Bài giảng Kỹ thuật nhiệt - Chương 1.1: Một số khái niệm cơ bản - TS. Hà Anh Tùng (ĐH Bách khoa TP.HCM)

Chia sẻ: Lê Đình Tâm | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:0

Thêm vào BST

Báo xấu

233
lượt xem 24
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 1.1 Một số khái niệm cơ bản trình bày các vấn đề chung, những khái niệm cơ bản, thông số trạng thái của môi chất. Tham khảo nội dung bài giảng để bổ sung các kiến thức hữu ích cho bản thân.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kỹ thuật nhiệt - Chương 1.1: Một số khái niệm cơ bản - TS. Hà Anh Tùng (ĐH Bách khoa TP.HCM)

1. Một số khái niệm cơ bản 1.1 Các vấn đề chung 1.2 Những khái niệm cơ bản 1.3 Thông số trạng thái của môi chất p.5
1.1 Các vấn đề chung Tất cả các bài toán về NHIỆT chung qui cũng chỉ nhằm: Xác định NĂNG LƯỢNG của hệ thống cũng như SỰ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG trong hệ thống • m VD1: VD2: Bơm xe đạp nóng lên khi bơm p.6
1.2 Những khái niệm cơ bản 1.2.1 Nhiệt lượng và công 1.2.2 Hệ nhiệt động 1.2.3 Máy nhiệt p.7
1.2.1 Nhiệt lượng và công ¾ Nhiệt lượng: lượng là lượng năng lượng đi xuyên qua bề mặt ranh giới khi giữa chất môi giới và môi trường có sự chênh lệch nhiệt độ - Qui ước: ước + Vật nhận nhiệt: Q (+) + Vật thải nhiệt: Q (-) ¾ Công: Công là lượng năng lượng đi qua bề mặt ranh giới có khả năng dịch chuyển một vật nào đó. - Qui ước: ước + Vật sinh ra công: W (+) + Vật nhận công: W (-) Đơn vị đo: đo - Hệ SI: 1 J (jun) = 1N.m = 107 erg ; 1 cal (calo) = 4.18 J - Hệ khác: 1 Btu = 1055 J = 252 cal ; 1 Wh = 3.413 Btu p.8
Mechanical Equivalent of Heat Joule demonstrated that water can be heated by doing (mechanical) work, and showed that for every 4186 J of work done, the temperature of water rose by 1C0 per kg. p.9
1.2.2 Hệ nhiệt động - Hệ nhiệt động (HNĐ) khoảng không gian có chứa một lượng nhất định chất môi giới đang được khảo sát bằng các biện pháp nhiệt động. Chất môi giới ?? Nguồn nóng ?? Nguồn lạnh ?? Khi xem xét một Công và nhiệt lượng trao đổi khi chất môi giới biến đổi trạng thái HNĐ cần chú ý: Bề mặt ranh giới ngăn cách giữa chất môi giới và môi trường ?? Ví dụ minh họa p.10
Một số ví dụ về hệ nhiệt động (1) p.11
Phân loại hệ nhiệt động - HNĐ kín: lượng chất môi giới trong hệ thống được duy trì không đổi, chất môi giới không thể đi xuyên qua bề mặt ranh giới ngăn cách giữa hệ thống và môi trường. ( VD: máy lạnh) - HNĐ hở: chất môi giới có thể đi vào và đi ra khỏi hệ thống xuyên qua bề mặt ranh giới. ( VD: động cơ đốt trong, tuabin khí, động cơ phản lực, etc.) - HNĐ đoạn nhiệt: trong hệ thống này, chất môi giới không có sự trao đổi nhiệt với môi trường trong quá trình hoạt động. - HNĐ cô lập: trong hệ thống này, chất môi giới và môi trường hoàn toàn không có bất kỳ sự trao đổi năng lượng nào trong quá trình hoạt động. p.14
Người soạn: TS. Hà anh Tùng 1/2009 ĐHBK tp HCM Ví dụ về hệ nhiệt động kín p.15
1.2.3 Máy nhiệt A/ Động cơ nhiệt: đây là loại máy dùng nhiệt để Nguồn nóng sinh công. Trong loại máy này, Q1 chất môi giới sẽ vận chuyển nhiệt W lượng theo chiều thuận từ nguồn Động cơ nhiệt nóng đến nguồn lạnh và giãn nở sinh công. ( VD: động cơ đốt trong, Q2 động cơ phản lực, tuabin, vv..) Nguồn lạnh ¾ Xét bảo toàn năng lượng cho Động cơ nhiệt: Q1 = Q2 + W W Q2 q2 ¾ Hiệu suất nhiệt: η = = 1− = 1− Q1 Q1 q1 p.18
B/ Bơm nhiệt, máy làm lạnh: Nguồn nóng đây là loại máy nhận công từ Q1 bên ngoài để vận chuyển nhiệt W Bơm nhiệt, lượng theo chiều ngược từ Máy làm lạnh nguồn lạnh đến nguồn nóng. Q2 (VD: máy lạnh, bơm nhiệt) Nguồn lạnh ¾ Xét bảo toàn năng lượng cho bơm nhiệt hay máy làm lạnh: Q1 = Q2 + W Q1 Q1 q1 ¾ Hệ số làm nóng (cho bơm nhiệt): ϕ= = = > 1 W Q1 − Q2 q1 − q 2 Q2 Q2 q2 ¾ Hệ số làm lạnh (cho máy lạnh): ε= = = W Q1 − Q2 q1 − q 2 p.20
Máy điều hòa nhiệt độ p.21
Tủ lạnh - Refrigeration Animation p.22
p Bơm nhiệt – Máy ĐHKK p.23
1.3 Thông số trạng thái Tại một điều kiện bất kỳ, trạng thái của chất môi giới có thể được xác định = 2 thông số trạng thái độc lập (Ví dụ) ¾ Các thông số trạng thái thường dùng là: - Nhiệt độ T - Áp suất p - Thể tích riêng v - Nội năng u - Entanpi i - Entropi s p.24
Nhiệt độ T ¾ Thông số trạng thái thể hiện mức độ nóng lạnh của vật - NK thủy ngân, NK rượu: dựa trên sự giãn nở của chất lỏng ¾ Dụng cụ đo: Nhiệt kế (NK) - NK điện trở: dựa trên sự thay đổi điện trở - Thermocouple: dựa trên sự thay đổi dòng ¾ Đơn vị: điện - Độ bách phân (oC): o C= 9 ( 5 o F − 32 ) - Độ Fahrenheit (oF): o F = 1.8 oC + 32 - Độ Kelvin (oK): o K = oC + 273 p.26
Tương quan giữa các thang nhiệt độ p.27
Áp suất p ¾ Lực tác dụng lên một đơn vị diện tích bề mặt ranh giới theo phương pháp tuyến với bề mặt đó. (Ví dụ) - Manometer (áp kế): dùng để đo áp suất dư pd, phần áp suất của chất khí lớn hơn áp suất khí trời ¾ Dụng cụ đo: - Parometer: đo áp suất khí trời pkt - Vacumeter (chân không kế): đo áp suất chân không pck, phần áp suất của chất khí nhỏ hơn áp suất khí trời p ck = p kt − p 1 Pa (Pascal) = 1 N/m2 1 bar = 105 Pa = 750 mmHg ¾ Đơn vị: 1 at = 9.81 x 104 Pa = 0.981 bar = 10 mH2O = 735.6 mmHg 1 mmHg = 133.3 N/m2 1 mmH2O = 9.81 N/m2 p.29
Ví dụ về áp suất (1) p.30
Ví dụ về dụng cụ đo áp suất p.33