intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Nhập môn Kỹ thuật cơ khí: Chương 6 - PGS.TS. Bùi Ngọc Tuyên

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:42

Thêm vào BST
Báo xấu
16
lượt xem 7
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Nhập môn Kỹ thuật cơ khí: Chương 6 - Hệ thống nhiệt và năng lượng" trình bày các nội dung kiến thức sau đây: tổng quan; cơ năng và công suất; nhiệt – biến đổi năng lượng; bảo toàn và biến đổi năng lượng; động cơ nhiệt và hiệu suất; một số vấn đề nghiên cứu.... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Nhập môn Kỹ thuật cơ khí: Chương 6 - PGS.TS. Bùi Ngọc Tuyên

  1. NHẬP MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ (AN INTRODUCTION TO MECHANICAL ENGINEERING) Chương 6. Hệ thống nhiệt và năng lượng 6.1. Tổng quan 6.2. Cơ năng và công suất 6.3. Nhiệt – Biến đổi năng lượng 6.4. Bảo toàn và biến đổi năng lượng 6.5. Động cơ nhiệt và hiệu suất 6.6. Một số vấn đề nghiên cứu 6.6.1. Động cơ đốt trong 6.6.2. Nhà máy phát điện 6.6.3. Động cơ phản lực
  2. NHẬP MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ (AN INTRODUCTION TO MECHANICAL ENGINEERING) 6.1. Tổng quan - Hệ thống nhiệt và năng lượng bao gồm: động cơ đốt trong, động cơ phản lực, các hệ thống gia nhiệt và làm lạnh, hệ thống phát điện ( từ nhiều nguồn tài nguyên khác nhau như:mặt trời, gió, thủy điện, điện địa chất, sinh khối, dầu, xăng, khí gas, than đá, năng lượng hạt nhân). - Các đặc trưng của năng lượng, các dạng khác nhau của năng lượng, các phương pháp biến đổi năng lượng là trung tâm của kỹ thuật cơ khí. - Các máy móc tiêu thụ hoặc cung cấp năng lượng thường bao gồm các quá trinh biến đổi năng lượng hóa chứa trong nhiên liệu thành năng lượng nhiệt, biến đổi năng lượng nhiệt thành công cơ học và làm quay trục, truyền năng lượng giữa các vị trí khác nhau nhằm mục đích gia nhiệt hay làm lạnh
  3. NHẬP MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ (AN INTRODUCTION TO MECHANICAL ENGINEERING) Relationship of the topics emphasized in this chapter (shaded boxes) relative to an overall program of study in mechanical engineering
  4. NHẬP MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ (AN INTRODUCTION TO MECHANICAL ENGINEERING) Cutaway view of an engine that powers off-road construction equipment. The engine converts the thermal energy produced by burning diesel fuel into mechanical work
  5. NHẬP MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ (AN INTRODUCTION TO MECHANICAL ENGINEERING) 6.2. Cơ năng, công và công suất  Thế năng (Graviational Potential Energy) Gia tốc trọng trường: g = 32,174 ≈ 32,2 g = 9,8067 ≈ 9,81 Thế năng: Ug = mgΔh ( >0 khi Δh>0,
  6. NHẬP MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ (AN INTRODUCTION TO MECHANICAL ENGINEERING)  Năng lượng đàn hồi (Elastic Potential Energy) Năng lượng đàn hồi được lưu trữ bởi một vật thể khi kéo dãn hoặc uốn như mô tả bởi định luật Húc. Với một lò so có độ cứng là k,kéo dãn dài là ΔL= L- L0 thì năng lượng đàn hồi được lưu giữ là: 𝟏 Uc = k ΔL2 > 0 𝟐  Động năng (Kinetic Energy) gắn liền với chuyển động của một vật thể. Khi lực hoặc mô men tác động trên một máy sẽ làm cho các chi tiết của nó chuyển động và lưu giữ động năng theo tốc độ chuyển động. Chuyển động có thể ở dạng rung động, chuyển động quay tròn hay chuyển động tịnh tiến. Một vật khối lượng m chuyển động tịnh tiến thẳng với tốc độ v sẽ có động năng là: 𝟏 Uk = mv2 𝟐
  7. NHẬP MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ (AN INTRODUCTION TO MECHANICAL ENGINEERING) Ví dụ 1: Hãy tính năng lượng đàn hồi tích trữ trong 2 phần thẳng của bu lông chữ u trong VD của chương 5
  8. NHẬP MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ (AN INTRODUCTION TO MECHANICAL ENGINEERING) Ví dụ 2: Tính động năng của một chiếc máy bay Boeing 767 có tải trọng lượng lớn nhất là 350000 lb và bay với vận tốc 400 dặm/giờ (tính động năng theo cả hai hệ thống đơn vị USCS và SI. Ví dụ 3: Hãy xác định công suất của động cơ điện theo đơn vị mã lực cung cấp năng lượng cho thang máy tải hàng trong một tòa nhà bốn tầng. Cho biết chiều cao của tòa nhà là 50 ft., thang máy có tải trọng 500 lb và nó có thể chở thêm 2500 lb hàng hóa thời gian di chuyển từ mặt đất đến tầng trên cùng là 20s
  9. NHẬP MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ (AN INTRODUCTION TO MECHANICAL ENGINEERING) Ví dụ 3: Hãy xác định công suất của động cơ điện theo đơn vị mã lực cung cấp năng lượng cho thang máy tải hàng trong một tòa nhà bốn tầng. Cho biết chiều cao của tòa nhà là 50ft, thang máy nặng 500 lb và nó có thể chở thêm 2500 lb hàng hóa thời gian di chuyển từ mặt đất đến tầng trên cùng là 40s
  10. NHẬP MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ (AN INTRODUCTION TO MECHANICAL ENGINEERING)  Công của một lực (Work of a Force) Công W của lực tác động lên pit tông làm cho nó dịch chuyển một khoảng cách Δd: W= Δd Work of a force that is applied to a piston sliding within a cylinder, (a) The force reinforces displacement as the gas in the cylinder is compressed (Ad > 0). (b) The force opposes displacement as the gas expands (Ad < 0).
  11. NHẬP MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ (AN INTRODUCTION TO MECHANICAL ENGINEERING)  Công suất (Power) Khi một lực tạo ra một công W trong thời gian Δt, ta có công suất trung bình là: 𝑾 Pavg = Δt Conversion Factors Between Various Units for Power in the USCS and SI .
  12. NHẬP MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ (AN INTRODUCTION TO MECHANICAL ENGINEERING) 6.3. Nhiệt – Biến đổi năng lượng (HEAT AS ENERGY IN TRANSIT)  Giá trị nhiệt (Heating Value) Năng lượng đầu ra của quá trình đốt cháy nhiên liệu được đo bằng một đại lượng gọi là giá trị nhiệt ký hiệu H  lượng năng lượng được giải phóng của một đơn vị khối lượng nhiên liệu đốt cháy. Giá trị nhiệt cho biết khả năng giải phóng nhiệt của một loại nhiên liệu. Nhiệt sinh ra khi đốt một khối lượng nhiên liệu m : Q = m.H
  13. NHẬP MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ (AN INTRODUCTION TO MECHANICAL ENGINEERING)  Nhiệt dung riêng (Specific Heat) Khi nhiệt truyền đến một vật thể khối lượng m, nhiệt độ của nó tăng từ giá trị ban đầu T0 đến nhiệt độ T, lượng nhiệt này được xác định theo công thức: Q = mc (T – T0 ) c: nhiệt dung riêng của vật liệu Specific Heat of Certain Materials
  14. NHẬP MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ (AN INTRODUCTION TO MECHANICAL ENGINEERING)  Truyền nhiệt (Transfer of Heat) - Ba cơ chế truyền nhiệt: dẫn nhiệt (conduction), đối lưu (convection), bức xạ (radiation) - Định luật Fourier về truyền nhiệt: κ𝑨𝜟𝒕 Q= (Th – Tl ) Thermal Conductivity of Certain Materials Heat conduction along the length of a metal rod.
  15. NHẬP MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ (AN INTRODUCTION TO MECHANICAL ENGINEERING)  Sản xuất năng lượng và tiêu thụ năng lượng tai Mỹ
  16. NHẬP MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ (AN INTRODUCTION TO MECHANICAL ENGINEERING) 6.4. Bảo toàn và chuyển đổi năng lượng ( Energy Conservation and Conversion) Định luật thứ nhất về nhiệt động học: Q = W + ΔU Schematic of the first law for energy balance in a thermal and energy system
  17. NHẬP MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ (AN INTRODUCTION TO MECHANICAL ENGINEERING) 6.5. Động cơ nhiệt và hiệu suất Động cơ nhiệt được cung cấp một lượng nhiệt đầu vào là Qh , một phần của Qh được biến đổi thành công cơ học W, phần còn lại được thải ra Ql Qh - Ql = W Hiệu suất động cơ nhiệt: 𝑾 Q𝒍 η= = 1- Qh Qh Hiệu suất carnot lý tưởng của máy nhiệt: T𝒍 ηc = 1- Th Tl , Th nhiệt đô đo theo thang đo Ken vin hoặc Rankin K= 0C+ 273,5 Conceptual view of a heat engine that operates 0R= 0F between sources of energy that are maintained +459,67 at high and low temperature
  18. NHẬP MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ (AN INTRODUCTION TO MECHANICAL ENGINEERING) Typical Efficiencies of Thermal and Energy Systems
  19. NHẬP MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ (AN INTRODUCTION TO MECHANICAL ENGINEERING) World energy use by fuel type
  20. NHẬP MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ (AN INTRODUCTION TO MECHANICAL ENGINEERING) 6.6. Một số vấn đề nghiên cứu 6.6.1 - Động cơ đốt trong (Internal Combustion Engines) Động cơ đốt trong biến đổi năng lượng hóa học lưu trữ trong nhiên liệu ( xăng, dầu, ethanol, propne) thành công cơ học. Khi nhiên liệu cùng với không khí được đưa vào xi lanh được đốt cháy, áp suất cao sinh ra trong xi lanh làm cho pit tông chuyển động tác động lên thanh truyền và làm quay trục khuỷu. Các thành phần chính của một động cơ đốt trong: Pit tông, xi lanh, thanh truyền, trục khuỷu,…Các thành phần này biến chuyển động tịnh tiến khứ hồi của pit tông thành chuyển động quay của trục khuỷu Layout of a singlecylinder internal- combustion engine.
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2412 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
4=>1