Bài giảng Kỹ thuật nhiệt: Các chu trình nhiệt động - Trần Thị Thu Hằng

Tài liệu này giới thiệu tổng quan về các khái niệm cơ bản và phân loại các chu trình nhiệt động.

Sinh viên, kỹ sư và các nhà nghiên cứu trong lĩnh vực nhiệt động lực học, kỹ thuật nhiệt, năng lượng, và động cơ nhiệt; những người quan tâm đến các hệ thống chuyển đổi năng lượng và làm lạnh.

Tài liệu "CÁC CHU TRÌNH NHIỆT ĐỘNG" cung cấp một cái nhìn tổng thể về các nguyên lý cốt lõi và ứng dụng đa dạng của các chu trình nhiệt động. Bắt đầu với định nghĩa chu trình nhiệt động, tài liệu phân biệt giữa các quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch, đồng thời phân loại chu trình thành thuận chiều (biến nhiệt năng thành công) và ngược chiều (chuyển nhiệt bằng công). Các thông số nhiệt động quan trọng như hiệu suất nhiệt (ητ), hệ số làm lạnh (ε) và hệ số bơm nhiệt (φ) được giới thiệu và minh họa bằng các đồ thị (T-s, P-v). Chu trình Carnot lý tưởng cũng được phân tích, nêu bật hiệu suất tối đa và những hạn chế của nó trong thực tế. Phần lớn tài liệu tập trung vào "chu trình thuận chiều", bao gồm các thảo luận chi tiết về chu trình động cơ đốt trong (chu trình Otto, Diesel và hỗn hợp), chu trình tuabin khí và chu trình động cơ phản lực (có và không có máy nén, bao gồm cả động cơ tên lửa). Đối với mỗi loại, tài liệu trình bày các giả định cơ bản, các thông số đặc trưng (ví dụ: tỷ số nén, tỷ số tăng áp) và công thức tính toán hiệu suất nhiệt. Đồng thời, tài liệu cũng so sánh hiệu năng và ưu nhược điểm của chu trình tuabin khí so với động cơ đốt trong. Tiếp theo, tài liệu khám phá "chu trình hơi", đặc biệt là chu trình Rankine như một giải pháp thực tế cho các nhà máy điện hơi nước, thay thế cho chu trình Carnot. Nó minh họa nguyên lý hoạt động của các nhà máy nhiệt điện, bao gồm cả điện nguyên tử và điện mặt trời. Phân tích cũng mở rộng đến ảnh hưởng của các thông số vận hành như áp suất và nhiệt độ đến hiệu suất chu trình Rankine. Cuối cùng, tài liệu đề cập đến "chu trình ngược chiều", bao gồm chu trình máy lạnh và bơm nhiệt. Nó liệt kê các phương pháp làm lạnh khác nhau, như giãn nở khí, hiệu ứng Joule-Thomson, làm lạnh nhiệt điện và chuyển pha. Các chu trình máy lạnh không khí (sử dụng khí lý tưởng) và chu trình nén hơi (sử dụng môi chất lạnh thực như NH3, R12, R22) được giải thích chi tiết về nguyên lý hoạt động, ưu điểm và nhược điểm, cũng như tính phù hợp cho từng ứng dụng cụ thể. Nội dung được cấu trúc nhằm mang lại sự hiểu biết toàn diện về cả khái niệm lý thuyết và triển khai thực tế của các chu trình nhiệt động.