Baøi giaûng Nhieät ñoäng hoïc kyõ thuaät CHÖÔNG 9: QUAÙ TRÌNH NEÙN KHÍ VAØ HÔI
CBGD: TS. NGUYEÃN MINH PHUÙ -1-
CHÖÔNG 9
Q
QU
UA
AÙÙ
T
TR
RÌ
ÌN
NH
H
N
NE
EÙÙN
N
K
KH
HÍ
Í
V
VA
AØØ
H
HÔ
ÔI
I
Coù nhieàu loaïi maùy neùn khí nhö:
- Maùy neùn pittoâng
- Maùy neùn truïc vít
- Maùy neùn xoaén oác
- Maùy neùn ly taâm, …
Veà maët nhieät ñoäng caùc loaïi maùy neùn treân ñeàu gioáng nhau neân chöông naøy chæ
nghieân cöùu maùy neùn pittoâng laø loaïi söû duïng raát phoå caäp.
1. MAÙY NEÙN PITTOÂNG 1 CAÁP
1.1 CAÁU TAÏO VAØ NGUYEÂN TAÉC HOAÏT ÑOÄNG
Caáu taïo: van naïp khí, van thaûi khí, piston, xylanh.
Nguyeân taéc hoaït ñoäng:
NAÏP KHÍ NEÙN KHÍ THAÛI KHÍ
Khi piston chuyeån ñoäng töø treân xuoáng van naïp môû van xaû ñoùng, khí ñöôïc
naïp vaøo xylanh (quaù trình naïp khí AB), aùp suaát luùc naïp khí khoâng thay ñoåi laø
p1. Tieáp theo laø quaù trình neùn khí (piston ñi töø döôùi leân), trong quaù trình neùn khí
hai van naïp vaø xaû ñoùng, neùn khí coù theå tieán haønh theo quaù trình ñaúng nhieät BC
(n=1), quaù trình ña bieán BC1 hoaëc quaù trình ñoaïn nhieät BC2 (n=k), aùp suaát taêng
töø p1 ñeán p2. Sau quaù trình neùn khí laø quaù trình thaûi khí CD aùp suaát khí trong
Baøi giaûng Nhieät ñoäng hoïc kyõ thuaät CHÖÔNG 9: QUAÙ TRÌNH NEÙN KHÍ VAØ HÔI
CBGD: TS. NGUYEÃN MINH PHUÙ -2-
xylanh ñaït ñeán p2 ñaåy van thaûi môû trong khi van naïp vaãn ñoùng, trong quaù trình
thaûi khí p2=const.
v
p
ÑOAÏN NHIEÄT
ÑA BIEÁN
ÑAÚNG NHIEÄT
p1
p2
A
D C C1C2
B
1.2 COÂNG TIEÂU HAO CUÛA MAÙY NEÙN:
Neùn ñaúng nhieät:
1
2
1
2
11 p
p
lnRT
v
v
lnvpw
bieåu thò baèng dieän tích ABCD
Neùn ñoaïn nhieät:
k
)vpvp(k
w
1
1122
)tt(
k
kR
12
1
bieåu thò baèng dieän tích
ABC2D
Neùn ña bieán:
n
)vpvp(n
w
1
1122
)tt(
n
nR
12
1
bieåu thò baèng dieän tích ABC1D
Nhaän xeùt: neùn theo quaù trình ñoaïn nhieät coâng tieâu hao nhieàu nhaát vaø neùn theo
quaù trình ñaúng nhieät coâng tieâu hao ít nhaát, do ñoù neáu maùy neùn ñöôïc laøm maùt toát
coâng tieâu hao seõ giaûm ñi.
Baøi giaûng Nhieät ñoäng hoïc kyõ thuaät CHÖÔNG 9: QUAÙ TRÌNH NEÙN KHÍ VAØ HÔI
CBGD: TS. NGUYEÃN MINH PHUÙ -3-
1.3 TAÙC HAÏI CUÛA DUNG TÍCH THÖØA
v
p
2'3'
23
44' 1
Vt
Vh
V'h
Do ñoù löôïng khí naïp thöïc söï vaøo xylanh chæ coøn (V1 – V4) nhoû hôn khi
naïp khoâng coù dung tích thöøa (maùy neùn lyù töôûng). Löôïng naïp vaøo caøng giaûm khi
aùp suaát caøng taêng (p’2 > p2) khi ñoù V’h < Vh.
Ñeå ñaùnh giaù naêng suaát cuûa maùy neùn piston bò suy giaûm do dung tích thöøa
gaây neân ngöôøi ta duøng ñaïi löôïng hieäu suaát theå tích maùy neùn
:
31
41
VV
VV
Aùp suaát caøng cao
caøng thaáp vì vaäy duøng maùy neùn 1 caáp ñeå neùn khí
ñeán aùp suaát quaù cao laø khoâng coù lôïi. Do ñoù muoán coù tyû soá neùn cao phaûi duøng
maùy neùn nhieàu caáp.
Ñeå ñaûm baûo anh toaøn khi hoaït ñoäng,
giöõa naép xylanh vaø pittoâng coù khe hôû
nhoû khi piston di chuyeån ñeán ñieåm
cheát treân, dung tích naøy khoâng coù lôïi
vaø ñöôïc goïi laø dung tích thöøa Vt.
Töø ñoà thò ta thaáy coù theâm quaù trình
giaõn nôû phuï 3-4 khi piston dòch
chuyeån töø ÑCT xuoáng ÑCD vì khí
chöùa trong dung tích thöøa coù aùp suaát
cao p2 phaûi ñöôïc giaõn nôû ñeán aùp suaát
huùt p1 thì khí môùi thöïc söï naïp vaøo
xylanh.
Baøi giaûng Nhieät ñoäng hoïc kyõ thuaät CHÖÔNG 9: QUAÙ TRÌNH NEÙN KHÍ VAØ HÔI
CBGD: TS. NGUYEÃN MINH PHUÙ -4-
2. MAÙY NEÙN PITTOÂNG NHIEÀU CAÁP
p1
t1
p2
t2
p2
t3
p3
t4
p3
t5
p4
t6
v
p
4
2
1
Vh
V'h
3
5
Coâng neùn
tieát kieäm
p1
p2
p3
p46
Caùc aùp suaát trung gian ñöôïc choïn theo ñieàu kieän toái öu laø laøm theá naøo ñeå
toång coâng suaát tieâu hao cuûa maùy neùn nhoû nhaát khi ñoù nhieät ñoä khí ra khoûi boä
laøm maùt trung gian baèng nhieät ñoä huùt vaøo cuûa caáp thöù nhaát: t3 = t5 = t1. Ñoàng
thôøi ñieàu kieän laøm maùt xy lanh gioáng nhau (soá muõ ña bieán n cuûa caùc caáp gioáng
nhau) thì coâng tieâu hao cuûa maùy neùn seõ nhoû nhaát ôû ñieàu kieän:
312 ppp
423 ppp
Hay
x
p
p
p
p
p
p
3
4
2
3
1
2
Hay
3
1
4x
p
p
hay
m
ñ
c
p
p
x
Trong ñoù m laø soá caáp maùy neùn
pñ laø aùp suaát ban ñaàu huùt vaøo maùy neùn
pc laø aùp suaát cuoái cuûa maùy neùn
Baøi giaûng Nhieät ñoäng hoïc kyõ thuaät CHÖÔNG 9: QUAÙ TRÌNH NEÙN KHÍ VAØ HÔI
CBGD: TS. NGUYEÃN MINH PHUÙ -5-
Coâng tieâu hao cuûa maùy neùn m caáp
1
1
1
1
n
n
m
ñ
c
mn p
p
RT
n
n
mw
