Curs Fochist Calificare Noua Prescriptie

S.C. CONFORTUL S.R.L. SUPORT CURS FOCHIST

CUPRINS

PARTEA I TEHNOLOGII DE EXECUIE I MONTAJ

Nr.Crt.

TITLUL Pag.

1 Noiuni de cldur 2

2 Cldura i starea de agregare a materiei 4

3 Temperatura 74 Scri de temperatur 9

5 Cantitatea de cldur 10

6 Apa cald , aburul de joas presiune i proprietile lor 16

7 Apa ca agent termic 188 Materiale folosite n construcia cazanelor 22

9 Extras din PTC 9 2010 2810 Extras din PTCR 7/1 - 2010 3111 mbinri tierea , filetarea , mbinarea cu filet i prin sudur 38

12 Extras din PTC 9 2010 4513 Tehnologia materialelor diagrama Fe - c 4714 Proprietile mecanice i tehnologice ale materialelor i aliajelor 51

15 Semifabricate 5216 Tratamente termice 5617 Tratamente termochimice 6218 Coroziunea metalelor 6419 Tehnologia prelucrrilor la rece 68

20 Date generale de clasificare i condiii privind instalarea cazanelor 72

21 Extras din I 13- 02 7422 Descrierea principalelor tipuri constructive de cazane 7923 Descrierea principalelor pri componente ale unui cazan de abur 81

24 Descrierea principalelor tipuri de cazane de abur 8225 Cazane de ap fierbinte i ap cald 92

26 Pri componente principale 95

27 Noiuni despre combustibili i ardere 101

28 Produii de combustie 102

29 Aerul carburant sau aerul necesar arderii 10430 Natura flcrii 105

31 Eficiena arderii 107

32 Analiza gazelor de ardere 10833 Clasificarea i proprietile combustibililor 110

34 Alte surse de cldur 116

35 Carte tehnic Cazan electric Protherm 120

36 Instalaii de ardere 129

37 Focare i instalaii de ardere 131

38 Tirajul 13739 Principiul tehnicii de condensare 13940 Cazane pe combustibil solid consideraii generale 143

41 Cazane cu funcionare pe principiul gazeificrii lemnului 146

42 Arztoare de gaz cu aer insuflat 148

43 Anexe arztoare , scheme de montaj , instalaii de ardere, cazane etc. 151

44 Instalaii de protecie i automatizare 179

45 Automatizarea funcionrii cazanelor 181

46 Extras din HG 752 / 2010 19147 Aparate de msur i control 195

48 Alte msurtori utilizate la cazane 200

S.C. CONFORTUL S.R.L. SUPORT CURS FOCHIST

Nr.Crt.

TITLUL Pag.

49 Analizoare de gaze 20150 Alte echipamente de protecie i automatizarea funcionrii 203

51 Rezervoare de condensat i de combustibil 207

52 Anexe vase de expansiune , aparate de msur i control , automatizri 211

53 Apa i instalaia de alimentare cu ap 225

54 Conducte i armturi 239

55 Dispozitive de siguran 245

56 Supape de siguran 247

57 Instalaii de siguran n centrala termic 249

58 Vase de expansiune deschise 25059 Vase de expansiune nchise 25360 Extras din PTC 7 - 2010 26061 Aplicaii elemente de siguran , reglaj , aerisire , pompe etc. 264

62 Regimul chimic al apei din cazan - generaliti 275

63 Instalaii pentru tratarea apei 277

64 Influena regimului chimic asupra exploatrii cazanului 279

65 Condiii de calitate a apei de alimentare i din cazan 281

66 Protecia suprafeelor interioare ale circuitului termic 281

67 Extrase din PTC 2 - 2010 28268 Regenerarea filtrelor 28869 Regimul termo chimic al generatoarelor de abur 29870 Evitarea formrii depunerilor 301

71 Caracteristicile apei de alimentare n cazanele ignitubulare 30772 Recomandri finale 311

73 Aplicaii scheme de tratare , componente , automatizri , pompe , filtre etc. 312

S.C. CONFORTUL S.R.L. SUPORT CURS FOCHIST 1

COMPETENE FUNDAMENTALE

Competena I

COMUNICARE INTERPERSONAL

Coninut competen: DescriereUnitatea se refer la competena necesar fochistului privind procesul de comunicare n care este implicat n timpul desfurrii tuturor activitilor profesionale specifice, primirea i transmiterea informaiilor, de modul n care particip la discuii att cu colegii ct i cu personalul din conducereElemente de competen Criterii de realizare 1. Primete i transmite informaii 1.1 Comunicarea se face utiliznd un limbaj adecvat situaiei i interlocutorului. 1 .2 Informaiile sunt exprimate clar, concis i la obiect, astfel nct comunicarea s fie eficient . 1.3 Metoda de comunicare este adecvat scopului i importanei comunicrii. 1.4 Informaiile transmise sunt analizate i selectate cu discernmnt, pentru a se asigura acurateea i relevana acestora. 1.5 Comunicarea se face pe un ton politicos iar informaiile sunt transmise cu operativitate. 1.6 Comunicarea se face utiliznd mijloacele de comunicare adecvate situaiei 2. Particip la discuii 2.1 Participarea la discuii este constructiv, punctele de vedere divergente fiind argumentate cu politee. 2.2 Participarea la discuii se face respectnd punctul de vedere al interlocutorului. 2.3 Discuiile sunt orientate cu politee n sensul concentrrii pe subiectul de interes. 2.4 Participarea la discuii se face fr a ntrerupe interlocutorul. Gama de variabileInterlocutorii pot fi: colegii de echip, efii ierarhici, membrii echipei de reparaii i de revizie tehnic etc.;Metode de comunicare: verbale sau non verbale;Mijloace de comunicare: direct, telefon mobil, documente, semne etc.Ghid pentru evaluareLa evaluare se va urmri: - capacitatea de a comunica eficient n situaii concrete; - utilizarea corect a mijloacelor de comunicare din dotare; - tonul utilizat i atitudinea fa de interlocutor; - capacitatea de argumentare;- capacitatea de a se adapta la interlocutor i la situaii neprevzute. Cunotinele necesare se refer la: - terminologia de specialitate

a) Noiuni generale terminologie de specialitate - Noiuni de cldur; - Apa cald , aburul de joas presiune i proprietile lor ; - Materiale folosite n construcia cazanelor , mbinri etc. ; - Tehnologia materialelor


NOIUNI DE CLDUR

1.1. INTRODUCERE n acest capitol sunt prezentate teoria molecular a materiei i efectul cldurii asupra materiei. Capitolul abordeaz noiunile de cldur i temperatur precum i legtura dintre acestea. Sunt date definiiile cldurii i temperaturii i metodele folosite pentru msurarea acestora. De asemenea, sunt descrise i explicate procesele transferului de cldur precum i termenii legai de transferul de cldur.

1.2. MATERIA

Oamenii de tiin susin c materia este alctuit din structuri reticulare numite molecule, care la rndul lor sunt alctuite din atomi. Atomul este definit ca cea mai mic parte dintr-un element chimic care mai pstreaz nsuirile chimice ale elementului respectiv. Molecula este definit ca cea mai mic parte dintr-o substan (compus de elemente chimice) care mai pstreaz proprietile materialului sau compusului dat. Atomii sunt alctuii din particule mai mici, sau particule energetice numite neutroni, protoni i electroni. Atomul este elementul de baz n alctuirea materiei. Neutronii i protonii alctuiesc nucleul atomului. In jurul acestui nucleu orbiteaz alte particule denumite electroni. In Figura 1-1 este nfiat construcia unui atom. Numrul de particule care formeaz nucleul unui atom, precum i numrul de electroni care nconjoar nucleul determin elementul chimic reprezentat de acel atom. Diferiii atomi care se combin formnd o molecul determin substana sau materialul format. Dac toi atomii sunt identici, substana rezultata se numete element. Dac se combin atomi diferii, moleculele i substana rezultat se numete compus. Combinarea moleculelor n elemente sau compui se face sub form reticular (vezi Figura 1-2).

Atom - Cea mai mic parte dintr-un element chimic care poate lua parte la o reacie chimic pstrnd nsuirile elementului respectiv.

Neutron - Particula elementar a atomului; particul neutr din punct de vedere electric, care intr n alctuirea nucleului.

Proton - Particul elementar a atomului; particul pozitiv din punct de vedere electric, care intr n alctuirea nucleului.

Electron Particul elementar a atomului; particul negativ din punct de vedere electric care se nvrte pe orbit n jurul nucleului.

Element CompusTermen definit de text .

FIGURA 1-1 FIGURA 1-2 Prile componente ale unui atom . Molecul. Moleculele se combin ntre Neutronii i protonii se gsesc n nucleu, ele dup o form rectangular formnd iar electronii orbiteaz n jurul nucleului. Elemente sau compui chimici.

Un element chimic pur are toi atomii identici. n prezent se cunosc peste 100 de elemente chimice. .

S.C. CONFORTUL S.R.L. SUPORT CURS

FIGURA 1-3 Compus. Atomii unor elemente diferite sn cazul n care se combin doi sau trei atomi diferii pentru formarea unei molecule, substana

rezultat este un compus. Un exemplu de compus este sarea de buctrie. Sarea de buctrie este format din atomi de sodiu i atomi de clor care ssubstane s-au combinat formnd clorur de sodiu, sau uzual sarea de buctrie (vezi Figura 1 Prin definiie, Un element chimic este o substan ai crei atomi sunt identici, aceast descompus n particule mai mici dect atomul fr ca ea s piard proprietile comune elementului. compus este o substan format din atomi diferii; substana nu poate fi descomdect molecula fr ca ea s piard proprietile comune compusului. Cu alte cuvinte, sarea poate fi descompus n elemente, adic n clor i sodiu, dar dup descompunere substana nu va mai fi sare de buctrie. 1.3. DEFINIIA CLDURII

n alctuirea materiei, molecdatorit atraciei reciproce, frecrii i presiunii, pe care le numim coeziune.

Materia apare deseori solid i rigid ca form. Acest lucru ne poate conduce la ideea c dispunerea moleculelor ce alctuiesc materia este static sau lipsit de micare. n realitate moleculele oricrei substane se afl n micare. Chiar i fierul i oelul, pe care le simim att de inflexibile sunt alctuite din molecule care se afl n contipstrarea unor limite care definesc forma materiei n ciuda faptului c moleculele sunt n continu micare n interiorul acesteia.

Gradul de micare al particulelor unei substanrespectiv. Cnd o substan este nclzit, crete micarea relativ a particulelor. Astfel, gradul de micare al particulelor arat cantitatea de cldur suplimentat acelui corp (vezi Figura 1

FIGURA 1-4 Micarea molecular. Micarea relativ a moleculelor unei substane arat cantitatea de cldur din substana respectiv.

Molecule

Compus:Sare[Clorur de sodiu)Molecule

TUL S.R.L. SUPORT CURS FOCHIST

Compus. Atomii unor elemente diferite s-au combinat formnd un compus.n cazul n care se combin doi sau trei atomi diferii pentru formarea unei molecule, substana

rezultat este un compus. Un exemplu de compus este sarea de buctrie. Sarea de buctrie este format din atomi de sodiu i atomi de clor care s-au combinat i au format molecule. Moleculele celor dou

au combinat formnd clorur de sodiu, sau uzual sarea de buctrie (vezi Figura 1

este o substan ai crei atomi sunt identici, aceast descompus n particule mai mici dect atomul fr ca ea s piard proprietile comune elementului.

este o substan format din atomi diferii; substana nu poate fi descoms piard proprietile comune compusului. Cu alte cuvinte, sarea poate fi

descompus n elemente, adic n clor i sodiu, dar dup descompunere substana nu va mai fi sare de

n alctuirea materiei, moleculele se dispun ntr-o reea reticular. Aceste molecule stau unite proce, frecrii i presiunii, pe care le numim coeziune.

Materia apare deseori solid i rigid ca form. Acest lucru ne poate conduce la ideea c punerea moleculelor ce alctuiesc materia este static sau lipsit de micare. n realitate moleculele

oricrei substane se afl n micare. Chiar i fierul i oelul, pe care le simim att de inflexibile sunt alctuite din molecule care se afl n continu micare. Coeziunea moleculelor este suficient de mare pentru

rea unor limite care definesc forma materiei n ciuda faptului c moleculele sunt n continu micare n

Gradul de micare al particulelor unei substane determin cantitatea de cldur din substana respectiv. Cnd o substan este nclzit, crete micarea relativ a particulelor. Astfel, gradul de micare al particulelor arat cantitatea de cldur suplimentat acelui corp (vezi Figura 1 -4).

Micarea molecular. Micarea relativ a moleculelor unei substane arat cantitatea de

[Clorur de sodiu)

3

au combinat formnd un compus.n cazul n care se combin doi sau trei atomi diferii pentru formarea unei molecule, substana

rezultat este un compus. Un exemplu de compus este sarea de buctrie. Sarea de buctrie este format au combinat i au format molecule. Moleculele celor dou

au combinat formnd clorur de sodiu, sau uzual sarea de buctrie (vezi Figura 1-3).

este o substan ai crei atomi sunt identici, aceast substan neputnd fi descompus n particule mai mici dect atomul fr ca ea s piard proprietile comune elementului. Un

este o substan format din atomi diferii; substana nu poate fi descompus n pri mai mici s piard proprietile comune compusului. Cu alte cuvinte, sarea poate fi

descompus n elemente, adic n clor i sodiu, dar dup descompunere substana nu va mai fi sare de

o reea reticular. Aceste molecule stau unite

Materia apare deseori solid i rigid ca form. Acest lucru ne poate conduce la ideea c punerea moleculelor ce alctuiesc materia este static sau lipsit de micare. n realitate moleculele

oricrei substane se afl n micare. Chiar i fierul i oelul, pe care le simim att de inflexibile sunt nu micare. Coeziunea moleculelor este suficient de mare pentru

rea unor limite care definesc forma materiei n ciuda faptului c moleculele sunt n continu micare n

min cantitatea de cldur din substana respectiv. Cnd o substan este nclzit, crete micarea relativ a particulelor. Astfel, gradul de micare

4).

Micarea molecular. Micarea relativ a moleculelor unei substane arat cantitatea de


FIGURA 1-5 Temperatura i starea de agregare a materiei. Amndou sunt legate de viteza de micmoleculei.

EXEMPLUL 1-1

Cnd gheaa este nclzit, aceasta se transform n ap. Cnd apa este nclzit n continuare, ea se transform n abur. n acest exemplu observm o transformare din stare solid n stare lichid i apoi gazoas. Micarea moleculelor crete cu creterea temperaturii. Pentru ilustrarea acestei legi a fizicii privete Figura 1-5.

Cldura poate fi definit ca msur a micrii moleculelor dintrdefiniie nu este prea potrivit pentru aplicaiile practice, dar ne ajut s explicm fenomenul fizic.

CLDURA I STAREA DE AGREGARE A MATERIEI

Materia are una pn la trei stri de agregare: solid, lin stare solid, micarea moleculelor este ntr

substane cu forme bine definite, fr a fi necesare opreliti speciale. Un exemplu de substan aflat n stare solid este gheaa, forma solid a apei.

n stare lichid micarea moleculelor crete,dac substana n stare lichid se afl ntraciunea forei gravitaionale este suficient de mare pentru a limita pe vertical micexcepie fcnd moleculele care scap de pe suprafaa lichidului prin evaporare. Deci, pentru limitarea micrii moleculare a unui lichid pe vertical i orizontal, este necesar un recipient cu fund i perei laterali. n Figura 1-6 este ilustrat micarea molecular din interiorul unui lichid. Apa dintrexemplu bun de comportare a moleculelor unei substane n stare lichid.

Cldur* Stare - Form sau structur fizic a unui material, cum ar fi solid, lichid

FIGURA 1-6 Micarea molecular ntrsubstanei s se mite pe vertical n sus in atmosfer n stare gazoas moleculele se mic att de repede nct au tendina de mprtiere n toate direciile. n consecin, orice gaz tinde s umple tot spaiul din recipientul n care este pus.


Temperatura i starea de agregare a materiei. Amndou sunt legate de viteza de mic

Cnd gheaa este nclzit, aceasta se transform n ap. Cnd apa este nclzit n continuare, ea se n acest exemplu observm o transformare din stare solid n stare lichid i apoi

gazoas. Micarea moleculelor crete cu creterea temperaturii. Pentru ilustrarea acestei legi a fizicii privete

Cldura poate fi definit ca msur a micrii moleculelor dintr-entru aplicaiile practice, dar ne ajut s explicm fenomenul fizic.

CLDURA I STAREA DE AGREGARE A MATERIEI

Materia are una pn la trei stri de agregare: solid, lichid sau gazoas. , micarea moleculelor este ntr-o oarecare msur limitat. Moleculele formeaz

substane cu forme bine definite, fr a fi necesare opreliti speciale. Un exemplu de substan aflat n stare solid este gheaa, forma solid a apei.

micarea moleculelor crete, acestea nemaiputnd sta n limite bine definite dectdac substana n stare lichid se afl ntr-un recipient care s limiteze micarea moleculelor. ntraciunea forei gravitaionale este suficient de mare pentru a limita pe vertical micexcepie fcnd moleculele care scap de pe suprafaa lichidului prin evaporare. Deci, pentru limitarea micrii moleculare a unui lichid pe vertical i orizontal, este necesar un recipient cu fund i perei laterali. n

e ilustrat micarea molecular din interiorul unui lichid. Apa dintr-un pahar sau ibric este unexemplu bun de comportare a moleculelor unei substane n stare lichid.

Form sau structur fizic a unui material, cum ar fi solid, lichid sau gazos

Micarea molecular ntr-un lichid . Moleculele au vitez suficient pentru a permite substanei s se mite pe vertical n sus i-n jos, dar nu suficient pentru a trece prin suprafaa de lichid

moleculele se mic att de repede nct au tendina de mprtiere n toate direciile. n consecin, orice gaz tinde s umple tot spaiul din recipientul n care este pus.

4

Temperatura i starea de agregare a materiei. Amndou sunt legate de viteza de micare a

Cnd gheaa este nclzit, aceasta se transform n ap. Cnd apa este nclzit n continuare, ea se n acest exemplu observm o transformare din stare solid n stare lichid i apoi

gazoas. Micarea moleculelor crete cu creterea temperaturii. Pentru ilustrarea acestei legi a fizicii privete

-o substan. Aceast entru aplicaiile practice, dar ne ajut s explicm fenomenul fizic.

o oarecare msur limitat. Moleculele formeaz substane cu forme bine definite, fr a fi necesare opreliti speciale. Un exemplu de substan aflat n

acestea nemaiputnd sta n limite bine definite dectcarea moleculelor. ntr-un lichid,

aciunea forei gravitaionale este suficient de mare pentru a limita pe vertical micarea moleculelor,excepie fcnd moleculele care scap de pe suprafaa lichidului prin evaporare. Deci, pentru limitarea mi-crii moleculare a unui lichid pe vertical i orizontal, este necesar un recipient cu fund i perei laterali. n

un pahar sau ibric este un

un lichid . Moleculele au vitez suficient pentru a permite n jos, dar nu suficient pentru a trece prin suprafaa de lichid

moleculele se mic att de repede nct au tendina de mprtiere n toate direciile. n consecin, orice gaz tinde s umple tot spaiul din recipientul n care este pus.


Aburul provenit din apa care fierbe este un exemplustare gazoas. Aburul tinde s umple spaiul de deasupra apei care fierbe, cum ar fi partea superioar a unui ceainic, exercitnd o presiune egal pe toate suprafeele recipientului, inclusiv pe suprafaa

Viteza de micare a moleculelor din orice substan fluid crete odat cu nclzirea substanei.n consecin, gheaa nclzit se transform n ap; dac se continu nclzirea apei aceasta se transform n vapori. Transformarea s-a produs din stare solid n stare lichid i apoi n stare gazoas. Deci nclzirea este necesar pentru creterea vitezei de micare a moleculelor i reciproc,arat cantitatea de cldur nmagazinat de substan. Figura 1-4 ilustreaz acest principiu.

La presiune atmosferic normal, apa poate rmne n stare solid doar la temperatura de maximum 0C (32F). Dac este nclzit la temperaturi mai ridicate de 0C gheaa se topete, sau altfel spus trece n stare lichid. Cldura care permite aceast transformare se numete cldur latentdetermin o transformare de stare fr modificarea temperaturii substanei, msurabile cu un termometru, se numete cldur latent. Apa rmne n stare lichid ntrtemperatura msurabil a unei substane dar care nu i schimb starea se numete cldur sensibil. Se folosete acest termen deoarece diferena de temperatur poate fi simit. De asemenea, aceast temperatur poate fi msurat cu un termometru. Dac temperatura este ridicat peste 100C, apa se transform n abur, starea gazoas a apei. Fiecare cretere de temperatur este definit de o cantitate de cldura corespunztoare care a fost transferat apei.

Figura 1-7 reprezint un grafic n care este prezentat relaia dintre cantitatea de cldur i temperatura apei n cele trei stri de agregare ale sale.

FIGURA 1-7 Grafic reprezentnd relaia cantitatea de cldura i tcele trei stri de agregare ale sale. Termodinamica - tiina cldurii i aTransfer de cldur

Pentru folosirea cldurii ca instrument de control a tempetransportat de la punctul de generare la punctul de utilizare. Pentru transportul clduri se folosesc una sau mai multe metode de transfer a acesteia. Metodele sunt:Conducie Convecie Radiaie Cldura este transferat prin toate cele trei metode

Legea a doua a termodinamicii stabilete c transferul de cldur are loc de la un corp cald la unul rece, i niciodat invers, dect cu consum de energie.

La transferul cldurii prin conduciealta. Ca exemplu putem da o bar de fier inut cu unul din capete n foc. Captul barei care este pus n foc se nclzete foarte tare, iar pe msur ce cldura se propag, cellalt capt al barei devcald. Cldura condus nu este transferat instantaneu deoarece este nevoie de timp pentru a fi nclzit fiecare molecul n parte, o molecul putnd s transfere cldura moleculei urmtoare numai dup ce ea nsi este nclzit. Figura 1-8 ilustreaz acest principiu. Cldura de la un arztor este condus prin fundul oalei la apa din interior pentru a o fierbe.


Aburul provenit din apa care fierbe este un exemplu bun de comportare a moleculelor unei substane n stare gazoas. Aburul tinde s umple spaiul de deasupra apei care fierbe, cum ar fi partea superioar a unui ceainic, exercitnd o presiune egal pe toate suprafeele recipientului, inclusiv pe suprafaa

Viteza de micare a moleculelor din orice substan fluid crete odat cu nclzirea

n consecin, gheaa nclzit se transform n ap; dac se continu nclzirea apei aceasta se transform rodus din stare solid n stare lichid i apoi n stare gazoas. Deci nclzirea

este necesar pentru creterea vitezei de micare a moleculelor i reciproc, micarea relativ a moleculelor arat cantitatea de cldur nmagazinat de substan.

4 ilustreaz acest principiu.La presiune atmosferic normal, apa poate rmne n stare solid doar la temperatura de maximum

0C (32F). Dac este nclzit la temperaturi mai ridicate de 0C gheaa se topete, sau altfel spus trece n Cldura care permite aceast transformare se numete cldur latent

determin o transformare de stare fr modificarea temperaturii substanei, msurabile cu un termometru, se numete cldur latent. Apa rmne n stare lichid ntre 0C i 100C (212F). Cldura care modific temperatura msurabil a unei substane dar care nu i schimb starea se numete cldur

. Se folosete acest termen deoarece diferena de temperatur poate fi simit. De asemenea, poate fi msurat cu un termometru. Dac temperatura este ridicat peste 100C, apa

se transform n abur, starea gazoas a apei. Fiecare cretere de temperatur este definit de o cantitate de ztoare care a fost transferat apei.7 reprezint un grafic n care este prezentat relaia dintre cantitatea de cldur i

temperatura apei n cele trei stri de agregare ale sale.

Grafic reprezentnd relaia cantitatea de cldura i temperatura unui kilogram de ap , n

i i a fenomenelor legate de aceasta.

Pentru folosirea cldurii ca instrument de control a temperaturii dintr-o incint, aceasta trebuie s fie transportat de la punctul de generare la punctul de utilizare. Pentru transportul clduri se folosesc una sau mai multe metode de transfer a acesteia. Metodele sunt:

rat prin toate cele trei metode.Legea a doua a termodinamicii stabilete c transferul de cldur are loc de la un corp cald la unul

rece, i niciodat invers, dect cu consum de energie.La transferul cldurii prin conducie, cldura unui material nclzit trece de la o molecul la

alta. Ca exemplu putem da o bar de fier inut cu unul din capete n foc. Captul barei care este pus n foc se nclzete foarte tare, iar pe msur ce cldura se propag, cellalt capt al barei devcald. Cldura condus nu este transferat instantaneu deoarece este nevoie de timp pentru a fi nclzit fiecare molecul n parte, o molecul putnd s transfere cldura moleculei urmtoare numai dup ce ea

8 ilustreaz acest principiu. Cldura de la un arztor este condus prin fundul oalei la apa din interior pentru a o fierbe.

5

bun de comportare a moleculelor unei substane n stare gazoas. Aburul tinde s umple spaiul de deasupra apei care fierbe, cum ar fi partea superioar a unui ceainic, exercitnd o presiune egal pe toate suprafeele recipientului, inclusiv pe suprafaa apei.

Viteza de micare a moleculelor din orice substan fluid crete odat cu nclzirea

n consecin, gheaa nclzit se transform n ap; dac se continu nclzirea apei aceasta se transform rodus din stare solid n stare lichid i apoi n stare gazoas. Deci nclzirea

micarea relativ a moleculelor

La presiune atmosferic normal, apa poate rmne n stare solid doar la temperatura de maximum 0C (32F). Dac este nclzit la temperaturi mai ridicate de 0C gheaa se topete, sau altfel spus trece n

Cldura care permite aceast transformare se numete cldur latent. Cldura care determin o transformare de stare fr modificarea temperaturii substanei, msurabile cu un termometru,

Cldura care modific temperatura msurabil a unei substane dar care nu i schimb starea se numete cldur

. Se folosete acest termen deoarece diferena de temperatur poate fi simit. De asemenea, poate fi msurat cu un termometru. Dac temperatura este ridicat peste 100C, apa

se transform n abur, starea gazoas a apei. Fiecare cretere de temperatur este definit de o cantitate de

7 reprezint un grafic n care este prezentat relaia dintre cantitatea de cldur i

emperatura unui kilogram de ap , n

nt, aceasta trebuie s fie transportat de la punctul de generare la punctul de utilizare. Pentru transportul clduri se folosesc una sau

Legea a doua a termodinamicii stabilete c transferul de cldur are loc de la un corp cald la unul

ldura unui material nclzit trece de la o molecul la alta. Ca exemplu putem da o bar de fier inut cu unul din capete n foc. Captul barei care este pus n foc se nclzete foarte tare, iar pe msur ce cldura se propag, cellalt capt al barei devine din ce n ce maicald. Cldura condus nu este transferat instantaneu deoarece este nevoie de timp pentru a fi nclzit fiecare molecul n parte, o molecul putnd s transfere cldura moleculei urmtoare numai dup ce ea

8 ilustreaz acest principiu. Cldura de la un arztor este condus prin fundul


FIGURA 1-8 Conducia. Cldura este transferat prin fundul oalei .n cazul transferului cldurii prin conveci

dorete a fi nclzit de ctre moleculecldurii de la un calorifer prin intermediul de aer. Alt exemplu este transportul cldurii prin intermediul apei nclzite care apoi este pompat printrreea de conducte pn la punctele de utilizare. n aceste exemple cldura este transportat prin intermediul aerului sau apei (vezi Figura 1-9).

FIGURA 1-9 Convecie. Cldura este transportat de moleculele de aer aflate n micare .A treia metod de realizare a unui transfer de cldur, prin radiaie

radiaiile electromagnetice emise de sursele de cldur. Undele de propagare a cldurii sunt similare cu undele de lumin. Dac dou corpuri cu temperaturi diferite sunt suficient de apropiate, cldura va trece de la corpul cald la cel rece prin radiaia emis de suprafaa corpului cald. Un exemplu n acest sens l constituie cldura pe care o simim n faa unui focar deschis n care arde focul. Dac stm aproape de foc, simim cldura cu partea cea mai apropiat de acesta, n timp Radiaia cldurii se efectueaz numai perpendicular Orice corp care se interpune n calea undelor, le va intercepta i va fi nclzit de acestea, dar cldura nu va trece dincolo de acest corp. Cldura radiat nu nclzete aerul n mod direct, ci nclzete numai obiectele pe care le ntlnesc undele. n Figura 1

FIGURA 1-10 Transfer de cldur prin radiaie. Cldelectromagnetice.

Msurarea cldurii Cldura este un termen care se refer la cantitate. Unul intre cei mai obinuii termeni folosii n

relaia cu cldura este temperatura, care se refer de cldur. Pentru a calcula cantitatea de cldur trebuie ca mai nti s msurm temperatura.


Conducia. Cldura este transferat prin fundul oalei .n cazul transferului cldurii prin convecie, cldura este transportat n substana care se

dorete a fi nclzit de ctre molecule cu ajutorul curenilor. Un exemplu n acest sens este transferulcldurii de la un calorifer prin intermediul curenilor de aer. Transportul cldurii este efectuat de aer. Alt exemplu este transportul cldurii prin intermediul apei nclzite care apoi este pompat printrreea de conducte pn la punctele de utilizare. n aceste exemple cldura este transportat prin intermediul

Convecie. Cldura este transportat de moleculele de aer aflate n micare .A treia metod de realizare a unui transfer de cldur, prin radiaie

radiaiile electromagnetice emise de sursele de cldur. Undele de propagare a cldurii sunt similare cu undele de lumin. Dac dou corpuri cu temperaturi diferite sunt suficient de apropiate, cldura va trece de

cel rece prin radiaia emis de suprafaa corpului cald. Un exemplu n acest sens l constituie cldura pe care o simim n faa unui focar deschis n care arde focul. Dac stm aproape de foc, simim cldura cu partea cea mai apropiat de acesta, n timp ce partea opus a corpului nostru rmne rece. Radiaia cldurii se efectueaz numai perpendicular de pe suprafaa radiant. Orice corp care se interpune n calea undelor, le va intercepta i va fi nclzit de acestea, dar cldura nu va

acest corp. Cldura radiat nu nclzete aerul n mod direct, ci nclzete numai obiectele pe care le ntlnesc undele. n Figura 1-10 este prezentat un exemplu de transfer de cldur prin radiaie.

Transfer de cldur prin radiaie. Cldura este transportat prin intermediul undelor

Cldura este un termen care se refer la cantitate. Unul intre cei mai obinuii termeni folosii n relaia cu cldura este temperatura, care se refer direct la intensitatea cldurii i doar indirect lde cldur. Pentru a calcula cantitatea de cldur trebuie ca mai nti s msurm temperatura.

6

, cldura este transportat n substana care se . Un exemplu n acest sens este transferul

. Transportul cldurii este efectuat de moleculelede aer. Alt exemplu este transportul cldurii prin intermediul apei nclzite care apoi este pompat printr-oreea de conducte pn la punctele de utilizare. n aceste exemple cldura este transportat prin intermediul

Convecie. Cldura este transportat de moleculele de aer aflate n micare .A treia metod de realizare a unui transfer de cldur, prin radiaie, depinde de undele sau

radiaiile electromagnetice emise de sursele de cldur. Undele de propagare a cldurii sunt similare cu undele de lumin. Dac dou corpuri cu temperaturi diferite sunt suficient de apropiate, cldura va trece de

cel rece prin radiaia emis de suprafaa corpului cald. Un exemplu n acest sens l constituie cldura pe care o simim n faa unui focar deschis n care arde focul. Dac stm aproape de foc, simim

ce partea opus a corpului nostru rmne rece.

Orice corp care se interpune n calea undelor, le va intercepta i va fi nclzit de acestea, dar cldura nu va acest corp. Cldura radiat nu nclzete aerul n mod direct, ci nclzete numai obiectele

10 este prezentat un exemplu de transfer de cldur prin radiaie.

ra este transportat prin intermediul undelor

Cldura este un termen care se refer la cantitate. Unul intre cei mai obinuii termeni folosii n atea cldurii i doar indirect la cantitatea

de cldur. Pentru a calcula cantitatea de cldur trebuie ca mai nti s msurm temperatura.


TEMPERATURA. Temperatura este msura intensitii cldurii. Dac temperatura unei ceste de 24C, aceast citire de termometru indic intensitatea cldurii din camer. Dac se nclzete i mai mult camera cu ajutorul sistemului de nclzire, temperatura va crete, iar dac exist o pierdere de cldur din camer, temperatura va scdea. n acest caz, temperatura aerului este legat de variaia cantitii de cldur, dar nu este o msur direct a acesteia.

TERMOMETRE. Cel mai obinuit dispozitiv de msurare a temperaturii este termometrul. Principiul de funcionare a majoritii termometrelor are la baz proprietatea substanelor de a se dilata la nclzire i de a se contracta la rcire.Termometrul clasic din sticl este format dintrinterior i cu un bulb de sticl n partea inferioar. n Figura 1 sticl.

Bulbul sau rezervorul i o parte din tub conin un lichid cu punctul de nghe foarte sczut, aa cum sunt alcoolul sau mercurul. Pe msur ce tempemercurul se dilat iar coloana de lichid se ridic n tija termometrului. Dac temperatura scade, alcoolul sau mercurul se contract, iar coloana coboar datorit micmprit n diviziuni egale pe o anumit lungime numit scaltermometrului este determinat prin citirea micrii coloanei de lichid pe scara gradat folosit.

FIGURA 1-11 Termometru clasic

Exist multe tipuri de termometre folosite n instalaiile de nclzire, printre care cele cu acionare direct, de tipul lamelor bimetal i cele cu acionare indirect, de tip termocuplu i termistor.

Termocuplul este un dispozitiv format din dou conductoare din metale diferite care au un capt sudat. Se mai numete i cuplu. ntre cele dou conductoare apare un curent electric de joas tensiune datorat variaiei de temperatur. Potenialul curentului electric de joamodificarea temperaturii n punctul n care cele dou conductoare sunt sudate mpreun. Cellalt capt al conductoarelor este legat la bobina magnetic a unui dispozitiv indicator. Pe msur ce tensiunea din conductoare variaz datorit modificrilor de temperatur, este acionat acel indiastfel se nregistreaz temperatura de la locul unde este fixat termocuplul.

Termistorul este un dispozitiv electronic care sesizeaz variaiile curentuludatorate modificrilor de temperatur din vecintatea dispozitivului. n Figura 1modele de termometre.

FIGURA 1-12 Dou modele de termometre des folosite n instalaii.


Temperatura este msura intensitii cldurii. Dac temperatura unei ceste de 24C, aceast citire de termometru indic intensitatea cldurii din camer. Dac se nclzete i mai mult camera cu ajutorul sistemului de nclzire, temperatura va crete, iar dac exist o pierdere de cldur

dea. n acest caz, temperatura aerului este legat de variaia cantitii de cldur, dar nu este o msur direct a acesteia.

Cel mai obinuit dispozitiv de msurare a temperaturii este termometrul. majoritii termometrelor are la baz proprietatea substanelor de a se dilata la

a rcire.Termometrul clasic din sticl este format dintr-un tub de sticl nchis, cu un gol de diametru foarte mic la

de sticl n partea inferioar. n Figura 1 -11 este ilustrat un termometru clasic din

Bulbul sau rezervorul i o parte din tub conin un lichid cu punctul de nghe foarte sczut, aa cum sunt alcoolul sau mercurul. Pe msur ce temperatura din jurul bulbului de sticl crete, alcoolul sau mercurul se dilat iar coloana de lichid se ridic n tija termometrului. Dac temperatura scade, alcoolul sau mercurul se contract, iar coloana coboar datorit micorrii volumului lichidului. Tu

pe o anumit lungime numit scal gradat. Intensitatea cldurii din jurul termometrului este determinat prin citirea micrii coloanei de lichid pe scara gradat folosit.

Termometru clasic din sticl.


un dispozitiv format din dou conductoare din metale diferite care au un capt sudat. Se mai numete i cuplu. ntre cele dou conductoare apare un curent electric de joas tensiune

peratur. Potenialul curentului electric de joas tensiune variaz odat cu modificarea temperaturii n punctul n care cele dou conductoare sunt sudate mpreun. Cellalt capt al conductoarelor este legat la bobina magnetic a unui dispozitiv indicator. Pe msur ce tensiunea din

datorit modificrilor de temperatur, este acionat acel indicator al scrii gradate i astfel se nregistreaz temperatura de la locul unde este fixat termocuplul.

Termistorul este un dispozitiv electronic care sesizeaz variaiile curentului dintrdatorate modificrilor de temperatur din vecintatea dispozitivului. n Figura 1-12 sunt prezentate cteva

Dou modele de termometre des folosite n instalaii.

7

Temperatura este msura intensitii cldurii. Dac temperatura unei camereeste de 24C, aceast citire de termometru indic intensitatea cldurii din camer. Dac se nclzete i mai mult camera cu ajutorul sistemului de nclzire, temperatura va crete, iar dac exist o pierdere de cldur

dea. n acest caz, temperatura aerului este legat de variaia cantitii de

Cel mai obinuit dispozitiv de msurare a temperaturii este termometrul. majoritii termometrelor are la baz proprietatea substanelor de a se dilata la

un tub de sticl nchis, cu un gol de diametru foarte mic la 11 este ilustrat un termometru clasic din

Bulbul sau rezervorul i o parte din tub conin un lichid cu punctul de nghe foarte sczut, aa cum ratura din jurul bulbului de sticl crete, alcoolul sau

mercurul se dilat iar coloana de lichid se ridic n tija termometrului. Dac temperatura scade, alcoolul sau orrii volumului lichidului. Tubul de sticl este

ntensitatea cldurii din jurul termometrului este determinat prin citirea micrii coloanei de lichid pe scara gradat folosit.


un dispozitiv format din dou conductoare din metale diferite care au un capt sudat. Se mai numete i cuplu. ntre cele dou conductoare apare un curent electric de joas tensiune

s tensiune variaz odat cu modificarea temperaturii n punctul n care cele dou conductoare sunt sudate mpreun. Cellalt capt al conductoarelor este legat la bobina magnetic a unui dispozitiv indicator. Pe msur ce tensiunea din

cator al scrii gradate i

i dintr-un circuit, variaii 12 sunt prezentate cteva


Exist termometre speciale capabile s msoare tempeinteriorul unei flcri, precum i termometre capabile s msoare temperaturi extrem de joase, ca cele din sistemele frigorifice.

SCRI DE TEMPERATUR.

Scara FAHRENBEIT este scara standard de msurare a temperaturii Aceast scar a fost stabilit lundufierbere a apei la nivelul mrii. Pe aceast scar

Cealalt scar des folosit la termometre este metric. Scara Celsius este utilizat pe scar larg pentru msurarea temperaturii n toate rile mapamondului cu excepia Statelor Unite unde este folosit doar n scopuri inginereti i tiinifice. Scara Celsius a fost n prezent adoptat i n Statele Unite mpreun cu alte uniti metrice de msur.

Pe scara Celsius temperatura de 0C estede 100C este punctul de fierbere a apei n aceleai condiii de presiune.

n Figura 1- 13 sunt ilustrate cele dou scri uzuale de temperatur.

FIGURA 1-13 Scrile de temperatur

n rezolvarea problemelor este deseori necesar s se transforme temperatura din grade Fahrenheit n grade Celsius i invers . Pentru efectuarea acestei transformri se poate stabili relaia matematic dintre cele dou mrimi. Pe scara Fahrenheit, ntre punctul de nghe al apei de 32 i cel de fierbere de 212 exist 180. 212-320 = 180

Pe scara Celsius, diferena ntre punctul de nghe al apei (00) i cel de fierbere (100) este de 100.

Astfel, relaia dintre scara Fahrenheit i Celsius este de 180:100 sau 1,8:1. Aceast relaie ne pune la dispoziie un coeficient de 1,8 folosit n procesul de transformare. Trebuie luat n calcul i diferena de 32 dintre temperatura de nghe a ap

Pentru a transforma o temperatur din grade Fahrenheit n grade Celsius se scade din citirea n grade Fahrenheit temperatura de nghe a apei (32) iar rezultatul se mparte la 1,8 (raportul dintre cele dou scri), dup cum urmeaz: C = (F-32)/1,8EXEMPLUL 1-2

Dac temperatura aerului care iese din instalaia de climan grade Celsius?


termometre speciale capabile s msoare temperaturi extrem de ridicate, ca cele dininteriorul unei flcri, precum i termometre capabile s msoare temperaturi extrem de joase, ca cele din

este scara standard de msurare a temperaturii folosit Aceast scar a fost stabilit lundu-se ca 0F temperatura de nghe a unei sri i 212F temperatura de fierbere a apei la nivelul mrii. Pe aceast scar punctul de nghe al apei este la 32F.

Cealalt scar des folosit la termometre este scara CELSIUS. Scara Celsius este folosit n sistemul metric. Scara Celsius este utilizat pe scar larg pentru msurarea temperaturii n toate rile

ndului cu excepia Statelor Unite unde este folosit doar n scopuri inginereti i tiinifice. Scara Celsius a fost n prezent adoptat i n Statele Unite mpreun cu alte uniti metrice de msur.

Pe scara Celsius temperatura de 0C este punctul de nghe al apei la nivelul mrii, iar temperatura de 100C este punctul de fierbere a apei n aceleai condiii de presiune.

13 sunt ilustrate cele dou scri uzuale de temperatur.

Scrile de temperatur Fahrenheit i Celsius

n rezolvarea problemelor este deseori necesar s se transforme temperatura din grade Fahrenheit n grade Celsius i invers . Pentru efectuarea acestei transformri se poate stabili relaia matematic dintre

mrimi. Pe scara Fahrenheit, ntre punctul de nghe al apei de 32 i cel de fierbere de 212

Pe scara Celsius, diferena ntre punctul de nghe al apei (00) i cel de fierbere (100) este de

Astfel, relaia dintre scara Fahrenheit i Celsius este de 180:100 sau 1,8:1. Aceast relaie ne pune la dispoziie un coeficient de 1,8 folosit n procesul de transformare. Trebuie luat n calcul i diferena de 32 dintre temperatura de nghe a apei pe cele dou scri.

Pentru a transforma o temperatur din grade Fahrenheit n grade Celsius se scade din citirea n grade Fahrenheit temperatura de nghe a apei (32) iar rezultatul se mparte la 1,8 (raportul dintre cele

Dac temperatura aerului care iese din instalaia de climatizare este de 59F, care este temperatura

C = (59-32)/1,8 = 15 C

8

raturi extrem de ridicate, ca cele dininteriorul unei flcri, precum i termometre capabile s msoare temperaturi extrem de joase, ca cele din

folosit n Statele Unite.se ca 0F temperatura de nghe a unei sri i 212F temperatura de

punctul de nghe al apei este la 32F.. Scara Celsius este folosit n sistemul

metric. Scara Celsius este utilizat pe scar larg pentru msurarea temperaturii n toate rile ndului cu excepia Statelor Unite unde este folosit doar n scopuri inginereti i tiinifice. Scara

Celsius a fost n prezent adoptat i n Statele Unite mpreun cu alte uniti metrice de msur.punctul de nghe al apei la nivelul mrii, iar temperatura

n rezolvarea problemelor este deseori necesar s se transforme temperatura din grade Fahrenheit n grade Celsius i invers . Pentru efectuarea acestei transformri se poate stabili relaia matematic dintre

mrimi. Pe scara Fahrenheit, ntre punctul de nghe al apei de 32 i cel de fierbere de 212

Pe scara Celsius, diferena ntre punctul de nghe al apei (00) i cel de fierbere (100) este de

Astfel, relaia dintre scara Fahrenheit i Celsius este de 180:100 sau 1,8:1. Aceast relaie ne pune la dispoziie un coeficient de 1,8 folosit n procesul de transformare. Trebuie luat n calcul i diferena de

Pentru a transforma o temperatur din grade Fahrenheit n grade Celsius se scade din citirea n grade Fahrenheit temperatura de nghe a apei (32) iar rezultatul se mparte la 1,8 (raportul dintre cele

tizare este de 59F, care este temperatura


Pentru transformarea temperaturii din grade Cse adun cu 32:

EXEMPLUL 1 3Dac temperatura aerului care iese dintr

Fahrenheit?Rezolvare

F = (CSpecialitii trebuie s fie familiarizai i cu alte dou scri de temperatur. Acestea sunt rareori

folosite n practic, dar sunt folosite n diferite calcule ce se refer la aer i temperatur. Ambpunct de referin zero absolut, punctul teoNumele acestor scri este Rankine i Kelvin, fiecare purtnd numele unor renumii oameni de tiin.

Scara Rankine are ca punct de referin scara Fahrenheit , iar scara Kelvin pe cea Celsius . n Figura 1-14 sunt prezentate comparativ cele patru scri.

FIGURA 1-14 Compararea celor patru scri de temperatur.Zero absolut poate fi calculat. El se sit

temperatur Celsius i Fahrenheit au puncte de referin diferite, zero absolut este diferit ca cifr pe fiecare dintre acestea, dar cifrele n fapt se refer la aceeai temperatur. Nici un termometru nu poate msura temperaturi att de joase ca zero absolut, dar acestea pot fi calculate.

Deoarece diferena dintre punctele de zero pe scrile Fahrenheit i Rankine este de 460, transformarea gradelor Fahrenheit n grade Rankine se fa460, dup cum urmeaz: R=F + 460EXEMPLUL 1-4

Dac citirea temperaturii n grade Fahrenheit este de 73F care este citirea pe scara Rankine?Rezolvare

Se adun 73 cu 460. Rezultatul R = F + 460 = 73 + 460 = 533 R

Deoarece diferena dintre punctele de zero pe scrile Celsius i Kelvin este de 273, transformarea gradelor Celsius n grade Kelvin se face adugnd la citirea pe scara Celscifra 273, dup cum urmeaz: K = C + 273EXEMPLUL 1-5

Dac citirea temperaturii n grade Celsius este de 22,8C care este citirea pe scara Kelvin?Rezolvare

Se adun 22,8C cu 273. Rezultatul de 295,8K este rspunsul la nK = C + 273 = 22,8 + 273 = 295,8K


Pentru transformarea temperaturii din grade Celsius n grade,Fahrenheit, se nmulete cu 1,8 iar rezultatul

F=(C x 1,8) + 32C

Dac temperatura aerului care iese dintr-un furnal este de 73C, care este temperatura n grade

F = (C x 1,8) + 32 = (73 x 1,8) + 32 = 163,4 FSpecialitii trebuie s fie familiarizai i cu alte dou scri de temperatur. Acestea sunt rareori

folosite n practic, dar sunt folosite n diferite calcule ce se refer la aer i temperatur. Ambpunct de referin zero absolut, punctul teoretic la care nu mai exist cldur ntrNumele acestor scri este Rankine i Kelvin, fiecare purtnd numele unor renumii oameni de tiin.

are ca punct de referin scara Fahrenheit , iar scara Kelvin pe cea Celsius . 14 sunt prezentate comparativ cele patru scri.

Compararea celor patru scri de temperatur.Zero absolut poate fi calculat. El se situeaz la 460 sub 0F i la 273 sub 0C. Deoarece scrile de

temperatur Celsius i Fahrenheit au puncte de referin diferite, zero absolut este diferit ca cifr pe fiecare dintre acestea, dar cifrele n fapt se refer la aceeai temperatur. Nici

rmometru nu poate msura temperaturi att de joase ca zero absolut, dar acestea pot fi calculate.Deoarece diferena dintre punctele de zero pe scrile Fahrenheit i Rankine este de 460,

transformarea gradelor Fahrenheit n grade Rankine se face adugnd la citirea pe scara Fahrenheit cifra : R=F + 460

Dac citirea temperaturii n grade Fahrenheit este de 73F care este citirea pe scara Rankine?

Se adun 73 cu 460. Rezultatul este citirea pe scara Rankine :R = F + 460 = 73 + 460 = 533 R

Deoarece diferena dintre punctele de zero pe scrile Celsius i Kelvin este de 273, transformarea gradelor Celsius n grade Kelvin se face adugnd la citirea pe scara Cels

: K = C + 273

Dac citirea temperaturii n grade Celsius este de 22,8C care este citirea pe scara Kelvin?

Se adun 22,8C cu 273. Rezultatul de 295,8K este rspunsul la ntrebare:K = C + 273 = 22,8 + 273 = 295,8K

9

elsius n grade,Fahrenheit, se nmulete cu 1,8 iar rezultatul

un furnal este de 73C, care este temperatura n grade

Specialitii trebuie s fie familiarizai i cu alte dou scri de temperatur. Acestea sunt rareori folosite n practic, dar sunt folosite n diferite calcule ce se refer la aer i temperatur. Ambele scri au ca

retic la care nu mai exist cldur ntr-o substan oarecare. Numele acestor scri este Rankine i Kelvin, fiecare purtnd numele unor renumii oameni de tiin.

are ca punct de referin scara Fahrenheit , iar scara Kelvin pe cea Celsius .

ueaz la 460 sub 0F i la 273 sub 0C. Deoarece scrile de

absolut este diferit ca cifr pe fiecare dintre acestea, dar cifrele n fapt se refer la aceeai temperatur. Nici rmometru nu poate msura temperaturi att de joase ca zero absolut, dar acestea pot fi calculate.

Deoarece diferena dintre punctele de zero pe scrile Fahrenheit i Rankine este de 460, ce adugnd la citirea pe scara Fahrenheit cifra

Dac citirea temperaturii n grade Fahrenheit este de 73F care este citirea pe scara Rankine?

Deoarece diferena dintre punctele de zero pe scrile Celsius i Kelvin este de 273, transformarea gradelor Celsius n grade Kelvin se face adugnd la citirea pe scara Celsius

Dac citirea temperaturii n grade Celsius este de 22,8C care este citirea pe scara Kelvin?


Dei exist multe tipuri de termometre, toate sunt gradate n grade Fahrenheit sau Celsius. Fiecare dintre aceste tipuri de termometre pot deservi ntrdar toate fac acelai lucru: msoar intensitatea cldurii.

CANTITATEA DE CLDUR

Temperatura este doar una dintre variabilele care trebuie cunoscut cnd se discut despre cldur. Temperatura este msura intensitii cldurii, dar n instalaiile de nclzire problema principal o constituie cantitatea de cldur.

Pentru msurarea cantitii de cldur trebuie avute n vedere temperatura i masa sau volumul materialului implicat n schimbaltitudinea de zero metri are o temperatur de 100C.Deoarece volumul de ap i abur este redus, nu se poate vorbi de o cantitate mare de cldura nmagazinata n fluidele din ceainic. Dar un cazan de aburi care pune in micare o turbina pentru generarea curentului electric poate sa aib sute de litri de apa . Dac temperatura apei i aburului din cazan este de 100C, cantitatea de cldura nmagazinat de fluidele din cazan este foarte mare dabur. Cantitatea de cldura necesar creterii tempeeste mult mai mare dect cea necesar creterii temperaturii apei dintrfierbere.

Termenul folosit pentru descrierea cantitii de cldur in uniti U.S. este British unitate Btu este definit drept cantitatea de cldur necesar ridicrii temperaturii unui pound (lb) (0,454 kg) de ap cu 1 F, sau mai exact, de la 59 F la 60 F. O unitate Btu reprezint cu aproximaie cantitatea de cldur degajat de un chibrit aprins. Vezi Figura 1

FIGURA 1-15 British termal unit . La arderea unui chibrit se degaj o cantitate de cldura aproximativ egal cu 1 Btu

In sistemul metric pentru cldur se folosesc ca uniti de msur caloria sau kilocaloria. Caloria este definit drept cantitatea de cldura necesar pentru a ridica temperatura unui gram de ap cu un grad Celsius Cldura specific este cantitatea de cldur care crete sau scade temperatura unui gram de substana cu 1C. Cldurile specifice prezentate n tabele sunt raportate la apa, lundude temperatura 1 C. Cldura specific a apei este 1 de vreme ce pentru de ap cu 1C este necesar 1 calorie. Fiecare substan are o cldur specific unic, diferit de a altor substane. Cldura specific a aerului la presiune constant este 0,24 kcal/kg C iar la volum constant este 0,17 kcal/kg C. Pentru compararea cldurii specifice a unor materiale comune vezi Tabelul 1


Dei exist multe tipuri de termometre, toate sunt gradate n grade Fahrenheit sau Celsius. Fiecare dintre aceste tipuri de termometre pot deservi ntr-o msur mai mare sau mai mic diferite domenii de activitate,dar toate fac acelai lucru: msoar intensitatea cldurii.

Temperatura este doar una dintre variabilele care trebuie cunoscut cnd se discut despre cldur. msura intensitii cldurii, dar n instalaiile de nclzire problema principal o constituie

Pentru msurarea cantitii de cldur trebuie avute n vedere temperatura i masa sau volumul materialului implicat n schimbul de cldur. De exemplu, un ceainic cu 4 litri de ap fiart la altitudinea de zero metri are o temperatur de 100C.Deoarece volumul de ap i abur este redus, nu se poate vorbi de o cantitate mare de cldura nmagazinata

n cazan de aburi care pune in micare o turbina pentru generarea curentului electric poate sa aib sute de litri de apa . Dac temperatura apei i aburului din cazan este de 100C, cantitatea de cldura nmagazinat de fluidele din cazan este foarte mare datorita volumului mare de ap i abur. Cantitatea de cldura necesar creterii temperaturii apei dintr-un cazan pn la punctul de fierbere este mult mai mare dect cea necesar creterii temperaturii apei dintr-un ceainic pn la punctul de

Termenul folosit pentru descrierea cantitii de cldur in uniti U.S. este British unitate Btu este definit drept cantitatea de cldur necesar ridicrii temperaturii unui pound (lb) (0,454

ct, de la 59 F la 60 F. O unitate Btu reprezint cu aproximaie cantitatea de cldur degajat de un chibrit aprins. Vezi Figura 1-15.

unit . La arderea unui chibrit se degaj o cantitate de cldura aproximativ

In sistemul metric pentru cldur se folosesc ca uniti de msur caloria sau Caloria este definit drept cantitatea de cldura necesar pentru a ridica

temperatura unui gram de ap cu un grad Celsius.ic este cantitatea de cldur care crete sau scade temperatura unui gram . Cldurile specifice prezentate n tabele sunt raportate la apa, lundu

de temperatura 1 C. Cldura specific a apei este 1 de vreme ce pentru creterea temperaturii unui gram de ap cu 1C este necesar 1 calorie. Fiecare substan are o cldur specific unic, diferit de a altor substane. Cldura specific a aerului la presiune constant este 0,24 kcal/kg C iar la volum constant este

kcal/kg C. Pentru compararea cldurii specifice a unor materiale comune vezi Tabelul 1

10

Dei exist multe tipuri de termometre, toate sunt gradate n grade Fahrenheit sau Celsius. Fiecare dintre diferite domenii de activitate,

Temperatura este doar una dintre variabilele care trebuie cunoscut cnd se discut despre cldur. msura intensitii cldurii, dar n instalaiile de nclzire problema principal o constituie

Pentru msurarea cantitii de cldur trebuie avute n vedere temperatura i masa sau De exemplu, un ceainic cu 4 litri de ap fiart la

Deoarece volumul de ap i abur este redus, nu se poate vorbi de o cantitate mare de cldura nmagazinata n cazan de aburi care pune in micare o turbina pentru generarea curentului

electric poate sa aib sute de litri de apa . Dac temperatura apei i aburului din cazan este de 100C, atorita volumului mare de ap i

un cazan pn la punctul de fierbere un ceainic pn la punctul de

Termenul folosit pentru descrierea cantitii de cldur in uniti U.S. este British termal unit (Btu). Ounitate Btu este definit drept cantitatea de cldur necesar ridicrii temperaturii unui pound (lb) (0,454

ct, de la 59 F la 60 F. O unitate Btu reprezint cu aproximaie cantitatea

unit . La arderea unui chibrit se degaj o cantitate de cldura aproximativ

In sistemul metric pentru cldur se folosesc ca uniti de msur caloria sau Caloria este definit drept cantitatea de cldura necesar pentru a ridica

ic este cantitatea de cldur care crete sau scade temperatura unui gram . Cldurile specifice prezentate n tabele sunt raportate la apa, lundu-se ca diferen

creterea temperaturii unui gram de ap cu 1C este necesar 1 calorie. Fiecare substan are o cldur specific unic, diferit de a altor substane. Cldura specific a aerului la presiune constant este 0,24 kcal/kg C iar la volum constant este

kcal/kg C. Pentru compararea cldurii specifice a unor materiale comune vezi Tabelul 1-1.


TABELUL 1-1 Cldura specific la presiune constant a unor materiale uzuale.Pentru msurarea cldurii este necesar s se cunoasc att masa corpului ct i temperatura. Dac

se cunoate greutatea unui material, iar acesta este supus unei variaii de temperatur, poate fi calculate cantitatea de cldura implicat n proc

Formula de calcul folosit pentru determinarea cantitii de : cldur implicat ntrQ = m c (T1 T2)

Q = cantitatea total de cldur implicat n procesm = masa materialului

c = cldura specific a materialului(T1 -T2) = diferena de temperatur rezultat n procesPentru a gsi cantitatea de cldur implicat ntr

cldura specific a acestuia i cu diferena de temperatur n grcldur exprimat n calorii sau kilocalorii, n funcie de unitatea de msur a masei.EXEMPLUL 1-6

Dac temperatura a 56 de kg ap este de 15C, ce cantitate de cldur, n calorii, este necesar pentru a crete temperatura apei la 60C?Rezolvare

Se nmulete masa de 56 kg cu cldura specific a apei 1. C) i cu diferena de temperatur (6015).

Q = m c(T1Pentru a determina cantitatea de cldu

acestuia cu cldura specific i cu diferena de temperatur.EXEMPLUL 1-7 Dac ntr-o cldire sunt introduse prin sistemul de ventilare 90 kg de aer la temperatura de 2C i este necesar ridicarea temperaturii acestuia la 24C (temperatura din interiorul cldirii), care este cantitatea de cldur necesar? Rezolvare

Q = m c(T1Cantitatea de cldur necesar creterii temperaturii aerului de la 2C la 24C este de 475 kcal .


Cldura specific la presiune constant a unor materiale uzuale.Pentru msurarea cldurii este necesar s se cunoasc att masa corpului ct i temperatura. Dac

se cunoate greutatea unui material, iar acesta este supus unei variaii de temperatur, poate fi calculate cantitatea de cldura implicat n proces.

Formula de calcul folosit pentru determinarea cantitii de : cldur implicat ntr

Q = cantitatea total de cldur implicat n proces

ic a materialuluiT2) = diferena de temperatur rezultat n proces

Pentru a gsi cantitatea de cldur implicat ntr-un proces se nmulete masa materialului cu cldura specific a acestuia i cu diferena de temperatur n grade Celsius. Rezultatul este cantitatea decldur exprimat n calorii sau kilocalorii, n funcie de unitatea de msur a masei.

Dac temperatura a 56 de kg ap este de 15C, ce cantitate de cldur, n calorii, este necesar ru a crete temperatura apei la 60C?

Se nmulete masa de 56 kg cu cldura specific a apei 1. C) i cu diferena de temperatur (60

Q = m c(T1-T2) = 56 x 1 x (60-15) = 2520 kcalPentru a determina cantitatea de cldur necesar schimbrii temperaturii aerului, se nmulete masa

acestuia cu cldura specific i cu diferena de temperatur.

o cldire sunt introduse prin sistemul de ventilare 90 kg de aer la temperatura de 2C i este esar ridicarea temperaturii acestuia la 24C (temperatura din interiorul cldirii), care este cantitatea de

Q = m c(T1-T2) = 90x0.24x(24-2) = 475kcalCantitatea de cldur necesar creterii temperaturii aerului de la 2C la 24C este de 475 kcal .

11

Pentru msurarea cldurii este necesar s se cunoasc att masa corpului ct i temperatura. Dac se cunoate greutatea unui material, iar acesta este supus unei variaii de temperatur, poate fi calculate

Formula de calcul folosit pentru determinarea cantitii de : cldur implicat ntr-un proces este:

un proces se nmulete masa materialului cu ade Celsius. Rezultatul este cantitatea de

cldur exprimat n calorii sau kilocalorii, n funcie de unitatea de msur a masei.

Dac temperatura a 56 de kg ap este de 15C, ce cantitate de cldur, n calorii, este necesar

Se nmulete masa de 56 kg cu cldura specific a apei 1. C) i cu diferena de temperatur (60-

brii temperaturii aerului, se nmulete masa

o cldire sunt introduse prin sistemul de ventilare 90 kg de aer la temperatura de 2C i este esar ridicarea temperaturii acestuia la 24C (temperatura din interiorul cldirii), care este cantitatea de

Cantitatea de cldur necesar creterii temperaturii aerului de la 2C la 24C este de 475 kcal .


DEFINIIA CLDURII Cldura este o form a energiei i este cea care face s varieze temperatura atmosferei i a corpurilor ce ne nconjoar i ne d senzaia de cald sau frig. Unitatea de msur a cldurii este caloria. Aceasta fiind o unitate de msur foarte mic, n termoenergetic se lucreaz mai mult cu multiplii caloriei i anume: kilocaloria - 1 Kcal = 1 000 cal;megacaloria - 1 Mcal = 1 000 000 cal;gigacaloria - 1 Gcal = 1000 Mcal = 1 000 000 Kcal = 109 cal.Alte uniti de msur uzuale pentru cldur : watt - ul cu multiplii si; joul - ul cu multiplii si;

1 Gcal = 1,16 MW;1 KW = 860 Kcal;1 cal = 4,1855 jouli;

CANTITATEA DE CLDUR Cantitatea de cldur este cantitatea de energie intern transmis fr efectuarea de lucru mecanic.Cantitatea de cldur este o mrime ce caracterizeaz un sistem termodinamic i se exprim cu relaia:

Q = m c T [Kcal; Gcal]unde: Q cantitatea de cldur; m masa sistemului; c cldura specific a sistemului; T este variaia sau diferena de temperatur, n cazul nostru: diferena dintre temperatura

final T2 i cea iniial T1;

ECUAIA CALORIMETRIC

Qcedat = Qprimit(absorbit)Cantitatea de cldur cedat de un corp este egal cu cantitatea de cldur absorbit de un corp rece, n condiiile n care corpurile cald rece sunt n acelai mediu i izolate fa de mediu.

TRANSMITEREA CLDURII. Transmiterea cldurii este procesul fizic prin care cldura trece de la un corp cu temperatura mai ridicat la un corp cu temperatura mai sczut sau de la o parte a corpului la alta datorit unei diferene de temperatur. Cldura se poate transmite prin urmtoarele trei forme de baz:

conducie; convecie; radiaie.

TRANSMITEREA CLDURII PRIN CONDUCIEPrin conducie se nelege transmiterea cldurii n masa unui corp, din aproape n aproape, prin activarea micrii moleculelor, dar care rmn n aceeai poziie medie.

TRANSMITEREA CLDURII PRIN CONVECIE Prin convecie se nelege schimbul de cldur ntre un fluid (lichid sau gaz) n micare i o suprafa fix a unui corp solid cu care vine n contact direct.

TRANSMITEREA CLDURII PRIN RADIAIEOrice corp nclzit deasupra temperaturii zero absolut (- 273,15oC) radiaz n jurul su o cantitate de energie care se propag n spaiul nconjurtor sub form de radiaii. Radiaia este fenomenul de transmitere a cldurii de la un corp la altul sub form de energie radiant.

DE REINUT !


MRIMI FIZICE. UNITI DE MSUR. CORELAII NTRE UNITILE DE MSUR.

TEMPERATURATemperatura este mrimea fizic care indic nivelul de nclzire al unui corp. Un corp este mai cald sau mai rece dac are o temperatur mai ridicat sau mai cobort. Temperatura se msoar n grade centigrade sau n grade Celsius:

t = [oC].Temperatura absolut corespunztoare valorii de 0 [oC] este de 273,15 [K][K] (grade Kelvin):

0 [oC] = + 273,15 [K]Temperatura absolut msurat n grade Kelvin va avea formula:

T [K] = t [oC] + 273,15Msurarea temperaturii se face cu aparate numite termometre. Cele mai utilizate termometre sunt:a) Termometre cu lichid acestea se bazeaz pe dilatarea volumetric a unui lichid. Cele mai

utilizate lichide sunt: mercur (Hg) (este un metal lichid); alcool; toluen; metil benzen.

b) Termometre manometrice indicatoare funcioneaz pe principiul msurrii presiunii vaporilor saturai sau a unui lichid n funcie de temperatur. Acestea msoar temperaturi de la - 40 [oC] care sunt citite pe o scal gradat.

c) Termometre manometrice cu contacte electrice sunt similare celor de mai sus, dar lao anumit temperatur nchid sau deschid un contact electric. Pe acestea se pot monta alarme, sonerii etc.

d) Termocupluri - sunt traductoare de temperatur care se bazeaz pe apariia unei tensiuni n circuitul a dou conductoare din materiale diferite. Tensiunea este proporional cu diferena de temperatur dintre cele dou jonciuni. Termocuplurile cele mai utilizate sunt din urmtoarele metale: cupru - constantan - t 300 [oC]; fier - constantan - t 600 [oC]; cromel - alumel - t 1000 [oC]; platin i aliajele ei - t 1800 [oC];

e) Termorezistene acestea se bazeaz pe modificarea rezistenei electrice a unui conductor sub influena temperaturii. Cele mai folosite termorezistene sunt din urmtoarele materiale: cupru pentru temperaturi de la -100 [oC] la +200 [oC]; platina pentru temperaturi de la -200 [oC] la +500 [oC];

f) Pirometre de radiaie total - se folosesc pentru msurarea temperaturilor nalte cuprinse ntre 600 [oC] i 2000 [oC] i se bazeaz pe msurarea energiei radiate de corpul a crui temperatur o msurm.

PRESIUNEAPresiunea reprezint fora care apas perpendicular pe suprafaa unui corp. Unitatea de msur principal este atmosfera [at]:

1 [at] = 1 [kgf/cm2]

n practic se folosesc mai multe uniti de msur care sunt aproximativ egale:

1 [at] =1 [atm] =1 [bar] = 105 [N/m2] = 1 [kgf/cm2]

La temperatura de aproximativ +4 [oC] se fac urmtoarele aproximri:

1 [bar] =10 000 [mmH2O] =760 [mmHg]

1 [at] =100 000 [Pa] = 105 [Pa] (Pa = pascal)

Presiunea atmosferic reprezint fora cu care apas aerul atmosferic pe suprafaa pmntului. Presiunea manometric (fizic) reprezint presiunea citit pe aparatele de msur:

Presiuneaabsolut

= Presiuneamanometric

+ Presiuneaatmosferic

Msurarea presiunilor se face cu urmtoarele aparate:


a) Manometre sunt aparate de msur care indic permanent presiunea dintr-o instalaie, recipient, cazan.Manometrul este in legtur cu spaiul n care se msoar presiunea printr-un tub sifon n form de U sau spiral care are rolul de a menine un tampon lichid pentru protejarea elementului elastic al aparatului.

b) Vacuummetre sunt aparate pentru msurarea presiunilor mai mici dect presiunea atmosferic i care se numete depresiune. Vacuummetrele sunt simple sau cu contacte electrice.

c) Manometre difereniale sunt aparate care se utilizeaz pentru msurarea diferenei dintre dou presiuni, fiind prevzut cu dou racorduri, ce se conecteaz la cele dou surse de presiune (unul la conduct i unul la presiunea atmosferic).

DEBITULDebitul reprezint cantitatea de fluid ce trece printr-o conduct de seciune [S] n unitatea de timp.

Unitile de msur pentru debite sunt:

D = [t/h] = [m3/h] = [Kg/s] = [l/s]

Msurarea debitelor de fluide se face cu aparate complexe, numite debitmetre, compuse din:

element de strangulare (ajutaj sau diafragm); traductor de presiune diferenial; traductor de presiune absolut; traductor de temperatur; bloc de calcul.

FORA

Fora [F] se definete ca fiind cauza care schimb starea de repaos sau de micare a corpurilor. Uniti de msur:

F = Kilogram for [kgf] sau Newton [N]

Kilogramul for este fora care aplicat unui corp cu masa de un kilogram i imprim acestuia o acceleraie de 9,8 m/s2.Newtonul este fora care aplicat unei mase de un kilogram i imprim acesteia o acceleraie de 1 m/s2.

1 [N] = 0,102 [Kgf]1 [Kgf] = 9,8 [N]

LUCRUL MECANICLucrul mecanic [L] este produsul dintre for F [kgf] i lungimea l [m] cu care corpul este deplasat de fora F n direcia ei:

L = F lUniti de msur:

L = [kgf m] sau Joul [J]

PUTEREAPuterea [P] este lucrul mecanic efectuat n unitatea de timp.

smkgf

tLP

DENSITATEA [] Densitatea [] este masa unitii de volum.

3m

kgVm


1.4. REZUMAT

Cldura este cel mai important factor n creterea unui ambient plcut ntr-o cldire, i prin urmare studiul nclzirii, ventilrii i a condiionrii aerului este imperios necesar. Pentru a nelege cum este generat, distribuit i folosit cldura ntr-un sistem de nclzire a unei cldiri este necesar s se cunoasc structura materialelor i modul lor de comportare la cldur. Teoria molecular face posibil nelegerea multor fenomene legate de cldur. De exemplu, cldura, temperatura i schimbrile strii de agregare pot fi explicate cu ajutorul teoriei moleculare a materiei. Toate materialele sunt alctuite din molecule, combinaii de atomi aflate n continu micare. Viteza relativ de deplasare a moleculelor n interiorul unui material depinde de cantitatea de cldur nmagazinat de acesta. Cantitatea de cldur determin temperatura materialului, iar viteza de deplasare a moleculelor determin starea de agregare a materialului (solida, lichid sau gazoas). Temperatura este un termen care se refer la gradul sau intensitatea cldurii i se msoar n grade Celsius sau Fahren-heit. Cldura este un termen care se refer la cantitate i se msoar n calorii (cal), kilocalorii (kcal) sau Briiish termal units (Btu). Temperatura teoretic la care un corp este lipsit total de cldur se numete zero absolut Au fost elaborate scri termometrice avnd ca puncte de reper temperatura de nghe i de fierbere a apei. Acestea sunt scrile Celsius i Fahrenheit . Pe scara Celsius apa nghea la 0C i fierbe la 100C. Pe scara Fahrenheit apa nghea la 32F i fierbe la 212F.

1.5. TERMENI NOImolecul atomneutronprotonelectronelementcompuscoeziunecldur stare de agregarecldur latent cldur sensibil termodinamic conducie convecie radiaie temperatur termometruscri termometrice FahrenheitCelsiuszero absolutRankineKelvinBritish termal unitcldur specific calorie


APA CALD , ABURUL DE JOAS PRESIUNE I PROPRITILE LOR

2.1. INTRODUCERE In practic exist cel mai adesea situaii n care cldura produs ntr-un punct al cldirii trebuie transportat n camerele sau spaiile ce se doresc nclzite i care se afl la o oarecare deprtare de acel punct. De exemplu, centrala unei cldiri se afl ntr-un spaiu special amenajat, fiind folosit pentru nclzirea ntregii cldiri. Din cauza distanei, cldura trebuie transportat n spaiile dorite prin intermediul unui mediu sau unui agent de transport. Aerul, apa i aburul sunt agenii cei mai frecvent folosii n acest scop. n acest capitol sunt prezentai toi aceti ageni termici, insistndu-se ns asupra aerului i a apei.

2.2. SCHIMBUL DE CLDUR O parte a cazanului, cu rol de schimbtor de cldur, este destinat prelurii cldurii degajate de flacr i de gazele de ardere i nclzirii agentului termic, aer sau ap, folosit la nclzirea cldirilor. Descrierea schimbtoarelor de cldur este detaliat n capitolele ce urmeaz, aici fiind prezentate doar succint. Se numete schimbtor de cldur orice dispozitiv capabil s preia cldura dintr-un mediu i s o transfere altui mediu. n Figura 2-1 este prezentat un schimbtor de cldur folosit la centralele termice cu aer cald.

FIGURA 2-1 Schimbtor de cldur cu aer La generatoarele cu aer cald, schimbul de cldur are loc ntre gazele de ardere fierbini din interiorul schimbtorului i aerul care trece n exteriorul acestuia. La centralele termice cu ap cald sau aburi, schimbul de cldur se realizeaz ntre gazele de ardere i ap, cele dou medii fiind separate prin intermediul unei tubulaturi.COEFICIENTUL DE TRANSFER DE CLDUR Formula din Capitolul 1 referitoare la cantitatea de cldur poate constitui un suport n explicarea procesului transferului de cldur prin pereii unui schimbtor . n acea formul,

Q = m c(T1-T2 ) Mediu sau agent termic - Un gaz sau un lichid folosit pentru transportul cldurii dintr-un loc ntr-altul prin intermediul unui sistem sau al unei instalaii de nclzire. Schimbtor de cldurTermen definit n textCoeficient de transfer de cldur .Factor de conducie In cazul transferului de cldur printr-un material oarecare, datorit temperaturilor diferite din cele dou medii situate de o parte i de alta a materialului, formula trebuie corectat, avndu-se n vedere micarea celor dou medii, pelicula de aer sau ap de pe fiecare parte a materialului i faptul c viteza de cedare a cldurii ntr-un punct este proporional cu viteza de nclzire a aceluiai mediu, n alt punct. Prin urmare, n calcule, se folosesc constante cum sunt coeficientul de transfer de cldur sau factorul de conducie. Factorul de conducie sau coeficientul , se calculeaz pentru fiecare suprafa de nclzire n parte, lundu-se n considerare variabilele menionate mai sus. Factorul de conducie este o mrime egal cu cantitatea de cldur transferat n unitatea de timp prin unitatea de arie a suprafeei unui material cunoscut cnd diferena de temperatur dintre cele dou medii este 1 C. Formula transferului termic este:

Q/t = A x x(T1 -T2 )Unde :Q / t = cantitatea de cldur transferat timp de o or, n kcal/h = factorul de conducie, n kcal / m2hC T1-T2 = diferena de temperatur de o parte i de alta a materialului, n C


n practic, specialitii nu sunt nevoii s calculeze debitul de cldur eliberat de schimbtorul de cldur folosit. Aceast valoare este pus la dispoziie de productorul echipamentului n catalogul de prezentare a produsului.

2.3. AERUL CA AGENT TERMIC Un sistem de nclzire cu aer are n componen o camer de ardere cu arztor unde se produce arderea i un schimbtor de cldur (baterie de nclzire) care preia n mare parte cldura flcrii i a gazului de ardere . n Figura 4-2 este prezentat o seciune printr-un generator de aer cald cu schimbtorul de cldur montat.

Cldura preluat de schimbtorul de cldur din gazele de ardere este cedat aerului distribuit n cldire cu scopul nclzirii acesteia. La schimbtoarele de cldur obinuite peretele despritor din metal, care face separarea aerului de gazele de ardere, este foarte subire i prin urmare randamentul schimbului de cldur este foarte mare, n mod obinuit, de 80 procente.

FIGURA 2-2 Schimbtor de cldur cu aer i seciune printr-un generator de aer cald cu micare descendent a aerului la care schimbtorul de cldur este montat n partea inferioar Aerul folosit ca agent termic este introdus n spaiile de nclzire fie direct, fie prin intermediul canalelor. Circularea aerului este realizat cu ajutorul unei suflante sau unui ventilator. n continuare, pentru descrierea acestui tip de sistem de nclzire se va folosi termenul de circulaie forat. Pentru a se realiza circulaia complet, trebuie avut n vedere ca aerul s se ntoarc n schimbtorul de cldur. La trecerea aerului cald prin ncperile care trebuie nclzite, aceasta cedeaz cldura. Aerul ajuns astfel la temperatura camerei este dirijat spre generatorul de cldur pentru a relua ciclul. Creterea temperaturii aerului Creterea temperaturii aerului n schimbtorul de cldur este egal cu diferena dintre temperaturile aerului la ieirea i respectiv intrarea n schimbtor. Prin urmare, termenul indic valoarea cantitii de cldur preluate de aer la trecerea prin schimbtorul de cldur. Creterea temperaturii depinde de cantitatea de cldur disponibil, de eficiena schimbului de cldur i de cantitatea de aer care trece prin schimbtor. Fiecare schimbtor de cldur este proiectat s dea randamentul maxim la o anumit ridicare de temperatur bine stabilit. La generatoarele de aer cald cu combustie, ridicarea de temperatur poate s fie de 27C pn la 32C, la cele electrice de pn la 10C, iar la cele cu pompe de cldur n jur de numai 7C. Este important de verificat creterea temperaturii aerului deoarece o valoare prea mare a acestui reactor indic faptul c schimbtorul de cldur este prea nclzit i se poate deteriora. O valoare prea mic a acestui factor impune circularea unei cantiti mari de aer pentru a se a ajunge la confortul termic dorit. Creterea temperaturii poate fi determinat prin msurarea, cu ajutorul unui termometru, a temperaturii de intrare i de ieire a aerului din generatorul de aer cald i efectuarea diferenei dintre ele, dup cum urmeaz:

T = TR -TAunde

T = ecartul de temperatur TR = temperatura de ieire sau de refulare TA = temperatura de intrare sau de admisie Msurarea direct este binevenit n cazul generatoarelor de aer cald la care accesul este facil. Deseori, la proiectarea unui sistem sau unei instalaii de nclzire cantitatea de aer circulat este stabilit n funcie de cldire i nu de capacitatea generatoarelor folosite.


In acest caz trebuie verificat valoarea ridicrii temperaturii n schimbtorul de clduri pentru a calcula corect debitul de aer necesar a fi circulat prin sistemul de nclzire ales. Aceast verificare se poate face n funcie de valoarea cantitii de cldur a generatorului n unitatea de timp i de valoarea msurat a ridicrii de temperaturii aerului n schimbtor. Formula folosit este urmtoarea:

T=qc

tQ /

Unde : T = creterea temperaturii aerului n schimbtorul de cldur, C

Q / t = cantitatea de cldur transferat n unitatea de timp, n kcal/h q = debitul de aer, n m3/h

c = cldura specific a aerului, egal cu 0,31 [kcal/m3 h] Aceasta formul este valabil n condiii standard de presiune i temperatura a aerului. Condiiile standard presupun c temperatura i umiditatea relative la care se efectueaz msurrile s aib valori standard, anterior determinate. n practic , pentru situaiile care le presupune numai nclzirea , nu este cazul s se ia n considerare variaia de presiune odat cu variaia temperaturii , astfel nct temperaturile din formul reprezint valori msurate cu termometru uscat, numite temperaturi sensibile. Pentru a calcula valoarea creterii temperaturii aerului schimbtorul de cldura se ia din cartea tehnica valoarea cantitii de cldur cedate timp de o or de generatorul de aer cald i se mparte la produsul dintre coeficientul c i debitul de aer ce trece prin schimbtor n intervalul de timp considerat. Rezultatul este valoarea ridicrii temperaturii aerului la trecerea prin schimbtorul de cldur, n C. EXEMPLUL 2-1 Dac un generator de aer cald are un debit de 16130 kcal/h, iar ventilatorul este reglat s furnizeze 1613 m3/h , care este creterea temperaturii aerului n schimbtorul de cldur ? Rezolvare

qctQ /

=31,0*1613

16130= 32, 26 C

Rspunsul este 32,26C. Ecartul de temperatur n schimbtorul de cldur este de 32,26C. Sistem de nclzire cu ap cald - Sistem de nclzire care folosete apa ca mediu primar de nclzire. Corp de nclzire

2.4. APA CA AGENT TERMIC ntr-un sistem de nclzire cu ap cald, mediul de transport a cldurii la punctul de utilizare este apa. Arztorul este situat sub cazan iar apa este nclzit de flacr i de gazele de ardere. n Figura 2-3 este prezentat un cazan de ap cald pe gaz. Se folosesc mai multe tipuri de cazane de ap cald, dar toate au acelai scop: nclzirea apei. Apa calda circul spre spaiile ce trebuie nclzite prin intermediul conductelor. Apa este condus spre un corp de nclzire, cum ar fi o serpentin sau un calorifer. Acesta are rolul de a realiza schimbul de cldur ntre apa cald i aerul din jurul lor. Stratul de aer nclzit din jurul corpului de nclzire nclzete treptat ntreg spaiul din ncpere. Instalaia de nclzire este format dintr-o conduct de tur, o conducta de retur i una sau mai multe pompe pentru circularea apei. Apa este un foarte bun agent termic deoarece are capacitate foarte mare de nmagazinare a cldurii. Dar cum scopul final este nclzirea aerului dintr-o ncpere, sistemele de nclzire cu ap cald sunt mai eficiente pentru nclzirea spaiilor situate la distan de punctul de producerea agentului termic.

Pentru a nelege de ce transferul de cldur este att de bun la sistemele de nclzire cu ap cald, trebuie avut n vedere cldura specific a apei care poate fi definit i ca valoarea cantitii de cldur nmagazinat de ap n unitatea de volum. Apa este substana la care se raporteaz toate celelalte substane n ceea ce privete cldura specific i prin urmare se consider c apa are o cldur specific egal cu 1,0, Deci, pentru ridicarea temperaturii unui gram de ap cu 1C este necesar o cantitate de cldur de o calorie. Valoarea de 1,0 a cldurii specifice a apei este relativ ridicat fa de a altor substane. n Tabelul 4-1 sunt prezentate cldurile specifice ale ctorva substane, printre care se numr i apa. Se observ c valoarea cldurii specifice a apei este de 1,0 kcal/ kg C , ct timp cea a aerului la presiune constant este de numai 0,24 kcal/kg C , ceea ce nseamn c apa poate nmagazina o cantitate de cldur de aproximativ patru ori mai mare pe unitate de mas .


FIGURA 2-3 . Tip uzual de cazan mic cu ap cald , la care se vd componentele principale i locul de fixare a arztorului

Substan Cldur specific Kcal/kg 0C

Aer 0,240Aluminiu 0,220Cupru 0,093Sticl 0,210

Ghea 0,500

Fier ( oel ) 0,115

Argint 0,056Abur 0,480Ap 1,000

TABEL 2 -1 Cldura specific a ctorva substane uzuale Creterea temperaturii apei Uneori la proiectarea unui sistem de nclzire cu ap cald este necesar determinarea creterii temperaturii apei din cazan, care este tot un schimbtor de cldur. Cantitatea de cldur transportat de ap depinde de temperatura apei i de debitul apei circulate n metri cubi pe or. tiind c elementul etalon n definirea cldurii specifice este apa i c pentru ridicarea temperaturii unui kg de ap cu un grad Celsius este necesar o cantitate de cldur egal cu 1 kilocalorie, se poate determina valoarea creterii temperaturii apei n cazan. Uzual, debitul apei ce trece prin sistem se msoar n m3/ h. Formula devine:


T = qctQ /

Unde : T = creterea temperaturii apei n cazan, n C q = debitul de ap ce trece prin cazan sau boiler, n l /min c = coeficient care depinde de greutatea specific a apei ( ap= 0,9982 kg/m3) egal cu 63 (include i conversia debitului din l/mim n m3/h)

Deci, pentru a se determina creterea temperaturii apei ntr-un cazan, se mparte valoarea cantitii de cldur a cazanului n unitatea de timp (luat din cartea tehnic) la produsul dintre coeficientul c i debitul de ap ce trece prin cazan n intervalul de timp considerat. Rezultatul este valoarea creterii temperaturii apei n interiorul cazanului, n C.

2.5. ABURUL CA AGENT TERMIC Instalaiile de nclzire n care aburul este folosit ca mediu de transport a cldurii sunt similare celor cu ap cald. Diferena o constituie cazanul i sistemul de conducte pentru tur i pentru returul condensatului. Deoarece arztorul este proiectat s ridice temperatura apei pn la transformarea acesteia n abur, iar aburul ocup un volum mult mai mare dect apa, instalaia de nclzire trebuie proiectat s reziste la presiuni mai mari dect presiunea atmosferic. Aburul format este dirijat spre corpurile de nclzire, unde are loc schimbul de cldur. Cedarea de cldur are ca rezultat condensarea aburului i transformarea lui in picturi de ap care se ntorc pe conducte de retur la cazan pentru a relua ciclul. Aburul este rareori folosit pentru nclzirea cldirilor mici sau mijlocii. Pentru realizarea unui sistem de nclzire cu abur exist tabele n care sunt trecute valorile cantitii de cldur nmagazinat n unitatea de mas (kg) de abur pentru diferite temperaturi i presiuni, tabele utile oricui specialist care realizeaz un astfel de sistem.

ABURUL I PROPRIETILE LUI. NOIUNI DESPRE APA CALD FOLOSIT N INSTALAIILE DE NCLZIRE CENTRAL.

Dac se nclzete un vas care conine ap, cldura ridic temperatura apei, iar cnd s-a ajuns la o anumit temperatur, apa ncepe s fiarb, trecnd din stare lichid n stare gazoas, adic n abur sau vapori.Prin transformarea apei n abur, aceasta i mrete volumul de circa 1700 ori fa de volumul apei din care a provenit.Ex: 1 kg de ap ocup un volum de 1 dm3;

1 kg de abur la presiune atmosferic ocup un volum de 1700 dm3.

VAPORIZAREAVaporizarea este procesul de trecere al apei din stare lichid n stare gazoas sub aciunea unei surse de nclzire. Vaporizarea are loc n toat masa de lichid.

EVAPORAREAEvaporarea este fenomenul de vaporizare al apei numai la suprafaa lichidului. Evaporarea, spre deosebire de fierbere, are loc la orice temperatur (Ex.: evaporarea apei din ruri, lacuri etc.).

APA CALD

Apa cald este apa care are o temperatur maxim de 110[C] i este produs n cazane de ap cald sau n schimbtoarele de cldur (boilere, aparate n contracurent, schimbtoare cu plci) ca agent secundar, agentul primar fiind apa fierbinte sau aburul. Servete la nclzirea cldirilor, ca ap calda menajer sau n alte scopuri tehnologice. In practic, temperatura apei calde pentru nclzire este de maxim 95C (pentru a se evitavaporizarea) i presiunea uzual de 0,5 bar.

ABURUL I PROPIETILE LUI

n funcie de temperatur avem: a) Abur saturat, care este de dou feluri:

DE REINUT !


abur saturat umed este aburul saturat care are n compoziie i picturi foarte fine de ap; abur saturat uscat este aburul saturat din care lipsete total faza lichid a apei.

b) Abur supranclzit este aburul a crui temperatura este mai mare dect temperatura de saturaie, corespunztoare presiunii respective. Aburul supranclzit, folosit n instalaiile moderne de cazane de abur, poate ajunge la temperaturi de 500600 [C].

TITLUL ABURULUITitlul aburului [x] reprezint raportul dintre cantitatea de abur saturat uscat i cantitatea de abur saturat umed.

Aburul saturat uscat are titlul x = 1Vaporii cnd s-au condensat n ntregime au titlul x = 0

ABURUL DE NALT PRESIUNE. ABURUL DE MEDIE PRESIUNE. ABURUL DE JOAS PRESIUNE.

Aburul de joas presiune are presiunile cuprinse ntre 1 i 12 bar i temperatura de pn la 300[C]. Este folosit n scopuri tehnologice (prese, ind. chimic, alimentar, etc.). Aburul de medie presiune are presiuni cuprinse ntre 12 i 50 bar i temperaturi cuprinse ntre 300450[C]. Este folosit pentru alimentarea turbinelor cu abur de putere mijlocie pn la 15 MW.Aburul de nalt presiune are presiuni mai nalte de 50 bar i temperaturi ce depesc 450[C]. Se folosete de regul n termoenergetic pentru alimentarea turbinelor cu abur de pn la 330MW.

2.6. REZUMAT n practic, energia termic eliberat prin procesul de combustie trebuie distribuit sub form de cldura n spaiile sau cldirile ce se doresc a fi nclzite. Deoarece unele din gazele de ardere pot fi duntoare organismului, cldura existent n ele trebuie preluat cu ajutorul unor medii sau ageni de transport prin intermediul crora s poat fi transportate la locul de utilizare. Mediile cel mai des utilizate n acest scop sunt aerul, apa i aburul. Cldura din gazele de ardere este preluat cu ajutorul schimbtorului de cldur. n interiorul schimbtorului de cldur gazele de ardere i agentul termic nu ajung niciodat n contact direct. Valoarea coeficientului de transfer de cldur de la gazele de ardere la agentul termic poate fi calculat cu exactitate, iar cantitatea de cldur transportat poate fi dedus. Formulele de calcul dau posibilitatea specialitilor s calculeze debitul de aer, ap sau abur necesare a fi distribuit n diferitele spaii ale unei cldiri pentru a se asigura confortul termic necesar. Fiecare agent termic are proprieti diferite, care duc la folosirea lui n anumite situaii practice bine determinate. Deoarece aerul este cel care nclzete ncperile, acesta va fi ales cu precdere, ori de cte ori este posibil. Dac este necesar s se transporte cldura pe distane mari, atunci agentul termic primar va fi apa sau aburul, iar aerul va fi agentul secundar de transfer de cldur. Agentul termic optim n fiecare caz n parte trebuie ales dup analiza atent a necesarului de cldur din cldirea respectiv .

2.7. TERMENI NOImediuschimbtor de cldur coeficient de transfer de cldur creterea temperaturii


condiii standard temperatura aeruluisistem de nclzire cu ap cald corp de nclzire condensat

MATERIALE FOLOSITE N CONSTRUCIA CAZANELOR , MBINRI etc.

3.1. MATERIALE FOLOSITE N CONSTRUCIA CAZANELOR Materialele din care sunt realizate prile componente ale cazanelor (suprafeele de schimb de cldur) n cele mai multe cazuri sunt oelurile speciale. Aceste oeluri speciale trebuie s fie foarte rezistente ntruct sunt supuse urmtoarelor solicitri: a) solicitri mecanice, produse

Curs Fochist Calificare Noua Prescriptie

Documents

Transcript of Curs Fochist Calificare Noua Prescriptie