intTypePromotion=1

Bài giảng Nhiệt động lực học kỹ thuật: Chương 10 - TS. Nguyễn Minh Phú

Chia sẻ: Năm Tháng Tĩnh Lặng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

0
70
lượt xem
14
download

Bài giảng Nhiệt động lực học kỹ thuật: Chương 10 - TS. Nguyễn Minh Phú

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Lưu động là sự chuyển động của dòng môi chất qua các ống đặc biệt (ống lớn dần, ống nhỏ dần, ống laval) để đạt mục tiêu kỹ thuật. Tiết lưu là quá trình dòng chất môi giới đi qua một tiết diện bị co hẹp đột ngột. Trong chương 10 của bài giảng sau đây sẽ tập trung phân tích về 2 quá trình nêu trên, mời các bạn cùng tham khảo để nắm bắt nội dung chi tiết.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Nhiệt động lực học kỹ thuật: Chương 10 - TS. Nguyễn Minh Phú

  1. Baøi giaûng Nhieät ñoäng löïc hoïc kyõ thuaät CHÖÔNG 10: LÖU ÑOÄNG VAØ TIEÁT LÖU CHÖÔNG 10 LÖU ÑOÄNG VAØ TIEÁT LÖU 1. LƯU ĐỘNG 1.1 KHÁI NIỆM Lưu động là sự chuyển động của dòng môi chất qua các ống đặc biệt (ống lớn dần, ống nhỏ dần, ống laval) để đạt mục tiêu kỹ thuật. Trong thực tế, người ta dùng rộng rãi quá trình lưu động của dòng chất môi giới qua các ống tăng tốc để tăng tốc độ của nó lên trước khi đưa vào các thiết bị nhằm biến đổi động năng của nó thành công có ích. Ống tăng tốc lavan thường gặp trong tầng cánh tĩnh cũa tuabin hơi và tuabin khí, còn ống tăng áp thường gặp trong máy nén tuabin và máy nén ly tâm. Các giả thiết: 1) Quá trình lưu động là quá trình đoạn nhiệt Do tốc độ lưu chất qua các ống tương đối lớn, chiều dài ống tương đối ngắn nên thời gian lưu động khá ngắn do vậy có thể xem như không có sự trao đổi nhiệt nào giữa lưu chất và môi trường. 2) Tốc độ của lưu chất trên mọi điểm của cùng một tiết diện ngang của ống đều bằng nhau và bằng tốc độ trung bình trong tiết diện đó. 3) Lưu lượng khối lượng của lưu chất qua mọi tiết diện của ống đều bằng nhau và không đồi theo thời gian: f11 f2 2 G   const v1 v2 hay G  1f11   2 f2 2  const Một số khái niệm: - Tốc độ âm thanh a: đối với khí lưu động đoạn nhiệt thuận nghịch thì: p a k  kpv  kRT  - Số Mach M: CBGD: TS. NGUYEÃN MINH PHUÙ -1-
  2. Baøi giaûng Nhieät ñoäng löïc hoïc kyõ thuaät CHÖÔNG 10: LÖU ÑOÄNG VAØ TIEÁT LÖU  M a 1.2 MOÄT SOÁ QUAN HEÄ CÔ BAÛN 1. Aùp suaát vaø toác ñoä: d = – vdp d2 Hay  vdp  di 2 22 12 Hay   i1  i 2 2 2 2 1 1 i2 i1 2 Ñoái vôùi khí lyù töôûng i1 i2 22 12   c p (T1  T2 ) 2 2 12 2 Hay i1 +  i2 + 2 . Ñoái vôùi doøng löu ñoäng thoâng thöôøng i = u + pv trong ñoù 2 2 chuùng ta ñaõ boû qua thaønh phaàn ñoäng naêng vaø theá naêng. Ñoái vôùi doøng löu ñoäng toác ñoä cao, theá naêng cuûa löu chaát vaãn khoâng ñaùng keå nhöng ñoäng naêng thì khoâng. Keát hôïp thaønh phaàn ñoäng naêng vaø enthalpy thaønh moät thoâng soá kyù hieäu laø i0 (stagnation enthalpy) 2 i0 = i + 2 d d 2. Toác ñoä vaø khoái löôïng rieâng:  M 2   CBGD: TS. NGUYEÃN MINH PHUÙ -2-
  3. Baøi giaûng Nhieät ñoäng löïc hoïc kyõ thuaät CHÖÔNG 10: LÖU ÑOÄNG VAØ TIEÁT LÖU 3. Hình daïng oáng vaø caùc thoâng soá khaùc: M1 OÁng nhoû OÁng lôùn OÁng nhoû OÁng lôùn daàn daàn daàn daàn Toác ñoä df d Taêng Giaûm Giaûm Taêng  (M 2  1) f  Aùp suaát dp df Giaûm Taêng Taêng Giaûm (M 2  1)   kM 2 p f Theå tích rieâng dv df Taêng Giaûm Giaûm Taêng (M 2  1)  M2 v f Nhieät ñoä dT df Giaûm Taêng Taêng Giaûm (M 2  1)  M 2 (k  1) T f Nhö vaäy ñoái vôùi moät oáng coù hình daïng xaùc ñònh ta khoâng theå keát luaän ngay ñoù laø oáng taêng toác hay taêng aùp maø caàn phaûi khaûo saùt kyõ giaù trò toác ñoä cuûa doøng moâi chaát ôû cöûa vaøo oáng 1 vaø toác ñoä aâm thanh ôû moâi tröôøng töông öùng khi ñoù môùi coù theå keát luaän ñöôïc ñaëc tính cuûa oáng. Baøi toaùn veà löu ñoäng trong thöïc teá kyõ thuaät thöôøng laø baøi toaùn veà oáng taêng toác ñeå söû duïng ñoäng naêng cuûa noù vaøo caùc muïc ñích khaùc nhau. Sau ñaây chuùng ta seõ tìm hieåu veà oáng taêng toác. 1.3 OÁNG TAÊNG TOÁC Trong thöïc teá thöôøng gaëp caùc doøng löu ñoäng coù vaän toác vaøo oáng nhoû hôn toác ñoä aâm thanh (M < 1) do ñoù theo baûng treân thì duøng oáng nhoû daàn. Caùc kyù CBGD: TS. NGUYEÃN MINH PHUÙ -3-
  4. Baøi giaûng Nhieät ñoäng löïc hoïc kyõ thuaät CHÖÔNG 10: LÖU ÑOÄNG VAØ TIEÁT LÖU hieäu sau duøng chæ soá 1 öùng vôùi thoâng soá ôû cöûa vaøo oáng, chæ soá 2 öùng vôùi thoâng soá ôû cöûa ra oáng 1.3.1 OÁng taêng toác nhoû daàn 1 2 1 < a 1 < 2 = a p1 p2 < p1 a) Toác ñoä ôû cöûa ra  2 (theo muïc 1.2) Ñoái vôùi hôi nöôùc 2  2(i1  i 2 )  12 Thoâng thöôøng 1 raát beù so vôùi  2 neân 2  2(i1  i 2 ) k 1   2k  p 2  k Ñoái vôùi khí lyù töôûng 2  2c p (T1  T2 )  p1v1 1      k 1   p1     b) Löu löôïng qua oáng f2  2 G= v2 c) Traïng thaùi tôùi haïn Laø traïng thaùi maø toác ñoä ôû cöûa ra vôùi tôùi toác ñoä aâm thanh:  2 = th = a p th khi ñoù aùp suaát p2 cuûa löu chaát ôû cöûa ra ñaït giaù trò nhoû nhaát pth. Ñaët:   goïi p1 laø tæ soá aùp suaát ôû traïng thaùi tôùi haïn. k  2  k 1 Ñoái vôùi khí lyù töôûng     (xem chöùng minh trong TL)  k 1 CBGD: TS. NGUYEÃN MINH PHUÙ -4-
  5. Baøi giaûng Nhieät ñoäng löïc hoïc kyõ thuaät CHÖÔNG 10: LÖU ÑOÄNG VAØ TIEÁT LÖU Khí lyù töôûng 1 nguyeân töû:  = 0,484 Khí lyù töôûng 2 nguyeân töû:  = 0,528 Khí lyù töôûng 3 nguyeân töû trôû leân vaø hôi quaù nhieät:  = 0,546 Hôi nöôùc baõo hoaø:  = 0,577 Khi toác ñoä ñaït ñeán traïng thaùi tôùi haïn (lôùn nhaát) thì löu löôïng cuûa doøng moâi chaát ñaït giaù trò lôùn nhaát Gmax p2 Nhö vaäy khi tính toaùn caàn phaûi so saùnh tæ soá aùp suaát vaø  : p1 p2 i. >    2 < th , G < Gmax p1 p2 ii. =    2 = th , G = Gmax, p2 = pth =  p1 p1 Toác ñoä tôùi haïn: 2k  k 1  Ñoái vôùi khí lyù töôûng th  p1 v1 1   k  k 1   Ñoái vôùi hôi nöôùc th  2(i1  i th ) trong ñoù ith laø entanpi cuûa hôi nöôùc öùng vôùi aùp suaát tôùi haïn pth f2  th Löu löôïng lôùn nhaát Gmax = v th trong ñoù ith vaø vth xaùc ñònh theo sth = s1 vaø pth =  p1 CBGD: TS. NGUYEÃN MINH PHUÙ -5-
  6. Baøi giaûng Nhieät ñoäng löïc hoïc kyõ thuaät CHÖÔNG 10: LÖU ÑOÄNG VAØ TIEÁT LÖU Gmax 1 2 1 < a 2 = th = a p1 p2 = pth = ßp1 1.3.2 Ống taêng toác hoãn hôïp (oáng taêng toác laval) OÁng taêng toác nhoû daàn chæ coù theå laøm cho toác ñoä löu chaát töø traïng thaùi ban ñaàu 1 < a ñeán trò soá toái ña  2 = th = a. Theo baûng treân, khi  > a thì ñeå oáng laøm chöùc naêng taêng toác noù phaûi coù hình daïng lôùn daàn. Nhö vaäy oáng taêng toác Laval laø hoãn hôïp cuûa oáng nhoû daàn vaø oáng lôùn daàn ñeå taêng toác ñoä töø  2 > a. Ñeå laøm ñöôïc ñieàu naøy thì phaûi thoaû maõn 2 ñieàu kieän sau: i. Aùp suaát moâi tröôøng sau oáng p’2 phaûi nhoû hôn aùp suaát tôùi haïn pth: p’2  p2 < pth (vì neáu p’2 > pth hay p2  p’2 > pth: taêng aùp, voâ lyù) ii. Oáng laøm vieäc ôû ñieàu kieän löu löôïng lôùn nhaát (khoâng theå ñieàu chænh löu löôïng) ñeå ñaït traïng thaùi tôùi haïn. p'2 Gmax 1 2 th = a 1 < a pth = ßp1 2 > a p1 p'2 = p2
  7. Baøi giaûng Nhieät ñoäng löïc hoïc kyõ thuaät CHÖÔNG 10: LÖU ÑOÄNG VAØ TIEÁT LÖU fmin th Löu löôïng Gmax = , fmin: tieát dieän taïi coå oáng v th Toác ñoä ôû cöûa ra k 1   2k   p2  k  Ñoái vôùi khí lyù töôûng 2  p1 v1 1    k 1   p1     Ñoái vôùi hôi nöôùc 2  2(i1  i 2 ) 2. TIEÁT LÖU Tieát löu laø quaù trình doøng chaát moâi giôùi ñi qua moät tieát dieän bò co heïp ñoät ngoät. Trong thöïc teá khi doøng chaát moâi giôùi ñi qua caùc van treân ñöôøng oáng, caùc oáng mao daãn hay van tieát löu trong heä thoáng laïnh … thì coù theå xem nhö noù ñaõ thöïc hieän quaù trình tieát löu. Ñaëc ñieåm cuûa quaù trình tieát löu - Xem laø quaù trình ñoaïn nhieät khoâng thuaän nghòch, s  0 2 q (Vì s  s 2  s1   ; daáu baèng öùng vôùi quaù trình thuaän nghòch) 1 T - Aùp suaát giaûm xuoáng do xuaát hieän nhöõng doøng xoaùy vaø ma saùt raát maïnh, khoâng sinh coâng. - Bieåu dieån quaù trình tieát löu baèng neùt ñöùt ñoaïn vì laø quaù trình khoâng thuaän nghòch. - Entanpi của moâi chaát tröôùc vaø sau tieát löu coù giaù trò baèng nhau: i1 = i2 CBGD: TS. NGUYEÃN MINH PHUÙ -7-
  8. Baøi giaûng Nhieät ñoäng löïc hoïc kyõ thuaät CHÖÔNG 10: LÖU ÑOÄNG VAØ TIEÁT LÖU p1 p2 i1 i2 ω1 ω2 i1 i2 p1 p2 ω1 ω2 CBGD: TS. NGUYEÃN MINH PHUÙ -8-
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2