RESUM DE TECNOLOGIA INDUSTRIAL El procés industrial Disseny:

RESUM DE TECNOLOGIA INDUSTRIAL
El procés industrial
Disseny ==== Preparació industrial ==== Fabricació ==== Distribució i venda
Disseny:
• Enginyeria del producte
• Aspecte i dimensions
Preparació de la fabricació:
• Enginyeria de procés
• Matèries primeres
• Mètodes de producció
Fabricació:
• Gestió de la producció
• Control de qualitat
• Gestió d'estocs
Distribució i venda:
• Comercialització
Model virtual ==== Prototipus ==== Eines informàtiques (CAD, CAM, CAE, CIM)
• Oficina tècnica:
♦ Externa
♦ Interna
• Projecte tècnic
♦ 1,2,3,4
• Documents
♦ Memòria
♦ Plànols
♦ Pressupost
♦ Plec de condicions
◊ Qualitat material
◊ Terminis d'execució
ELS RECURSOS ENERGÈTICS
Energia: Capacitat que tenen els casos per realitzar un treball
1
Principi de conservació de l'energia: L'energia no es pot crear, ni destruir, només es transforma
o transmetre d'uns cossos a uns altres
Energia mecànica:
• Em = EP + Ec
• E. Potencial: Posició: Ep = m·g·h
• E. Cinètica: moviment: Ec = ½ m·v2
Treball (J) : W= F·%x, amb F en la incrementació de %x
Potència (W): P= W/t, si la v és constant, P= F·v
Manifestacions energètiques
Mecànica: (Ep + Ec)
Interna o tèrmica: Deguda a l'energia que posseeixen les seves molècules. L'augment del moviment de la
matèria augmenta la seva energia: Augmenta la temperatura del cos.
Transferència d'energia:
• Conducció: contacte sòlids
• Convecció: Propagació en els fluids
• Radiació: Ones electromagnètiques
Química: Reaccions químiques:
• Exotèrmiques: Desprèn calor
• Endotèrmiques: Necessiten calor
Elèctrica: Deguda als electrons en moviment
• E = p·t = v·I·t (J)
Nuclear: Energia que mante juntes les partícules del nucli dels àtoms en un espai molt reduït
• E = m·c2 (c = moviment de la llum 3·108
Radiant: Ones electromagnètiques = Sol
Sonora: Moviment de vibració que es desplaça a través de les molècules d'un medi natural
TRANSFORMACIONS ENERGÈTIQUES
• Energia tèrmica en:
♦ Energia mecànica: Turbina
♦ Energia elèctrica: Convertidors termoelèctrics
♦ Energia química: Termòlisi
♦ Energia radiant: Làmpades incandescents
• Energia mecànica en:
2
♦ Energia elèctrica: Generadors
♦ Energia tèrmica: Fricció
• Energia química en:
♦ Energia mecànica: Home
♦ Energia tèrmica: Combustió
♦ Energia elèctrica: Piles i acumuladors
♦ Energia lluminosa: Combustió de les substàncies
• Energia elèctrica en:
♦ Energia mecànica: Motors elèctrics
♦ Energia tèrmica: Efecte Joule
♦ Energia química: Electròlisi i bateries d'acumuladors
♦ Energia radiant lluminosa: Làmpades de descàrrega de gas
♦ Energia sonora: Altaveus
• Energia radiant en:
♦ Energia tèrmica: Captadors solars
♦ Energia elèctrica: Cèl·lules solars
♦ Energia química: Fotosíntesis
• Energia sonora en:
♦ Energia elèctrica: Micròfons
• Energia nuclear en:
♦ Energia tèrmica i energia radiant: Fusió i fissió
RENDIMENT D'UNA MÀQUINA
Treball consumit Wc Wu = Treball útil
Potenica consumida Pc Pu = Potencia útil
Wp = Treball perdut Pp = Potencia perduda
= Wu / Wc
= (Wu / Wc) · 100 (%)
= Pu / Pc
<1
Wc = Wu + Wp
Pc = Pu + Pp
Fonts d'energia (de més a menys antiguitat)
• Muscular de l'home i la del animals
• Sol, foc, llenya
• Vent == Vaixell == Molins
• Aigua == Roda hidràulica
• Revolució industrial == Màquina vapor (carbó vegetal o mineral)
• Motor d'explosió == Benzina == Petroli
• Gas natural
• Energia nuclear
3
CLASSIFICACIÓ
En funció de la seva naturalesa:
• Primària: Es troba a la natura com la llenya, l'aigua, el carbó i el petroli
• Secundaria: S'obtenen a partir de les primàries, com l'electricitat o la benzina
En funció de les reserves disponibles:
• Renovables: Solar, eòlica, hidràulica, geotèrmica, biomassa, residus sòlids urbans, mareomotriu, de
les ones
• No renovables: Carbó, petroli, gas natural i energia nuclear
MATERIALS COMBUSTIBLES
Materials combustibles + O = E. Calorífica
Combustibles fòssils:
• Sòlids: carbó
• Líquids: petroli (benzina, querosè, gasoil)
• Gasosos: Gas natural, butà, propà
Poder calorífic: És l'energia que es desprèn en la combustió completa de la unitat de massa o volum d'un
combustible (Pca)
MATERIALS COMBUSTIBLES
Unitats SI MJ/kg MJ/m3 kcal/kg kcal/m3
Per calcular l'energia s'ha de multiplicar la quantitat total de massa o volum pel poder calorífic
E = Pca · m
E= V · Pca
Condicions normals (CN)
101300 Pa
0º C temperatura
En altres condicions (AC)
Pca = Pca (CN) · p · 273/273+ t
MATERIALS COMBUSTIBLES
CAPACITAT CALORÍFICA
Quantitat de calor que ha de tenir una substància per elevar la seva temperatura 1º K o 1º C
4
Q = m · Ce (T1 − T2 )
MATERIALS COMBUSTIBLES:
La llenya i el carbó vegetal: Bàsic per la meitat de la humanitat per escalfar−se, il·luminar i cuinar
Piròlisi (combustió parcial) de la llenya: Pesa 5 o 6 vegades menys
Carbó mineral
Origen: Descomposició orgànica d'extensos boscos que cobrien la terra submergits sota sorra durant milions
d'anys
Tipus
Origen
%C
Pca
Torba
Recent
− 60%
Pobre
Lignit
Recent
55−70%
Baix
Hulla
Antic
75−94%
Alt
Antracita
Més antic
93−97%
Més alt
Utilització
Consum
domèstic
A prop de
l'extracció
Carbó de coco
Alt forn
Combustible
siderúrgica
Extracció
A cel obert
A cel obert
Subterrani
Subterrani
COMBUSTIBLES GASOSOS
• 1r família: gas ciutat o manufacturat. Pca entre 17−23 MJ/m3
• 2n família: gas natural i aire propagat. Pca entre 45−55 MJ/m3
• 3r família: gas butà i propà. Pca entre 94−120 MJ/m3
TOTES LES FÓRMULES:
Q = m · Ce (T1 − T2)
m= v · d
1 l = 10−3 m3 = 1 dm3
Ce H20 = 4,18 KJ/kg ºC
W=F·d
E = mgh
P=F·v
Potència cotxe: 1CV = 736 W
Potència elèctric: P = V · I
Energia elèctrica: E = V · t · I
5
= Pu / Pc
Si es al mateix temps
= Eu / Ec
Ec = Ec /
Eu = Ec ·
E=P·t
P=E/t
E=P·t
Pca (CN): 1 atm = 101300 Pca == 0º C = 273 K
Pca = Pca(CN) = p/101300 Pa · 273/T(ºK)
Pca = Pca(CN) · p/1 atm · 273/273 + T (ºC)
K = 273 + ºC
Ec = m · Pca
1 cal = 4,18 J
= rendiment
del cotxe
6