Click here to load reader

Energia Cinetica Folosita in Practica

  • View
    711

  • Download
    1

Embed Size (px)

Text of Energia Cinetica Folosita in Practica

Energia cinetica folosita in practica Referat la fizica. Eleva: Anton Miruna Clasa: a7-a A Scoala D.Zamfirescu Profesoara : Gratiela Soare

Cuprins : 1.Notiuni introductive prinvind energia cinetica. 2.Energia hidraulica. 3.Energia cinetica(hidraulica) folosita in practica.

1.Energia cinetica notiuni indotructiveEnergia cinetic sau energie de mi care a unui corp de mas m, aflat n

mi care de transla ie cu viteza n raport cu un sistem de referin iner ial, m rimea fizic scalar Ec definit de rela ia:

Conceptul de energie cinetic a fost definit la mijlocul secolului XIX. Varia ia energiei cinetice a unui punct material care se deplaseaz n raport cu un sistem de referin iner ial este egal cu lucrul mecanic efectuat de for a rezultant

care ac ioneaz asupra punctului material n timpul acestei varia ii. Observatie: Evident ca forta se exercita pe directia deplasarii, ca si viteza, acesta fiind unul din motivele pentru care am considerat expresia simpla.

Daca forta nu este pe directia deplasarii, nu este nici-o problema, va efectua lucru mecanic doar componeta pe directia deplasarii, si atunci se introduce in formula proiectia ei pe aceasta directie F*cos . In functie de valoarea unghiului " " putem avea si o componenta in sens invers miscarii, vectorului deplasare. Deci lucrul mecanic poate fi pozitiv cind forta are sensul deplasarii sau negativ cind forta are sens opus deplasarii, deci L = F*d.

In concluzie Lucrul mecanic este marimea fizica care ne indica deplasarea efectuata sub actiunea unei forte. Notatia consacrata este L = Fd. Lucrul mecanic este un produs intre doua marimi vectoriale si nu ne ofera alte date privind directia sau sensul miscarii. Deci este o marime scalara. In matematicile superioare

pentru vectori se spune ca este un "produs scalar", aceasta oentru ca exista cum vom vedea si un "produs vectorial". Unitatea de masura folosita in mecanica este Nm iar in general in Fizica este J joule. 1 Joule = 1 Newton * 1 metru 1J = 1 N * m

2.Energia hidraulicaEnergia hidraulic reprezint capacitatea unui sistem fizic (apa) de a efectua un lucru mecanic la trecerea dintr-o stare dat n alt stare (curgere). Datorit circuitului apei n natur ntre inut de energia

Soarelui, este considerat form de energie regenerabil .

o

Energia hidraulic este de fapt o energie mecanic , format din energia poten ial a apei dat de diferen a de nivel ntre lacul de acumulare i central , respectiv din energia cinetic a apei n mi care.[1] Exploatarea acestei energii se face curent n hidrocentrale, care transform energia poten ial a apei n energie cinetic , pe care apoi o capteaz cu ajutorul unor turbine hidraulice care ac ioneaz generatoare electrice care o

transform n energie electric . Tot forme de energie hidraulic sunt considerate energia cinetic a valurilor i mareelor.

Energia hidraulic a fost folosit nc din antichitate n India se foloseau ro ile hidraulice la morile de ap . n Imperiul Roman morile ac ionate de ap produceau fin i erau folosite de asemenea la ac ionarea gaterelor pentru t ierea lemnului i a pietrei. Puterea unui torent de ap eliberat dintr-un

rezervor a fost folosit la extrac ia minereurilor, metod descris nc de Pliniu cel B trn. Metoda a fost folosit pe larg n evul mediu n Marea Britanie i chiar mai trziu la extrac ia minereurilor de plumb i staniu. Metoda a evoluat n mineritul hidraulic, folosit n perioada goanei dup aur din California. n China i n extremul orient, ro i hidraulice cu cupe erau folosite la irigarea culturilor. n anii 1830, n perioada de vrf a canalelor, energia hidraulic era folosit la tractarea barjelor n sus i n josul pantelor pronun ate. Energia

mecanic necesar diverselor industrii a determinat amplasarea acestora lng c derile de ap . n zilele de azi utilizarea curent a energiei hidraulice se face pentru producerea curentului electric, care este produs n acest caz co costuri relativ reduse, iar energia produs poate fi utilizat relativ departe de surse. Resursa hidroenergetic poate fi evaluat prin puterea (energia n unitatea de timp) care se poate ob ine. Puterea depinde de c derea i cu debitul sursei de ap .

y

y

C derea (englez head) determin presiunea apei, care este dat de diferen a de nivel dintre suprafa a liber a apei i a turbinei, exprimat n metri. Debitul de curgere (englez flow rate) este cantitatea de ap care curge n unitatea de timp care curge prin conducta de aduc iune ntr-o anumit perioad de timp, exprimat n metri cubi/secund .

Cantitatea de energie care se ob ine prin coborrea n cmp gavita ional a unui obiect de mas cu o diferen de n l ime este:

unde este accelera ia gravita ional . Energia hidraulic disponibil ntr-un lac de acumulare se poate extrage prin coborrea inten ionat a nivelului apei. n acest caz, puterea depinde de debitul masic al apei.

Deoarece frac ia

este

tocmai puterea i exprimnd n membrul din

dreapta frac ia n func ie de debitul volumic de curgere i de densitatea apei, se ob ine forma uzual :

Pentru a ob ine n wa i, trebuie exprimat n kg/m, n m/s, n m/s i n m. Unele dispozitive, ca ro ile hidraulice extrag energie din

curgere f r a fi necesar ca apa s - i schimbe n l imea, caz n care se exploateaz doar energia cinetic a curentului de ap :

unde este viteza apei. Cu , unde A este sec iunea pin care trece apa:

3.Energia cinetica (hidraulica) folosita in practica.Ro ile cu aduc iune superioar pot extrage ambele tipuri de energie, att cea poten ial , ct i cea cinetic .

[

e Roat hidraulic cu aduc iune superioar la Mazonovo, Spania.

O roat hidraulic utilizeaz energia rurilor pentru a produce direct lucru mecanic.y

La debite mici se exploateaz n principal energia poten ial a apei. n acest scop se folosesc ro i pe care sunt montate cupe, iar aduc iunea apei se face n partea de sus a ro ii, apa umplnd cupele. Greutatea apei din cupe este for a care ac ioneaz roata. n acest caz

c derea corespunde diferen ei de nivel ntre punctele n care apa este admis n cupe, respectiv evacuat i este cu att mai mare cu ct diametrul ro ii este mai mare.

Ro i hidraulice cu aduc iune inferioar la Hama, Siria.y

La debite mari se exploateaz n principal energia cinetic a apei. n acest scop se folosesc ro i pe care sunt montate palete, iar aduc iunea apei se face n partea de jos a ro ii, apa mpingnd paletele. Pentru a avea momente ct mai mari, raza ro ii trebuie s fie ct mai mare. Adesea, pentru a accelera

curgerea apei n dreptul ro ii, naintea ei se plaseaz un st vilar deversor, care ridic nivelul apei (c derea) i transform energia poten ial a acestei c deri n energie cinetic cuplimentar , viteaza rezultat prin deversare ad ugndu-se la viteza de curgere normal a rului.

Hidrocentrala de la Por ile de Fier. O hidrocentral utilizeaz amenaj ri ale rurilor sub form baraje, n scopul producerii energiei electrice. Poten ialul unei exploat ri hidroelectrice de

depinde att de c dere, ct i de debitul de ap disponibil. Cu ct c derea i debitul disponibile sunt mai mari, cu att se poate ob ine mai mult energie electric . Energia hidraulic este captat cu turbine. Poten ialul hidroenergetic al Romniei era amenajat n 1994 n propor ie de cca. 40 %. Centrale hidroelectrice aveau o putere instalat de 5,8 GW, reprezentnd circa 40% din puterea instalat n Romnia. Produc ia efectiv a hidrocentralelor a fost n 1994 de aproape 13 TWh, reprezentnd circa 24 % din totalul energiei electrice produse.[2] Actual puterea instalat dep e te 6 GW[3] iar produc ia este de cca. 20 TWh pe an.[4] Cota de energie electric produs pe baz de energie hidraulic este de cca. 22 - 33 %.[4]

Microcentral la Jagniatkow, Jelenia Gra, Polonia. Prin microcentral hidraulic se n elege o hidrocentral cu puterea instalat de 5 - 100 kW, iar o picocentral hidraulic are o putere instalat de 1 - 5 kW. O picocentral poate alimenta un grup de cteva case, iar o microcentral o mic a ezare.[5] Deoarece consumul de curent electric are varia ii mari, pentru stabilizarea func ion rii se pot folosi baterii de acumulatori, care se ncarc n momentele de consum redus i asigur consumul n perioadele de vrf. Datorit faptului c curentul de joas tensiune produs de generatorul

microcentralei nu poate fi transportat convenabil la distan , acumulatorii trebuie plasa i lng turbin . Este nevoie de toate componentele unei hidrocentrale clasice - mai pu in barajul - adic sistemul de captare, conductele de aduc iune, turbina, generatorul, acumulatori, regulatoare, invertoare care ridic tensiunea la 230 V,[6] ca urmare costul unei asemenea amenaj ri nu este mic i solu ia este recomandabil doar pentru zone izolate, care nu dispun de linii electrice. Microcentralele se pot instala pe ruri relativ mici, dar, datorit fluctua iilor sezoniere de debit ale rurilor, n lipsa barajului debitul rului trebuie s fie considerabil mai mare dect cel prelevat pentru microcentral . Pentru o putere de 1 kW trebuie pentru o c dere de 100 m un debit

de 1 l/s. n practic , datorit randamentelor de transformare, este nevoie de un debit aproape dublu, randamentul uzual fiind pu in peste 50 %.[7] O central mareomotric recupereaz energia mareelor. n zonele cu maree, acestea se petrec de dou ori pe zi, producnd ridicarea, respectiv sc derea nivelului apei. Exist dou moduri de exploatare a energiei mareelor:y

y

Centrale f r baraj, care utilizeaz numai energia cinetic a apei, similar cum morile de vnt utilizeaz energia eolian . Centrale cu baraj, care exploateaz energia poten ial a apei, ob inut prin ridicarea nivelului ca urmare a mareei.

Deoarece mareea n Marea Neagr este de doar c iva centimetri,

Romnia nu are poten ial pentru astfel de centrale.

Instala ie de tip Pelamis la Peniche, Portugalia. Pentru recuperarea energiei valurilor se pot fo

Search related