Bài giảng Kỹ thuật nhiệt: Chương 2 - Lê Anh Sơn

Chia sẻ: Na Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:36

Thêm vào BST

Báo xấu

307
lượt xem 63
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Kỹ thuật nhiệt: Chương 2 trình bày các phương pháp tiếp cận của nhiệt động kỹ thuật như môi chất và hệ nhiệt động - phương pháp thu nhỏ phạm vi khảo sát, các thông số trạng thái của môi chất, các quá trình nhiệt động, các chu trình nhiệt động.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kỹ thuật nhiệt: Chương 2 - Lê Anh Sơn

PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN (phần nhiệt động kỹ thuật)  Môi chất và hệ nhiệt động: phương pháp thu nhỏ phạm vi khảo sát  Các thông số trạng thái của môi chất: cách xác định một trạng thái của môi chất và biểu diễn thành một điểm trên đồ thị  Các quá trình nhiệt động: cách tính toán nhiệt, công của một quá trình và biểu diễn thành một đường trên đồ thị  Các chu trình nhiệt động: cách tính toán nhiệt, công của một chu trình máy nhiệt và biểu diễn thành một đường khép kín trên đồ thị
MÔI CHẤT VÀ CÁCH XÁC ĐỊNH TRẠNG THÁI CỦA CHÚNG
SỰ CHUYỂN PHA CỦA CÁC ĐƠN CHẤT  Sự thăng hoa – p ngưng kết Nóng g h  Sự nóng chảy – ch ả y đông đặc Điểm tới hạn (H O): 2 - đông Pha lỏng kp = 221,29 bar o k t = 374,15 C  Sự hoá hơi – ngưng đặc e f tụ tụ g ưn ng Điểm ba thể (H O):  Nhiệt chuyển pha: là i- 2 Pha rắn hơ p = 0,00605 at á lượng nhiệt cần cấp o Ho t = 0,01 C c d a hoa - b Pha hơi hoặc nhả ra trong h ă n g kế t T ngư n g quá trình chuyển t pha. Lê Anh Sơn. Power engineering department. HUA
KHÍ LÝ TƯỞNG VÀ KHÍ THỰC  Lực tác dụng giữa các phân tử F - Khí lý tưởng: F = 0; - Khí thực: F = f(r), với r là khoảng cách giữa các phân tử. Khi r, v →∞, KT có thể coi là KLT  Độ nén Z = pv/RT - Khí lý tưởng: Z = 1 - Khí thực: Z = f(p,T). p →0, T đủ lớn, Z → 1 Lê Anh Sơn. Power engineering department. HUA
KHÍ LÝ TƯỞNG VÀ KHÍ THỰC (tiếp)  Nhiệt dung riêng, nội năng và entanpi - Khí lý tưởng: C = const; u = f(T); i = f(T) - Khí thực: C = f(T,p); u = f(T,p); i = f(T,p)  Sự chuyển pha - Khí lý tưởng: không có sự chuyển pha - Khí thực: có sự chuyển pha (rắn, lỏng khí) Lê Anh Sơn. Power engineering department. HUA
PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI K.L.T. pv  RT R  8314 J/kmol.K  R pV  GRT R J/kg.K   pV  MR T   pPa , v m kg , T K  3 Lê Anh Sơn. Power engineering department. HUA
PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ THỰC  Phương trình Van der Walls (1893) (chỉ đúng với các khí ở p nhỏ, v lớn):  a  p  2 v  b   RT  v  - a hệ số hiệu chỉnh áp suất - b hệ số hiệu chỉnh thể tích riêng - a,b được xác định bằng thực nghiệm và phụ thuộc vào từng chất khí. Lê Anh Sơn. Power engineering department. HUA
QUÁ TRÌNH HOÁ HƠI ĐẲNG ÁP  Hoá hơi là quá trình chuyển từ thể lỏng thành thể hơi  Các dạng hoá hơi - Bay hơi là quá trình hoá hơi xảy ra trên bề mặt thoáng của chất lỏng (xảy ra ở mọi áp suất và nhiệt độ) - Sôi là quá trình hoá hơi xảy ra cả trên bề mặt thoáng và trong thể tích của chất lỏng tại các bọt hơi (chỉ xảy ra ở nhiệt độ xác định ứng với áp suất đã cho)Lê Anh Sơn. Power engineering department. HUA
QUÁ TRÌNH HOÁ HƠI ĐẲNG ÁP Gh Gh x  t < ts t = ts t = ts t = ts t > ts Gx Gn  Gh bar t ,29 221 K t d2 d1 d d a2 100 bar c2 a1 10 bar c1 a 1 bar a b c c ts Lỏng bão hoà (x = 0) Hơi bão hoà (x = 1) o2 o1 o v o q
CÁC VÙNG TRẠNG THÁI CỦA HƠI t T pk ạn K Quá nhiệt K h ới ut d2 d1 p2 p1 Si ê T2 p≡T 0 T1 x= x 0,1 = 1 x x= x= x = 0,1 x = x x= Bão hoà ẩm = 1 = 0, 0,8 0,8 0, x=0 9 9 Lỏng chưa sôi v s
NHIỆT CẤP CHO QUÁ TRÌNH HOÁ HƠI  Tổng quát: q = qn + r +qh Nhiệt đốt nóng nước đến nhiệt độ sôi: qn = i’ – io = Cpn (ts – to) Nhiệt hoá hơi của nước: r = i” – i’ Nhiệt đốt nóng hơi bão hoà khô thành hơi quá nhiệt: qh = i – i” = Cph(t – ts) Lê Anh Sơn. Power engineering department. HUA
BẢNG VÀ ĐỒ THỊ CỦA CÁC HƠI  Bảng hơi nước - Bảng nước sôi và hơi bão hoà khô (bảng 3, tr. 192 – theo nhiệt độ; bảng 4, tr. 195 – theo áp suất) - Bảng nước chưa sôi và hơi quá nhiệt (bảng 5, tr. 200)  Đồ thị i – s của hơi nước (tr. 215)  Đồ thị lg(p) – i của môi chất lạnh (R22, tr. 212; R12, tr. 213; NH3, tr. 214). Lê Anh Sơn. Power engineering department. HUA
CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CƠ BẢN CỦA KHÍ LÝ TƯỞNG
TRÌNH TỰ NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH Tìm phương trình của quá trình Quan hệ giữa các thông số trạng thái đầu và cuối quá trình (p, v, T) Tính công thay đổi thể tích của quá trình Tính công kỹ thuật của quá trình Tính nhiệt trao đổi với môi trường Tính biến thiên entrôpi của quá trìnhLê Anh Sơn. Power engineering department. HUA
CƠ SỞ NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH Định luật nhiệt động 1 dq = du + pdv; dq = di - vdp Phương trình trạng thái khí lý tưởng pv = RT Công thức xác định biến thiên u, i du = CvdT; di = CpdT Lê Anh Sơn. Power engineering department. HUA
 Phương trình của quá trình đa biến dq = CvdT + pdv; dq = CpdT – vdp; dq = CndT → (Cn – Cp)dT = -vdp; (Cn – Cv)dT = pdv → (Cn – Cp)/(Cn – Cv) = -vdp/pdv = n dlkt/dl = n (số mũ đa biến) → npdv + vdp = 0 → n.dv/v + dp/p =0 → ln(vn) + ln(p) = const → pvn = const Lê Anh Sơn. Power engineering department. HUA 2v2 p1v1n = p n
QUÁ TRÌNH ĐA BIẾN (Cn = const) Quan hệ giữa các thông số trạng thái n 1 p2  v1  v1  p2  n pv n  const    ;   p1  v2    v2  p1    n 1 n 1 T2  v1   P2  n p1v1  RT1 ; p2 v2  RT2      T1  v2    p   1 Lê Anh Sơn. Power engineering department. HUA
QUÁ TRÌNH ĐA BIẾN (Cn = const) Công thay đổi thể tích Cn  C p Cp nk  n;  k  C n  Cv C n  Cv Cv n 1 q  u  l12  l12  q  u  Cn  Cv T2  T1  RT1  T2  Cv  R  l12  R T1  T2   1   k 1 n 1 n  1  T1    Lê Anh Sơn. Power engineering department. HUA
QUÁ TRÌNH ĐA BIẾN (Cn = const) Công kỹ thuậtkt12  n  l12 l Nhiệt trao đổi với môi trường q  Cn T2  T1 ; Q  Gq  GCn T2  T1  Biến thiên entrôpi dq dT  T2  ds   Cn  s  Cn ln   T  T T  1 Lê Anh Sơn. Power engineering department. HUA
QUÁ TRÌNH ĐOẠN NHIỆT (Cn = 0) Phương trình của quá trình đoạn nhiệt dq Cn  C p dq  0  Cn  0 n k dT C n  Cv pv  const k Thay n bằng k trong các công thức của quá trình đa biến Lê Anh Sơn. Power engineering department. HUA