1.Ziemskie energie pierwotne i użyteczne, promienista energia el-magn.

Rozróżnia się cztery podstawowe formy energii użytecznej, wykorzystywanej bezpośrednio przez człowieka. Są to: energie chemiczne (żywność ,materiały i produkty niekonsumpcyjne), energia mechaniczna, ciepło i światło. Do źródeł energii pierwotnych zaliczyć można :źródła konwencjonalne ( paliwa organiczne, , biomasa) oraz niekonwencjonalne (paliwa nuklearne, promieniowanie słoneczne, ruch powietrza, pływy, biogaz, i in.) Źródłem

energii odnawialnej są też siły grawitacyjne Księżyca, powodujące przypływy i odpływy mórz. Energia ta zostaje zamieniona na energię cieplną.. Formy energii pierwotnych, wykorzystywane przez człowieka, podlegają. akumulacjom, zagęszczeniom i dalszym przemianom. Jedną z pośrednich form energii jest energia elektryczna.

Pod tym pojęciem rozumie się energię elektromagnetyczną wytwarzaną metodami przemysłowymi w elektrowniach, a przesyłaną i rozdzielaną za pośrednictwem systemu elektroenergetycznego. Energia elektryczna może być łatwo przetwarzana na inne użytkowe formy energii. Energia elektryczna jest prawie nieszkodliwa dla środowiska naturalnego. Jedyną jej wadą jest brak możliwości jej magazynowania. Do jej wytwarzania służą generatory elektromechaniczne. Energie pierwotne są albo bezpośrednio zamieniane na energię elektryczną (np. energia mechaniczna), albo przetwarzane na nią za pośrednictwem energii mechanicznej (np. ciepło).Podstawowe formy energii, na które przetwarza się energię elektryczną to: energia mechaniczna, chemiczna, ciepło i światło.

2. Bilans mocowy Ziemi, el-magn kanał przepływu energii.

Ziemia wypromieniowuje prawie tyle samo energii elektromagnetycznej ile jej otrzymuje z zewnątrz Słońce można traktować jako reaktor termojądrowy o mocy 37O-10²¹ kW. Około 99% mocy słonecznego promieniowania temperaturowego wysyłanego w przestrzeń przypada na fale o długościach od 280 do 5000nm, a więc na fale optyczne z zakresu promienio­wania nadfioletowego (10÷380nm), widzialnego (380÷760nm) i podczerwonego (760H÷10⁶nm)). Przyjmuje się, że temperatura powierzchni Słońca wynosi 6000K. W kierunku Ziemi wysyłany jest strumień promienisty o wartości P=178⋅10¹² kW. Część strumienia P zostaje odbita w przestrzeń kosmiczną. Górne warstwy atmosfery ziemskiej pochłaniają następną część strumienia P, nagrzewają się i na powrót wysyłają w przestrzeń strumień promienisty . Na powierzchnię kuli ziemskiej dociera moc o wartości około 121⋅10¹² kW. Moc ta jest prawie w całości wypromieniowywana w przestrzeń kosmiczną.

3.

Elektrotermia- dział wiedzy zajmujący się przemianą energii el. na en. cieplną elektr.

Tech świetlna - wytwarzanie,rozsył , wytw swiatła do celów użytkowych, luminancyjnych i sygnalizacyjnych

Elektrotechnika- dział wiedzy zajmujący się zast zjawisk elektr i el-magn w sposób praktyczny

-wytwarzanie energii

-przesyłanie

-amplitudowo- f-ciowe przemienianie

-przemiana na a/c układy i sygnały

4. Zakres widma fal elektromagnetycznych wykorzystywanych elektrotermii

W urządzeniach elektrotermicznych nośnikiem energii jest energia fal elektromagnetycznych o różnych częstotliwościach Źródłem przemiennego pola elektromagnetycznego mogą być: rozkład ładunku elektrycznego i gęstość prądu elektrycznego. Fale elektromagnetyczne mogą być wytwarzane w sposób naturalny lub sztuczny. Fale te różnią się między sobą m.in. częstotliwościami, ale mają ten sam charakter elektromagnetyczny oraz rozchodzą się w próżni z jednakową prędkością c≈3⋅10⁸ m/s.

Widmo fal elektromagnetycznych :

A - fale częstotliwości akustycznych; B - fale radiowe; C - mikrofale; D - promieniowanie

podczerwone; E - promieniowanie widzialne; F - promieniowanie ultrafioletowe; G -

promieniowanie rentgenowskie; H - promieniowanie gamma i kosmiczne

5.Elektrotermiczne straty cieplne a elektryczna generacja ciepła uzytecznego.

Rozpływ monochromatycznych energii elektromagnetycznych

A₁ - całkowita energia

A₂ - energia elektromagnetyczna tracona przez urządzenia

A₃ - energia elektromagnetyczna w głównym torze przepływu energii przez urządzenie

A₄ - energia elektromagnetyczna gł. toru urządzenia która jest bezpowrotnie tracona

A
- energia elektromagnetyczna wypromieniowana poza urządzenie

A
- energia elektromagnetycznych strat cieplnych

A₅ - energia elektromagnetyczna na wyjściu urządzenia przeznaczona do dalszego przesyłu

Generacja elektromagnetycznych strat cieplnych

w strukturze ciał materialnych występują ładunki elektryczne dwojakiego rodzaju:

- ładunki swobodne (elektrony i jony) -odległości mikroskopowe

- związane (elektrony związane- odległości makroskopowych

Ładunki te poddane są działaniu sił pola elektrycznego F_e i magnetycznego F_m zgodnie ze wzorem Lorentza
=

- Siły F_e są przyczyną ruchu ładunków ,wzrost E_k jest równoznaczny ze wzrostem temperaturowym. Elektryczne straty cieplne w różnych urządzeniach elektrycznych powoduje wzrost ich temperatury .

6. Elektrotermia i jej podział. Przetwornik El-term i wsad.

Elektrotermia jest działem wiedzy zajmującym się przemianami energii elektrycznej na energię cieplną użytkową. Elektrotermia jest powiązana z elektryką, z termo techniką, z energetyką, a w szczególności z elektroenergetyką. oraz z technologią Integralną częścią elektrotermii jest termokinetyka, czyli nauka o ruchu ciepła i formach jego przepływu.Elektrotermię dzieli się na elektrotermię przemysłową i elektrotermię bytową.

- Elektrotermia przemysłowa obejmuje zagadnienia elektrotermiczne występujące w hutnictwie i metalurgii, w obróbkach cieplnych, cieplno-chemicznych, suszarnictwie, łączeniu, itd.oraz. w budownictwie, rolnictwie, transporcie czy medycynie.

- Elektrotermia bytowa zajmuje się zagadnieniami związanymi z konstruowa­niem i eksploatowaniem grzejników popularnych stosowanych w gospodarstwie domowym.

Wszelkie ciała stanowiące obiekt zastosowania przemian elektrotermicznych określa się jako wsad. Natomiast każde ciało, w którym następuje przemiana elektrotermiczna to przetwornik elektrotermiczny (elektroenergotermiczny).

7.Ciepło w technice. Płomieniowy a elektrotermiczny sposób wytwarzania ciepła

Elektrotermiczny sposób wytwarzania ciepła jest konkurencyjny w stosunku do płomieniowego (paliwowego) sposobu wytwarzania ciepła. Bezpośrednie spalanie w określonym miejscu paliw organicznych( biomasa, węgiel, gaz , ropa) nazywa się grzaniem płomieniowym (paliwowym). Elektrotermiczny sposób wytwarzania ciepła w dużej części zastąpił sposób płomieniowy. Zastąpienie to było potrzebne do przeprowadzenia pewnych procesów technologicznych, niemożliwych do zrealizowania z zastosowaniem metod płomieniowych. Do takich procesów należą np. te, w których występuje konieczność: nagrzewania objętościowego, selektywnego, nagrzewania w próżni i in.

Maksymalne gęstości powierzchniowe mocy uzyskiwane z różnych źródeł

Promieniowanie słoneczne na powierzchni kuli ziemskiej	0,1 W/cm^2
Promieniowanie słoneczne skupione w ognisku soczewki	10^2
Palnik spawalniczy	10^4
Nagrzewnica indukcyjna powierzchniowa	2⋅10^4
Łuk elektryczny	10^5
Plazmotron	5⋅10^5
Laser o pracy ciągłej	10^8
Wyrzutnia elektronów	10^9
Laser o pracy impulsowej	10^15

8.Podziały stosowane w elektrotermii i kryteria

Podziały stosowane w elektrotermii dotyczące rodzaju nagrzewań i rodzaju urządzeń elektrotermicznych przeprowadzane są w oparciu o różne kryterium klasyfikacji:

1.Według kryterium konstrukcji urządzenia. Elektryczne urządzenia grzejne można podzielić na komorowe i bezkomorowe.

a)Wśród urządzeń bezkomorowych wyróżnia się:

- elektryczne narzędzia grzejne (wymagają poruszania nimi przy użytkowaniu np. lutownica, żelazko, lokówka),

- elektryczne przyrządy grzejne, które są urządzeniami przenośnymi i nie wymagają poruszania nimi przy użytkowaniu (np. ogrzewacze wnętrzowe, grzałki),

- nagrzewnice elektryczne, które są urządzeniami grzejnymi nieprzenośnymi (np.hartownice indukcyjne, nagrzewnice oporowe bezpośrednie, nagrzewnice fotonowe czy elektronowe).

b)Do urządzeń komorowych zalicza się:

- piece elektryczne

- suszarki elektryczne

- cieplarki elektryczne

2.Kryterium metody elektrotermicznej, wyróżnia się tu 11 metod nagrzewania: oporowe ,elektrodowe, łukowe, indukcyjne, pojemnościowe, mikrofalowe, elektronowe, plazmowe, jarzeniowe (jonowe), ultradźwiękowe, fotonowe (laserowe)

3.Kryterium rodzaju energii docierającej do wsadu, z której wynika podział na

- nagrzewanie bezpośrednie - wsad jest przetwornikiem energotermicznym. ,eliminuje się zewnętrzne źródła ciepła, które występują przy grzaniu pośrednim.

- nagrzewanie pośrednie polega na wytworzeniu ciepła w przetworniku elektro­termicznym, skąd ciepło może przenosić się do wsadu następującymi drogami: radiacyjną, konwekcyjną lub kondukcyjną

4.Kryterium rozkładu gęstości objętościowej mocy wydzielanej we wsadzie podczas procesu nagrzewania:.

- nagrzewanie objętościowe - niemożliwe do zrealizowania przy wykorzystaniu płomie­niowego sposobu wytwarzania ciepła - moc cieplna wydziela się w całej objętości wsadu.

- nagrzewanie selektywne -źródła mocy cieplnej wsadu są rozłożone na jego powierzchniach, w określonych jego warstwach

5.Kryterium końcowego rozkładu temperatury w nagrzewanym wsadzie :nagrzewanie skrośne i selektywne wsadu. O nagrzaniu skrośnym - celem grzania jest uzyskanie jednakowej temperatu­ry w całej objętości wsadu. Nagrzanie skrośne wsadu można osiągnąć stosując grzanie objętościowe bądź selektywne.

6.Kryterium wartości częstotliwości pola elektromagnetycz­nego, którego energia zamieniana jest we wsadzie na ciepło, Częstotliwości:

- zerową (f=0Hz, tzn. prądem stałym),

- zmniejszoną (małą) (0Hz<f<50Hz),

- sieciową (f=50(60)Hz),

- średnią (zwiększoną) (50Hz<f<10⁴Hz),

- wielką (10⁴Hz<f<3-10¹¹Hz)

- bardzo wielką (3-10¹¹Hz<f<3-10²⁰Hz).

7.Kryterium technologii grzania wykorzystywane przy: obróbce cieplnej, cieplno-chemicznej i cieplno-fizycznej, topieniu, drążeniu, rozdzielaniu , łączeniu , suszeniu czy ogrzewaniu.

8.Kryterium kinetyki wsadu grzania: nieprzelotowe i przelotowe,

9.Kryterium środowiska wsadu - nagrzewanie próżniowe, cieczowe, fluidalne w atmosferze naturalnej lub sztucznej (technologicznej)

10 Kryterium prowadzenia cyklu nagrzewania - nagrzewanie przerywane, okresowe i ciągłe lub nagrzewanie impulsowe i ciągłe

11 Kryterium szybkości obciążenia temperatury wsadu

- stygnięcie (spadek temp. )

- stygnięcie spowolnione (obniżenie temp. wsadu )

- studzenie - przyspieszone obniżenie temp. wsadu

9.Bilans Energetyczny urządzenia elektrotermicznego

Podstawą bilansowania energii w urządzeniach elektrotermicznych jest zasada zachowania energii. Zgodnie z nią suma energii urządzenia i otoczenia pozostaje stała. Moce i energie te są mocami i energiami czynnymi. W każdym urządzeniu elektrotermicznym występują 2 rodzaje energii

- Monochromatyczna energia elektryczna

- Energia cieplna

W bilansie tym poszczególne wielkości P oznaczają:

P_ce - całkowita moc elektryczna dopływająca do urządzenia

P_w - moc elektromagnetyczna - zużywana poza głównym torem elektrotermicznym

P_e - moc elektromagnetyczna dostarczana do głównego toru elektrycznego urządzenia

P_se - moc strat elektromagnetycznych w głównym torze elektrycznym

P_de=P_g - moc elektromagnetyczna doprowadzona do przetwornika elektrotermicznego i zamieniona na moc cieplną,

P_sc - moc strat cieplnych - będąca częścią mocy cieplnej P_g - oddawana do otoczenia

P_a - moc cieplna akumulacyjna - będąca częścią mocy cieplnej P_g - zakumulowana w różnych częściach urządzenia

P_u - moc cieplna użyteczna powodująca wzrost energii wewnętrznej wsadu. Moc P_sc może mieć charakter mocy traconej lub wraz z mocą P_sc, charakter mocy użytecznej .Równanie bilansu mocy urządzenia elektrotermicznego przedstawionego na rysunku ma postać:

(P₁) + (P₂) = (P_a) + (-P_ce+P_w+P_se+P_sc+P_u) = O a po przekształceniach

Pce=Pw+Pse+Psc+Pa+Pu

Na sprawność elektrotermiczną

będą składały się następujące sprawności cząstkowe występujące w głównym torze elektrotermicznym urządzenia:

• sprawność elektryczna

• Sprawność cieplna

czyli

Sprawność całkowitą urządzenia elektrotermicznego opisuje wzór

10.Materiały ogniotrwałe i izolujące stosowane w urządzeniach elektrotermicznych

Niektóre części urządzeń elektrotermicznych muszą być wykonane z:

- Materiałów, które w wysokich temp charakteryzują się sztywnością , dużą wytrzymałościa mechaniczną i odpornościa na działanie czynników chemicznych

- Materiałów, które ograniczają odpływ ciepła do otoczenia lub odizolują cieplnie
Ponadto wśród różnych materiałów pracujących w wysokich temperaturach, wyróżnić można materiały elektroizolacyjne.

Najbliższymi spełnienia wyżej wymienionych wymagań są tworzywa wykonane z materiałów ceramicznych. Materiały te charakteryzują się występowaniem w nich związków będących w różnych fazach krystalicznych (polikrystalicznych) lub w fazach szklistych. Większość tych materiałów odznacza się nieciągłą budową wewnętrzną wskutek występo­wania w nich tak zwanych porów.

a)Materiały ogniotrwałe

Cechą materiałów ogniotrwałych jest ich odporność na działanie wysokich temperatur. Miarą ich odporności jest ogniotrwałość zwykła, którą należy traktować jako przybliżoną temperaturę topnienia.

Materiały ogniotrwałe powinny posiadać dostateczną wytrzymałość mechaniczną w wysokich temperaturach. Miarą ich maksymalnego poziomu temperatury pracy może być ogniotrwałość pod obciążeniem_.

Różnica między wartościami ogniotrwałości zwykłej i ogniotrwałości pod ob­ciążeniem zależna jest od składu fazowego poszczególnych materiałów ogniotrwałych i może wahać się od kilkudziesięciu do kilkuset stopni.

Do właściwo­ści materiałów ogniotrwałych należą m.in.:

- Duża odporność na temperaturę

- Duża odporność na gwałtowne zmiany temperatur,

- mała przewodność cieplna,

- Małe ciepło właściwe i mały ciężar właściwy

- Mały współczynnik rozszerzalności cieplnej,

- Duża wytrzymałość na ściskanie i rozciąganie,

- Duża twardość a mała ścieralność i łamliwość,

- Mała porowatość

- Duża odporność na korozję chemiczną stałych, ciekłych i gazowych czynników

Wyroby ogniotrwałe dzieli się na: formowane z mas o różnych konsystencjach, formowane na gorąco, topione i odlewane do form. Wśród nieformowanych materiałów ogniotrwałych wyróżnić można:

• Mieliwa i kruszywa,

• Zaprawy i masy

-betony ogniotrwałe i żaroodporne

Według tego kryterium składu chemiczno-mineralnego materiały ogniotrwałe dzieli się na:

I. Materiały kwaśne

II. Materiały zasadowe (MgO>35%)

III. Materiały obojętne

b)Materiały termoizolacyjne

Najistotniejszą własnością materiałów termoizolacyjnych jest ich możliwie mała wartość przewodności cieplnej właściwej. Osiągnięcie małej wartości przewodności cieplnej materiałów ceramicznych, jest nadanie im maksymalnie porowatej struktury.

Materiały termoizolacyjne stosowane w urządzeniach elektrotermicznych mają postać prostek, kształtek, zasypek, papierów, tektur, mat czy sznurów.

W oparciu o kryterium składu chemicznego ogniotrwałe wyroby termoizolacyjne dzieli się na krzemionkowe, szamotowe, kaolinowe, czy korundowe

c)Materiały elektroizolacyjne

Materiały elektroizolacyjne powinny posiadać w podwyższonych temperaturach: możliwie małą konduktywność i wytrzymałość na przebicia oraz odporność mechaniczną. Ogniotrwałymi materiałami elektroizolacyjnymi mogą być różne materiały ogniotrwałe z wyjątkiem materiałów w skład których wchodzi węgiel (C) czy karborund (SiC).

11. Prądy przewodzenia i przemiany elektrocieplne w stacjonarnym elektrycznym polu przepływowym. Prądy konwekcyjne i przemiany elektrocieplne.

Wśród stacjonarnych pól elektrycznych o
wyróżnia się:

- pola elektrostatyczne, w których nie występuje ruch ładunków, a więc w których nie zachodzą żadne przemiany energetyczne,

- pola elektryczne prądów stałych, w których istnieje przemieszczanie się ładunków swobodnych na odległości makroskopowe, a ładunek przepływający przez rozpatrywany przekrój przestrzeni jest niezmienny w czasie dzięki uzupełnianiu go z zewnątrz.

Wśród pól elektrycznych prądów stałych, które są prawie zawsze stacjonarnymi polami elektromagnetycznymi, można wyróżnić:

- stacjonarne pola przepływowe, które występują często w różnych urządzeniach elektrycznych, będących ośrodkami przewodzącymi lub półprzewodzącymi o dużej liczbie ładunków swobodnych,

- stacjonarne pola swobodnie poruszających się ładunków (np. pola wiązek ładunków poruszających się w próżni).

W stacjonarnych polach przepływowych ma się do czynienia ze stałym prądem przewodzenia, polegającym na jednostajnym i makroskopowym przesuwaniu się (unoszeniu) w jednym kierunku ładunków swobodnych, ulegających w skali makroskopowej wielokrotnym zderzeniom i przyspieszeniom w okresach międzyzderzeniowych.

Natomiast w stacjonarnych polach wiązek ładunków występuje prąd konwekcyjny, polegający na swobodnym i zmiennym w czasie jednokierunkowym ruchu na odległości makroskopowe ładunków obdarzonych masą.

12. Definicje metod elektrotermicznych. Sposoby pośredniego nagrzewania wsadów.

Metody elektrotermiczne i sposoby pośredniego nagrzewania wsadów

Ze wzglądu na możliwe odmienne zasady i sposoby nagrzewania różnych wsadów i związane z tym odmienne konstrukcje całych grup urządzeń elektrotermicznych, przyjęło się wyróżniać jedenaście głównych metod elektrotermicznych. Metody te, wprowadzane do praktyki przemysłowej na przestrzeni dziesięcioleci maja nazwy wynikające:

- z rodzaju energii dostarczanej do przetwornika elektrotermicznego (np. mikrofale, ultradźwięki, fotony),

- ze sposobu przeniesienia tej energii do przetwornika (np. indukcja elektromagnetyczna, elektrody, poruszające się elektrony lub jony),

- z wielkości elektromagnetycznej charakteryzującej przetwornik (np. opór (rezystancja), pojemność),

- z nazwy przetwornika (np. plazma, dielektryk, wyładowanie łukowe, wyładowanie jarzeniowe).

Poniżej przytoczono definicje metod elektrotermicznych wraz z rysunkami przedstawiającymi w sposób schematyczny realizowane w nich główne przemiany energii i sposoby jej transportu. Oprócz głównych metod elektrotermicznych wyróżnia się także metody mieszane (skojarzone) (np. łukowo-oporowe). W niektórych z metod elektrotermicznych występują zarówno bezpośrednie jak i pośrednie sposoby nagrzewania wsadów.

Przy pośrednich sposobach nagrzewania wsadów - w zależności od drogi termokinetycznej na jakiej jest transportowane ciepło od przetwornika elektrotermicznego do wsadu - wyróżnia się nagrzewania: kondukcyjne, konwekcyjne i radiacyjne lub nagrzewania skojarzone (mieszane): konwekcyjno-radiacyjne lub kondukcyjno-konwekcyjno-radiacyjne.

Sposoby pośredniego nagrzewania wsadów

1.) Sposób radiacyjny (promiennikowy) - polega na przenoszeniu cieplnej energii elektromagnetycznej heterochromatycznego promieniowania temperaturowego pomiędzy przetwornikiem elektrotermicznym a wsadem, znajdującymi się w środowisku nie pochłaniającym (próżnia) lub mało pochłaniającym (np. powietrze) elektromagnetyczne promieniowanie cieplne (temperaturowe). Przepływ elektromagnetycznej energii cieplnej bywa często ukierunkowywany przy pomocy luster.

2.) Sposób kondukcyjny - polega na stykowym przekazywaniu drgającym cieplnie cząstkom wsadu podwyższonej energii kinetycznej bezładnego ruchu cieplnego cząstek przetwornika elektrotermicznego.

3.) Sposób konwekcyjny - (ruch ciepła i masy) polega na makroskopowym przenoszeniu pomiędzy przetwornikiem elektrotermicznym a wsadem cząsteczek płynu (cieczy lub gazu), nagrzewanych (podwyższających swoją energię kinetyczną) dzięki zetknięciu się z powierzchnią przetwornika elektrotermicznego, a ochładzanych (zmniejszających swoją energię kinetyczną) na powierzchni wsadu. Wymuszenie ruchu cząsteczek płynu może być spowodowane temperaturowo-gęstościowymi siłami wewnętrznymi (konwekcja swobodna (naturalna)) lub zewnętrznymi (konwekcja wymuszona).

Metody elektrotermiczne

a.) metoda oporowa - polega na wytworzeniu ciepła na skutek przepływu elektronowego prądu przewodzenia przez ciało stałe lub ewentualnie (po stopieniu ciała stałego) ciecz, połączone metalicznie (stykowo, galwanicznie) z obwodem, wzdłuż którego przenosi się energia pola elektromagnetycznego stacjonarnego lub przemiennego o częstotliwości 50Hz.

b.) metoda elektrodowa - polega na wytworzeniu ciepła na skutek przepływu jonowego lub jonowo-elektronowego prądu przewodzenia przez ciecz, połączoną przy pomocy elektrod z obwodem, wzdłuż którego przenosi się energia pola elektromagnetycznego stacjonarnego lub przemiennego o częstotliwości 50Hz.

.

c.) metoda indukcyjna - polega na wytworzeniu ciepła na skutek przepływu indukowanego prądu przewodzenia (prądów wirowych) przez ciało stałe lub ciecz, sprzężone indukcyjnie z obwodem wzdłuż którego przenosi się energia pola elektromagnetycznego przemiennego o częstotliwości od kilku (kilkunastu) Hz do kilkudziesięciu MHz.

.

d.) metoda pojemnościowa (dielektryczna) - polega na wytworzeniu ciepła na skutek przepływu prądu przesunięcia (polaryzacji) (i ewentualnie prądu przewodzenia) przez ciało stałe lub ciecz, sprzężone pojemnościowo z obwodem poprzez umieszczenie ich w kondensatorze, będącym częścią składową obwodu wzdłuż którego przenosi się energia pola elektromagnetycznego przemiennego o częstotliwości od kilku do kilkudziesięciu MHz.

.

e.) metoda łukowa - polega na wytworzeniu ciepła na skutek przepływu prądu przewodzenia przez obszar wyładowania łukowego (przez plazmę), występującego w gazie o ciśnieniu atmosferycznym lub w próżni, przy czym obszar wyładowania łukowego jest połączony przy pomocy elektrod z obwodem, wzdłuż którego przenosi się energia pola elektromagnetycznego stacjonarnego lub przemiennego o częstotliwości 50Hz.

f.) metoda mikrofalowa - polega na wytworzeniu ciepła na skutek przepływu prądu przesunięcia (polaryzacji) (i ewentualnie prądu przewodzenia) przez ciało stałe lub ciecz, poddane działaniu promieniowania mikrofalowego o częstotliwości od kilkuset MHz do kilkuset GHz, do których energia elektromagnetyczna przenosi się dzięki umieszczeniu ich we wnęce rezonansowej, falowodzie lub naprzeciw otwartego końca falowodu.

.

g.) metoda fotonowa (laserowa) - polega na wytworzeniu ciepła w ciele stałym lub cieczy poddanych działaniu spójnego, monochromatycznego i mało rozbieżnego fluoroscencyjnego promieniowania elektromagnetycznego: mikrofalowego (masery), podczerwonego (irrasery), świetlnego (lasery) lub ultrafioletowego (UV-lasery), wytworzonego w kwantowych wzmacniaczach promieniowania.

h.) metoda elektronowa - polega na wytworzeniu ciepła w ciele stałym lub cieczy pod wpływem uderzających o nie rozpędzonych w próżni elektronów (tworzących prąd konwekcyjny), których źródłem jest nagrzana (elektrotermicznie) katoda, a które są przyspieszane w obszarze międzyelektrodowym, połączonym z obwodem wzdłuż którego przenosi się energia stacjonarnego pola elektromagnetycznego.

13.Termokinetyka i formy ruchu ciepła

Termokinetyka - nauka o ruchu ciepła i o formach jego przepływu. Zadania z dziedziny termokinetyki polegają głównie na poszukiwaniu rozkładu temperatur w poszczególnych częściach układu termokinetycznego, jak i wyznaczaniu ilości ciepła przekazywanego między tymi częściami.

Formy ruchu ciepła

- wypadkowy przepływ od ciała o wyższej temp. do ciała o niższej

- każde ciało nagrzane powyżej zera bezwzględnego wypromieniowuje energie

Wymiana ciepła w procesach termokinetycznych może być realizowana za pomocą trzech sposobów, obejmujących:

- Przewodzenie ciepła (kondukcja) jest to wymiana ciepła między stykającymi się częściami jednego ciała lub różnych ciał, polegająca na przekazywaniu energii kinetycznej (występuje cieczach i gazach).

- Unoszenie ciepła (konwekcja) polega na przekazywaniu energii w wyniku makroskopowego ruchu substancji. Unoszeniu ciepła zawsze towarzyszy kondukcja, i radiacja.

- Promieniowaniem ciepła (radiacja) nazywa się przekazywanie energii pomiędzy ciałami lub częściami tego samego ciała, za pośrednictwem promieniowania elektromagnetycznego temperaturowego.

14. temperatura i jej pomiary. Przyrządy do pomiaru temperatury i ich podział

Pomiar temperatury może być realizowany na wiele sposobów. W zależności od interakcji pomiędzy badanym obiektem pomiarowym a czujnikiem pomiarowym wyróżnić można:

• pomiar dotykowy (pomiar kontaktowy) - czujnik (termometr) styka się z obiektem, którego temperaturę mierzymy

• pomiar bezdotykowy (pomiar bezkontaktowy) - poprzez pomiar parametrów promieniowania elektromagnetycznego emitowanego przez rozgrzane ciało (promieniowanie cieplne) np. długości fali, ilości emitowanej energii przez obiekt.

W zależności od wykorzystanych do pomiaru własności fizycznych czujnika pomiarowego, wyróżnić można pomiar z wykorzystaniem zjawiska:

• odkształcenia bimetalu,

• wytwarzania napięcia elektrycznego na styku dwóch metali (termopara) w różnych temperaturach,

• zmiany rezystancji elementu

• zmiany parametrów złącza półprzewodnikowego (termometr diodowy)

• zmiany objętości cieczy, gazu lub długości ciała stałego (termometr, termometr cieczowy),

• parametrów promieniowania cieplnego ciała np. Pirometr,

• zmiana barwy - barwa żaru, barwa nalotowa stali, farba zmieniająca kolor pod wpływem temperatury,

• stożki Segera.

Termometr - przyrząd do pomiaru temperatury metodą pośrednią, na podstawie zmiany pod wpływem . Termometr może służyć do pomiaru dowolnej temperatury w określonym zakresie lub wskazywania tylko wybranych wartości temperatury

Rodzaje termometrów:

• *Termometry cieczowe

• *Termometr alkoholowy

• *Termometr rtęciowy

*Termometr stacyjny
*Termometr gazowy
*Termometr bimetaliczny

*Termometr parowy

• *Termometr magnetyczny

*Termometr oporowy

Pirometr - przyrząd pomiarowy służący do bezdotykowego pomiaru temperatury. Działa w oparciu o analizę promieniowania cieplnego emitowanego przez badane ciała.

Strona1

---