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

Bài giảng Nhiệt động lực học: Chương 6 - TS. Hà Anh Tùng

Chia sẻ: Khánh Thành | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:21

Thêm vào BST
Báo xấu
17
lượt xem 1
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Nhiệt động lực học: Chương 6 Một số quá trình đặc biệt của khí và hơi, cung cấp cho người học những kiến thức như: Quá trình lưu động; Quá trình tiết lưu; Một số quan hệ cơ bản của dòng lưu động. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Nhiệt động lực học: Chương 6 - TS. Hà Anh Tùng

  1. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 1/2009 ĐHBK tp HCM Chương 6: Một số quá trình đặc biệt của khí và hơi ¾ 6.1 Quá trình LƯU ĐỘNG ¾ 6.2 Quá trình TIẾT LƯU p.1
  2. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 1/2009 ĐHBK tp HCM 6.1 Quá trình LƯU ĐỘNG của Khí và Hơi ¾ 6.1.1 Giới thiệu - Sự chuyển động của môi chất gọi là LƯU ĐỘNG Ví dụ: Ống tăng tốc Ống tăng áp - p, v, T, i, s cần xác định - tốc độ ω (m / s ) - lưu luợng G (kg/s) p.2
  3. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 1/2009 ĐHBK tp HCM ¾ Ứng dụng quá trình LƯU ĐỘNG trong thực tế - Vòi phun nước - Động cơ phản lực p.3
  4. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 1/2009 ĐHBK tp HCM ¾ Các giả thiết trong khi tính toán quá trình LƯU ĐỘNG - Quá trình lưu động là ĐOẠN NHIỆT Q = 0 ( s1 = s2 ) - Lưu lượng G (kg/s) của môi chất không thay đổi theo thời gian ω2 f1ω1 f 2ω 2 ω1 G= = = const (kg / s ) v1 v2 v1 v2 (f1, ω1, v1 lần lượt là diện tích tiết diện, tốc f1 f2 độ và thể tích riêng của môi chất tại 1) p.4
  5. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 1/2009 ĐHBK tp HCM 6.1.2 Một số quan hệ cơ bản của dòng lưu động 1 Quan hệ giữa ÁP SUẤT và TỐC ĐỘ của dòng Q=0 Áp dụng định luật 1 cho hệ hở: • ⎛ ω12 ⎞ •⎛ ω 22 ⎞ ω1 ω2 G ⎜⎜ i1 + 2 ⎟⎟ = G ⎜⎜ i2 + 2 ⎠ ⎟⎟ ⎝ ⎠ ⎝ dω 2 di = − = − ω dω (1) W=0 2 Mặt khác: di = d (u + pv) = du + pdv + vdp = q = 0 (quá trình lưu động là ĐOẠN NHIỆT) di = vdp (2) Khi TỐC ĐỘ của dòng môi chất (1), (2) ω dω = − v dp thì ÁP SUẤT sẽ và ngược lại p.5
  6. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 1/2009 ĐHBK tp HCM ω1 ω 2 > ω1 p2 < p1 : áp suất ở đầu ra GIẢM Ống tăng tốc dùng để tăng động năng khí như dùng trong tuabin ω1 ω 2 < ω1 p2 > p1 : áp suất ở đầu ra TẮNG Ống tăng áp dùng để tăng áp suất khí như dùng trong máy nén khí p.6
  7. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 1/2009 ĐHBK tp HCM 2 Quan hệ giữa HÌNH DẠNG ỐNG với TỐC ĐỘ ¾ Tốc độ âm thanh trong môi trường có dòng môi chất lưu động đoạn nhiệt: a: tốc độ lan truyền của âm thanh p,v: áp suất (pa) và thể tích riêng a = k pv (m / s ) (m3/kg) của môi chất trong môi trường mà âm thanh lan truyền k: số mũ đoạn nhiệt của môi chất Ví dụ: ở điều kiện không khí chuẩn p = 1 bar , T = 25 oC, k = 1.4 RT 8314 * (273 + 25) v= = = 0.854 m 3 / kg p 29 * 100000 a = k pv = 1.4 *100000 * 0.854 = 346 m/s p.7
  8. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 1/2009 ĐHBK tp HCM ω * Chú ý: khi M >1 quá trình lưu ¾ Tiêu chuẩn MACH: M = a động được gọi là SIÊU ÂM p.8
  9. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 1/2009 ĐHBK tp HCM ¾ Quan hệ giữa HÌNH DẠNG ỐNG với TỐC ĐỘ ω dω = −v dp Muốn xác định a = k pv dω Từ: pv = const k df f = M −1 2 (ω ) hình dạng ống phải xác định fω giá trị M trước G= v ω1 ω 2> ω1 ω1 ω 2> ω1 Ống TĂNG TỐC (Nếu M < 1) (Nếu M > 1) ω1 ω 2< ω1 ω1 ω 2< ω1 Ống TĂNG ÁP (Nếu M < 1) (Nếu M > 1) p.9
  10. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 1/2009 ĐHBK tp HCM Ví dụ: ống tăng tốc trong tên lửa (có M > 1) p.10
  11. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 1/2009 ĐHBK tp HCM 3 Quan hệ giữa HÌNH DẠNG ỐNG với các thông số khác ¾ Quan hệ giữa hình dạng ống và ÁP SUẤT (M 2 −1 ) dpp = −kM 2 df f ¾ Quan hệ giữa hình dạng ống và THỂ TÍCH RIÊNG (M 2 ) dvv = M −1 2 df f ¾ Quan hệ giữa hình dạng ống và NHIỆT ĐỘ (M 2 −1 ) dT T = − M (k − 1) df 2 f 4 Quan hệ giữa TỐC ĐỘ và MẬT ĐỘ DÒNG ( ρ = 1 / v) dρ dω = −M 2 ρ ω p.11
  12. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 1/2009 ĐHBK tp HCM 6.1.3 Ống tăng tốc ω1 ω 2> ω1 1 Ống tăng tốc nhỏ dần - Sử dụng khi môi chất lưu động có M < 1 - Ví dụ: p.12
  13. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 1/2009 ĐHBK tp HCM a) Tốc độ ở cửa ra ω2 của ống tăng tốc nhỏ dần ω 22 − ω 12 Định luật nhiệt động 1 = i1 − i2 ω 2 = 2(i1 − i2 ) + ω 12 cho hệ hở 2 Có thể bỏ qua ω 1 2 Đối với ống tăng tốc, thường ω1
  14. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 1/2009 ĐHBK tp HCM b) Lưu lượng qua ống tăng tốc nhỏ dần G (kg/s) f1ω 1 f 2ω 2 ω1 ω 2> ω1 G= = thay ω 2 = 2 (i1 − i2 ) f2 v1 v2 f1 f2 G= 2 (i1 − i2 ) Đơn vị: i1, i2 (J/kg); f2 (m2) ( Khi M < 1) v2 v2 (m3/kg) * Nếu môi chất là KHÍ LÝ TƯỞNG * Nếu môi chất là KHÍ hay HƠI THỰC : tra bảng Từ pt đoạn nhiệt p1v1k = p 2 v 2k T p1 1 ⎡ 2 k +1 ⎤ s 2 = s1 2k p1 ⎢⎛ p 2 ⎞ k ⎛p ⎞ k G = f2 ⎜⎜ ⎟⎟ − ⎜⎜ 2 ⎟⎟ ⎥ p2 k − 1 v1 ⎢⎝ p1 ⎠ p1 ⎠ ⎥ x2 ⎝ x=0 ⎢⎣ ⎥⎦ 2 x= i2 1 p.14 s
  15. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 1/2009 ĐHBK tp HCM c) Trạng thái tới hạn của ống tăng tốc nhỏ dần * Nhắc lại: ω1 ω 2> ω1 ω1 ω 2> ω1 Ống TĂNG TỐC (Nếu M < 1) (Nếu M > 1) Đối với ống tăng tốc nhỏ dần Æ ω2 chỉ có thể tăng tối đa đến tốc độ âm thanh ω 2 (max) = ω th = a * Tại trạng thái tới hạn: p 2 (min) = p th ; ω 2 (max) = ω th = a ; Gmax = Gth pth Đặt: β= gọi là tỉ số áp suất ở trạng thái tới hạn p1 k - KLT 1 nguyên tử β = 0.484 ⎛ 2 ⎞ k −1 - KLT 2 nguyên tử β = 0.528 Chứng minh được β =⎜ ⎟ - KLT 3 nguyên tử và hơi ⎝ k + 1⎠ quá nhiệt β = 0.546 - Hơi bão hòa β = 0.577 p.15
  16. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 1/2009 ĐHBK tp HCM * Đối với KHÍ LÝ TƯỞNG: 2k 2k Tốc độ tới hạn: ω th = ω 2 (max) = p1v1 = RT1 k +1 k +1 2 Lưu lượng tới hạn: 2k p1 ⎛ 2 ⎞ k −1 Gth = Gmax = f 2 ⎜ ⎟ k + 1 v1 ⎝ k + 1 ⎠ * Đối với KHÍ và HƠI THỰC: i p1 sth = s1 Tra bảng 1 Từ ith , vth pth = β p1 pth ω th = ω 2 (max) = 2 (i1 − ith ) x2 2 f2 Gth = Gmax = 2 (i1 − ith ) vth s p.16
  17. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 1/2009 ĐHBK tp HCM d) Khảo sát ống tăng tốc nhỏ dần theo áp suất của môi trường sau ống p 2′ ω1 p1 p2 ω 2> ω1 p 2′ - Trường hợp p 2′ > pth = β p1 lấy p 2 = p 2′ - Trường hợp p 2′ ≤ pth = β p1 lấy p 2 = pth Ví dụ 6.1: p1 = 60 at p 2′ = 36 at ω 2 ?? Khí O2 t1 = 100oC G ?? f 2 = 20 mm 2 Giải: pth O2 là khí 2 nguyên tử β= = 0.528 pth = 31.68 at p1 p 2′ > pth lấy p 2 = p 2′ = 36 at ⎡ k −1 ⎤ ⎡ 2 k +1 ⎤ 2k ⎛ p ⎞ 2k p1 ⎢ ⎛ p ⎞ k ⎛ p ⎞ k ⎜⎜ 2 ⎟⎟ − ⎜⎜ 2 ⎟⎟ ⎥ k ω 2= RT1 ⎢1 − ⎜⎜ 2 ⎟⎟ ⎥ G = f2 k −1 ⎢ ⎝ p1 ⎠ ⎥ k − 1 v1 ⎢⎝ p1 ⎠ ⎝ p1 ⎠ ⎥ ⎢⎣ ⎥⎦ ⎢⎣ ⎥⎦ p.17
  18. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 1/2009 ĐHBK tp HCM 2 Ống tăng tốc LAVAL ω1 ω 1< ω 2 ≤ a Vì ống tăng tốc nhỏ dần chỉ tăng tối đa vận tốc dòng lên đến ω 2 (max) = a Để tăng tốc độ dòng vượt quá tốc độ ÂM THANH (ω2 > a hay M > 1) Dùng ống tăng tốc LAVAL Lưu lượng qua ống tăng tốc Laval Vùng Vùng 2 M1 2k p1 ⎛ 2 ⎞ k −1 ω 2> a G = f min ⎜ ⎟ ω1
  19. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 1/2009 ĐHBK tp HCM ™ Thiết kế ống tăng tốc LAVAL - Dựa vào các thông số cho sẵn: p1 , v1 , G , p2 Tính - Diện tích tiết diện cửa ra f2 - Chiều dài phần sau của ống l p 1 , v1 ¾ Diện tích tiết diện cửa ra f2 D G dmin f2 = ⎡ 2 k +1 ⎤ ⎛ 2k p1 ⎢ p 2 ⎞ k ⎛ p ⎞ k ⎜⎜ ⎟⎟ − ⎜⎜ 2 ⎟⎟ ⎥ k − 1 v1 ⎢⎝ p1 ⎠ ⎝ p1 ⎠ ⎥ f2 ⎢⎣ ⎥⎦ Ω = 8 − 120 l ¾ Chiều dài phần sau của ống Hoặc G v2 D − d min f2 = l= 2 (i1 − i2 ) Ω 2 tg 2 p.19
  20. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 1/2009 ĐHBK tp HCM 6.2 Quá trình TIẾT LƯU của Khí và Hơi ¾ Định nghĩa: Tiết lưu là quá trình dòng môi chất đi qua 1 tiết diện bị co hẹp đột ngột ¾ Tính chất: - Do vận tốc cục bộ qua tiết diện tăng Æ áp suất giảm - Quá trình ĐẲNG ENTANPI i2 = i1 p.20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

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