Temperatura d'estancament

En la termodinàmica i la mecànica de decorreguts, es denomina temperatura d'estancament, també cridada temperatura de remanso, a la temperatura en un punt de remanso en un fluix de decorregut. En un punt de remanso la velocitat del decorregut és zero i tota l'energia cinètica s'ha convertit en energia interna i ademés se li afig a l'entalpia estàtica local. En el fluix de decorregut incompresible, i el fluix incompresible, la temperatura d'estancament és igual a la temperatura total de tots els punts en la llínea de corrent que conduïx al punt d'estancament.

Derivació

Adiabàtic

La temperatura d'estancament es pot derivar de la primera llei de la termodinàmica . L'aplicació de l'equació de fluix d'energia estable i ignorant els térmens d'energia potencial de treball, calor i camp gravitacional, tenim:

$h_0=h+\frac{V^2}{2}$

a on

$h_0=$ estancament (i/o total) d'entalpia en un punt d'estancament.

$h=$ entalpia estàtica en el lloc d'interés a lo llarc de la llínea de corrent estancament

$V=$ velocitat en el punt d'interés a lo llarc de la llínea de corrent estancament

Substituint entalpia, suponent una capacitat de calor específica constant a pressió constant ($h=c_{p}T$) tenim

$T_0=T+\frac{V^2}{2c_p}$

o

$\frac{T_0}{T}=1+\frac{\gamma -1}{2}{M}^2$

a on

$c_p=$ capacitat de calor específica a pressió constant

$T_0=$ estancament (parcial o total) de temperatura en un punt d'estancament

$T=$ la temperatura (o la temperatura estàtica) en el lloc d'interés a lo llarc de la llínea de corrent estancament

$V=$ velocitat en el punt d'interés a lo llarc de la llínea de corrent d'estancament

$M=$ número de Mach en el lloc d'interés a lo llarc de la llínea de corrent estancament

$\gamma =$ Relació de calors específiques (Cp / Cv), 1,4 per a l'aire en 300 K

Fluix en adició de calor

$h_{02}=h_{01}+q$

$T_{02}=T_{01}+\frac{q}{c_p}$

q = Calor per unitat de massa afegida al sistema

Estrictament parlant, l'entalpia és una funció de la temperatura i la densitat. No obstant, a la suposició comuna d'un gas perfecte calorífic, l'entalpia es pot convertir directament en temperatura com s'indica més dalt, lo que permet que un definixca una temperatura d'estancament en térmens de la propietat més fonamental, que seria l'estancament d'entalpia.

En les propietats d'estancament (per eixemple, temperatura d'estancament, l'estancament de pressió) són útils en els càlculs de rendiment de motors a reacció. En les operacions del motor, la temperatura d'estancament a sovint es diu la temperatura total de l'aire. Un termoparell bimetálico a sovint s'utilisa per a medir la temperatura d'estancament, pero es deu fer recaptes per a la radiació tèrmica.

Colectors solars tèrmics

Les proves de rendiment dels colectors solars tèrmics utilisen el terme de temperatura d'estancament per a indicar la temperatura màxima alcanzable d'un colector en un decorregut estancat (sense moviment), una temperatura ambiente de 30 °C, i la radiació solar incident de 1000 W / m². Les sifres mencionades són només valors arbitraris i no posseïxen cap significat verdader sense un context apropiat.