specific cu al aerului umed

,`

.|++ x, T Tvirt116077 0 1Masa molara a aerului umed25Procese pseudo-adiabaticeProces la care se evacueaza faza condensata (lichid si gheata): n prima etapa vaporii condensati sunt n portiunea analizata n a doua etapa faza condendsata este evacuata, deci o reducere de entropiedS= Q-/T< 0Potentialul de temperatura echivalentTemperatura echivalent pseudoadiabata( )]]]

+

,`

.|54 2337681 0 128 0 1 285 0,Tx , x expppTLCL) x , ( ,oepuskuskoep epppT1

,`

.|Prof. A. Chisacof2005-2006, Curs BTT II2621 22 23 24 250100200300400500600700Temperatura [C]dT/dz = - 9.8 K/km(a)296 297 298 299 3000100200300400500600700Potential temperatura [K](b)40 50 60 70 80 900100200300400500600700Umiditate relativa [%]H [m](c)8 10 12 14 16 180100200300400500600700Umiditate absoluta [g/kg]H[m](d)H[m]H[m]Evolutia temperaturii si umiditatii cu naltimeaProf. A. Chisacof2005-2006, Curs BTT II27STRUCTURA ATMOSFEREI (I)Prof. A. Chisacof2005-2006, Curs BTT II28Prof. A. Chisacof2005-2006, Curs BTT IISTRUCTURA ATMOSFEREI (II)29Variatia presiunii si temperaturii din atmosfera cu altitudineaProf. A. Chisacof2005-2006, Curs BTT II