Tecnologia industrial (autoformació IOC): Fórmules i conceptes de màquines termiques

Màquines tèrmiques

Propietats tèrmiques
variable	fórmula	unitats
Energia calorífica	$E Leerzeichen gleich Leerzeichen p unterer Index c Leerzeichen mal Leerzeichen Leerzeichen m$ $E Leerzeichen gleich Leerzeichen p unterer Index c Leerzeichen mal Leerzeichen Leerzeichen V$	p_c = poder calorífic (J/kg) o (J/l) m = massa del combustible (kg) V =volum del combustible (1dm³ = 1l)
Potència calorífica	$P gleich p unterer Index c mal m geteilt durch t gleich p unterer Index c mal V geteilt durch t$	P = potència (W) t = temps (s)
Equació d'estat dels gasos perfectes	$P mal V gleich n mal R mal T$	P = pressió (Pa) V = Volum (m³) n = nº de mols R = constant dels gasos ideals (8,314 J/(ºK·mol))
Densitat	$rho gleich m geteilt durch v$	ρ = densitat (kg/m ³)
Calor necessari per canviar de temperatura	$Q Leerzeichen gleich Leerzeichen m Leerzeichen mal Leerzeichen c unterer Index e Leerzeichen mal Leerzeichen delta groß T Leerzeichen$	m = massa (kg) c_e = calor específic (kJ/kg·ºC)
Calor necessari pel canvi d’estat	$Q unterer Index f Leerzeichen gleich Leerzeichen m Leerzeichen mal Leerzeichen L unterer Index f$ $Q unterer Index v Leerzeichen gleich Leerzeichen m Leerzeichen mal Leerzeichen L unterer Index v Leerzeichen$	L_f = Calor latent de canvi d’estat (fusió o solidificació) L_v = Calor latent de canvi d’estat (vaporització o condensació)
Gràfic que relaciona l'estat, la temperatura i la calor subministrada. En cada un dels trams s'indica la calor (específica o latent) que s'aplica. Per passar d'un punt a un altre s'ha de calcular la calor necessària en cada tram i després sumar-los. En els canvis d'estat la temperatura no varia tot i aportar o perdre calor.

Termodinàmica
Les temperatures (T) s'ha d'expressar en valors absoluts (ºK). T= t+273º
variable	fórmula	unitats
Calor	$Q Leerzeichen gleich Leerzeichen m mal c unterer Index e mal linke klammer T unterer Index 2 minus T unterer Index 1 rechte klammer Leerzeichen$	Q =Calor a comunicar a un cos per elevar la seva Tª(J) m = Massa (kg) c_e = Calor específic (J/kgºK) T₂ = Temperatura final (ºK) T₁ = Temperatura inicial (ºK)
Balanç Energètic	$Q unterer Index h Leerzeichen gleich Leerzeichen W Leerzeichen plus Q unterer Index c Leerzeichen$	Q_h=Calor cedit o absorbit al focus calent (high) (J) Q_c= Calor cedit o absorbit al focus fred (cold) (J) W = Treball (J) T_h = Temperatura absoluta del focus calent (ºK) T_c = Temperatura absoluta del focus fred (ºK) T = Temperatura absoluta (T= t+273º)
Màquines generadores d'energia mecànica		A partir de la calor d'un combustible (Qh) generen una energia mecànica (W).
Eficiència tèrmica	$eta unterer Index t gleich W geteilt durch Q unterer Index h gleich Zähler Q unterer Index h minus Q unterer Index c geteilt durch Nenner Q unterer Index h Bruchergebnis gleich 1 minus Q unterer Index c geteilt durch Q unterer Index h$	η_t = eficiència tèrmica W = Treball (J) Q_h= Calor cedit o absorbit al focus calent (high) (J) Q_c= Calor cedit o absorbit al focus fred (cold) (J)
Eficiència tèrmica de Carnot	$eta unterer Index C gleich 1 minus T unterer Index c geteilt durch T unterer Index h$	η_C = eficiència tèrmica de Carnot (ideal) T_h= Temperatura absoluta del focus calent (ºK) T_c= Temperatura absoluta del focus fred (ºK)
Eficiència tèrmica segons el segon principi	$eta unterer Index S gleich eta unterer Index t geteilt durch eta unterer Index C$	η_S = eficiència tèrmica segons el segon principi η_t = eficiència tèrmica real η_C = eficiència tèrmica de Carnot (ideal)
Màquines consumidores d’energia mecànica		A partir d'una energia mecànica (W) transporten calor d'un lloc fred a un lloc calent.
Coeficient d'eficiència COP	$C O P gleich Q unterer Index c geteilt durch W$	COP = Coeficient d’eficàcia o Coeficient d'Operació Q_c= Calor absorbit al focus fred (cold) (J) W = Treball (J)
Coeficient d'eficiència de Carnot COP_C	$C O P unterer Index C gleich Zähler T unterer Index c geteilt durch Nenner T unterer Index H minus T unterer Index C Bruchergebnis$	COP_C = Coeficient d’eficàcia de Carnot (ideal) T_h= Temperatura absoluta del focus calent (ºK) T_c= Temperatura absoluta del focus fred (ºK)

Entropia S

$S schmales Leerzeichen gleich schmales Leerzeichen k Leerzeichen mal Leerzeichen ln Leerzeichen omega groß$

S = Entropia (J/K)

k= Constante de Boltzmann 1,3806·10^-23 (J/K)

l_n= Logaritme natural

Ω = Nombre de microestats possibles per un sistema

Flux d'entropia ΔS

$delta groß S Leerzeichen gleich schmales Leerzeichen Zähler öffnen senkrechter Strich Q i schließen senkrechter Strich geteilt durch Nenner T i Bruchergebnis$

ΔS= Flux d'entropia (J/K)

Qi= Diferència de quantitat de calor entre dos sistemes (J)
Ti= Diferencia de temperatura entre dos sistemes (ºK)

Variació d'entropia universal ΔS_T

$Leerzeichen Leerzeichen Leerzeichen A S unterer Index T Leerzeichen gleich A S unterer Index H Leerzeichen plus Leerzeichen A S unterer Index C Semikolon Leerzeichen Leerzeichen Leerzeichen Leerzeichen o Leerzeichen Leerzeichen Leerzeichen Leerzeichen A S unterer Index T Leerzeichen gleich minus Zähler öffnen senkrechter Strich Q unterer Index H schließen senkrechter Strich geteilt durch Nenner T unterer Index H Bruchergebnis Leerzeichen minus Zähler öffnen senkrechter Strich Q unterer Index C schließen senkrechter Strich geteilt durch Nenner T unterer Index C Bruchergebnis$

Q_H = Quantitat de calor de la font calenta (J)

Q_C = Quantitat de calor de la font freda (J)

T_H= Temperatura de font calenta (ºK)
T_C= Temperatura de font freda (ºK)

Càlculs en motors tèrmics
variable	fórmula	unitats
Cilindrada unitària	$V unterer Index u gleich gerade pi gerade r im Quadrat mal gerade c gleich gerade pi gerade D im Quadrat geteilt durch 4 mal gerade c$	V_U = Volum d’un cilindre (cm³) r = Radi del cilindre (cm) D = Diàmetre del cilindre (cm) c = Cursa o carrera del pistó, que és la distancia entre el PMS i el PMI (cm)
Cilindrada total	$V unterer Index T Leerzeichen gleich Leerzeichen V unterer Index U Leerzeichen mal Leerzeichen n unterer Index c$	V_T = Volum total del motor (cm³) n_c = Número de cilindres
Relació de compressió	$r gleich Zähler V unterer Index u plus V unterer Index c geteilt durch Nenner V unterer Index c Bruchergebnis$	V_c = Volum de la cambra de combustió (cm³) r = relació de compressió
Potència de rotació	$P Leerzeichen gleich Leerzeichen gamma groß Leerzeichen mal Leerzeichen omega$	Г = Parell motor (N·m) ω = Velocitat angular (rad/s)
Àrea d'un cercle	$A gleich gerade pi gerade r im Quadrat gleich gerade pi gerade D im Quadrat geteilt durch 4$	A (S) = àrea = secció = superfície (m²)

Zuletzt geändert: Donnerstag, 2. April 2020, 14:16

Propietat intel·lectual i drets d'autoria