intTypePromotion=1

Giáo trình Cơ sở kỹ thuật nhiệt lạnh và điều hòa không khí (Ngành: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí) - CĐ Công nghiệp Hải Phòng

Chia sẻ: Agatha25 Agatha25 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:80

0
7
lượt xem
0
download

Giáo trình Cơ sở kỹ thuật nhiệt lạnh và điều hòa không khí (Ngành: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí) - CĐ Công nghiệp Hải Phòng

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

Giáo trình Cơ sở kỹ thuật nhiệt lạnh và điều hòa không khí cung cấp cho người học các kiến thức: Nhiệt động kỹ thuật; Truyền nhiệt; Khái niệm về kỹ thuật lạnh; Môi chất lạnh và chất tải lạnh; Các hệ thống lạnh dân dụng; Máy nén lạnh; Giới thiệu chung về các thiết bị khác của hệ thống lạnh; Không khí ẩm;...Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Cơ sở kỹ thuật nhiệt lạnh và điều hòa không khí (Ngành: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí) - CĐ Công nghiệp Hải Phòng

  1. UBND TỈNH HẢI PHÒNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP HẢI PHÒNG Giáo trình: Cơ sở kỹ thuật nhiệt lạnh và điều hòa không khí Chuyên ngành: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí (Lưu hành nội bộ) HẢI PHÒNG 1
  2. TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 2
  3. MỤC LỤC TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN ........................................................................................... 1 LỜI GIỚI THIỆU ............................................................ Error! Bookmark not defined. BÀI 1 ............................................................................................................................. 11 NHIỆT ĐỘNG KỸ THUẬT ....................................................................................... 11 1.Chất môi giới và các thông số trạng thái của chất môi giới.............................. 11 1.1. Các khái niệm và định nghĩa. ......................................................................... 11 1.2.Chất môi giới và các thông số trạng thái của chất môi giới ............................ 11 1.3.Nhiệt dung riêng và tính nhiệt lượng theo nhiệt dung riêng ........................... 12 2.Hơi và các thông số trạng thái của hơi. .............................................................. 13 2.1. Các thể (pha) của vật chất .............................................................................. 13 2.2. Quá trình hoá hơi đẳng áp .............................................................................. 13 2.3. Các đường giới hạn và các miền trạng thái của nước và hơi; ........................ 14 2.4. Cách xác định các thông số của hơi bằng bảng và đồ thị lgp-h ..................... 15 3. Các quá trình nhiệt động cơ bản của hơi .......................................................... 15 3.1. Các quá trình nhiệt động cơ bản của hơi trên đồ thị lgp-h ............................. 16 3.2. Quá trình lưu động và tiết lưu ........................................................................ 17 3.3. Quá trình lưu động.......................................................................................... 18 3.4. Quá trình tiết lưu ............................................................................................ 18 4. Chu trình nhiệt động của máy lạnh và bơm nhiệt............................................ 19 4.1. Khái niệm và định nghĩa chu trình nhiệt động ............................................... 19 4.2. Chu trình nhiệt động của máy lạnh và bơm nhiệt .......................................... 19 4.3. Chu trình máy lạnh hấp thụ ............................................................................ 21 BÀI 2 ............................................................................................................................. 24 TRUYỀN NHIỆT ........................................................................................................ 24 1. Dẫn nhiệt .............................................................................................................. 24 1.1. Các khái niệm và định nghĩa .......................................................................... 24 1.2. Dòng nhiệt ổn định dẫn qua vách phẳng và vách trụ ..................................... 24 1.3. Nhiệt trở của vách phẳng và vách trụ mỏng ................................................... 25 2. Trao đổi nhiệt đối lưu .......................................................................................... 26 3
  4. 2.1. Các khái niệm và định nghĩa .......................................................................... 26 2.2. Các nhân tố ảnh hưởng tới trao đổi nhiệt đối lưu ........................................... 26 2.3. Một số hình thức trao đổi nhiệt đối lưu thường gặp ....................................... 27 2.4. Tỏa nhiệt khi sôi và khi ngưng hơi ................................................................. 27 3. Trao đổi nhiệt bức xạ .......................................................................................... 28 3.1. Các khái niệm và định nghĩa .......................................................................... 28 3.2. Dòng nhiệt trao đổi bằng bức xạ giữa các vật ................................................ 28 3.3. Bức xạ của mặt trời (nắng) ............................................................................. 28 4. Truyền nhiệt và thiết bị trao đổi nhiệt .............................................................. 29 4.1. Truyền nhiệt tổng hợp .................................................................................... 29 4.2. Truyền nhiệt qua vách .................................................................................... 29 4.3. Truyền nhiệt qua vách phẳng và vách trụ....................................................... 29 4.4. Truyền nhiệt qua vách có cánh ....................................................................... 30 4.5. Tăng cường truyền nhiệt và cách nhiệt .......................................................... 30 4.6. Thiết bị trao đổi nhiệt ..................................................................................... 30 BÀI 3 ............................................................................................................................. 31 KHÁI NIỆM VỀ KỸ THUẬT LẠNH ....................................................................... 31 1. ngh a của kỹ thuật lạnh trong đ i sống và kỹ thuật. ..................................... 32 2.Các hương há làm lạnh nh n tạo. ................................................................ 36 Làm lạnh bằng quá trình biến đổi pha: .................................................................. 36 Làm lạnh bằng quá trình giản nở đoạn nhiệt: ........................................................ 36 Làm lạnh bằng hiệu ứng tiết lưu: .......................................................................... 36 Làm lạnh bằng hiệu ứng xoáy ............................................................................... 37 Làm lạnh bằng hiệu ứng nhiệt điện: ...................................................................... 37 Làm lạnh bằng hiệu ứng từ: ................................................................................... 37 BÀI 4 ............................................................................................................................. 38 MÔI CHẤT LẠNH VÀ CHẤT TẢI LẠNH ............................................................. 39 1.Các môi chất và chất tải lạnh thư ng dùng trong kỹ thuật lạnh ..................... 39 1. 1.Các môi chất lạnh thường dùng trong kỹ thuật lạnh ...................................... 39 1.2 Các chất tải lạnh thường dùng trong kỹ thuật lạnh ......................................... 40 2.Bài tậ về môi chất lạnh và chất tải lạnh ........................................................... 40 4
  5. 2.1.Bài tập về môi chất lạnh . ................................................................................ 40 2.2.Bài tập về chất tải lạnh .................................................................................... 40 BÀI 5 ............................................................................................................................. 42 CÁC HỆ THỐNG LẠNH DÂN DỤNG ..................................................................... 42 1.Hệ thống lạnh với một cấ nén ............................................................................ 42 1.1.Sơ đồ 1 cấp nén đơn giản. ............................................................................... 42 1.2.Sơ đồ có quá nhiệt hơi hút. .............................................................................. 42 Hình 5.2 Sơ đồ có quá nhiệt hơi hút ...................................................................... 43 1.3.Sơ đồ có quá lạnh lỏng và hồi nhiệt . .............................................................. 43 2.Sơ đồ 2 cấ nén có làm mát trung gian. ............................................................. 43 3.Các sơ đồ khác. ..................................................................................................... 44 4.Bài tậ .................................................................................................................... 44 Bài 6 .............................................................................................................................. 46 MÁY NÉN LẠNH ........................................................................................................ 46 1. Khái niệm ............................................................................................................. 46 1.1. Vai trò của máy nén lạnh ................................................................................ 46 1.2. Phân loại máy nén lạnh .................................................................................. 46 Năng suất lạnh ....................................................................................................... 46 2. Máy nén pittông ................................................................................................... 48 2.1. Máy nén lí tưởng một cấp nén (không có không gian thừa) .......................... 48 2.2. Cấu tạo và chuyển vận .................................................................................... 48 2.3. Các hành trình và đồ thị P-V .......................................................................... 48 2.4. Máy nén có không gian thừa .......................................................................... 49 2.5. Năng suất nén V khi có không gian thừa ....................................................... 49 2.6. Máy nén nhiều cấp có làm mát trung gian. .................................................... 49 2.7. Cấu tạo và nguyên lý làm việc ....................................................................... 50 2.8. Đồ thị P-V....................................................................................................... 50 2.9. Tỉ số nén ở mỗi cấp. ....................................................................................... 50 2.10. Lợi ích của máy nén nhiều cấp ..................................................................... 50 2.11. Bài tập tính toán máy nén piston .................................................................. 50 3. Giới thiệu một số chủng loại máy nén khác ...................................................... 51 5
  6. 3.1. Máy nén rô to.................................................................................................. 51 3.2. Máy nén scroll (đĩa xoắn) ............................................................................... 52 3.3. Máy nén trục vít.............................................................................................. 53 BÀI 7 ............................................................................................................................. 53 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC THIẾT BỊ KHÁC CỦA HỆ THỐNG LẠNH ... 55 1. Các thiết bị trao đổi nhiệt chủ yếu ..................................................................... 55 1.1. Thiết bị ngưng tụ và tháp giải nhiệt ............................................................... 55 1.2. Vai trò của thiết bị trong hệ thống lạnh .......................................................... 55 1.3. Các kiểu thiết bị ngưng tụ thường gặp ........................................................... 55 1.4. Tháp giải nhiệt ................................................................................................ 55 1.5. Thiết bị bay hơi............................................................................................... 56 1.6. Vai trò của thiết bị trong hệ thống lạnh .......................................................... 56 1.7. Các kiểu thiết bị bay hơi thường gặp ............................................................. 57 2. Thiết bị tiết lưu (giảm á ) ................................................................................... 57 2.1. Giảm áp bằng ống mao ................................................................................... 57 2.2. Van tiết lưu ..................................................................................................... 57 3. Các thiết bị tự động và bảo vệ của hệ thống lạnh ............................................. 57 3.1. Tự động điều chỉnh năng suất lạnh................................................................. 57 3.2. Các thiết bị bảo vệ chính ................................................................................ 63 BÀI 8 ............................................................................................................................. 64 KHÔNG KHÍ ẨM ....................................................................................................... 64 1. Các thông số trạng thái của không khí ẩm ....................................................... 64 1.1. Thành phần của không khí ẩm ....................................................................... 64 1.2. Các thông số trạng thái của không khí ẩm ..................................................... 64 2. Đồ thị I-d và d-t của không khí ẩm .................................................................... 65 2.1. Đồ thị I-dz....................................................................................................... 65 2.2. Đồ thị d-t......................................................................................................... 66 3. Một số quá trình của không khí ẩm khi ĐHKK ............................................... 67 3.1 Quá trình thay đổi trạng thái của không khí . .................................................. 67 3.2 Quá trình hòa trộn hai dòng không khí............................................................ 68 4. Bài tậ về sử dụng đồ thị. ................................................................................... 69 6
  7. Bài 9 .............................................................................................................................. 70 KHÁI NIỆM VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ ............................................................ 70 1. Khái niệm về thông gió và ĐHKK ..................................................................... 70 1.1. Thông gió là gì................................................................................................ 70 1.2. Khái niệm về ĐHKK ...................................................................................... 70 1.3. Khái niệm về nhiệt thừa và tải lạnh cần thiết của công trình ......................... 70 2. Bài tậ về tính toán tải lạnh đơn giản. .............................................................. 70 3. Các hệ thống ĐHKK ........................................................................................... 70 3.1. Các khâu của hệ thống ĐHKK ....................................................................... 70 3.2. Phân loại hệ thống ĐHKK .............................................................................. 71 4. Các hương há và thiết bị xử lý không khí................................................... 72 4.1. Làm lạnh không khí ........................................................................................ 72 4.2. Sưởi ấm ........................................................................................................... 72 4.3. Khử ẩm ........................................................................................................... 72 4.4. Tăng ẩm .......................................................................................................... 72 4.5. Lọc bụi và tiêu âm .......................................................................................... 72 BÀI 10 ........................................................................................................................... 73 HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VÀ PHÂN PHỐI KHÔNG KHÍ .............................. 73 1. Trao đổi không khí trong hòng ........................................................................ 74 1.1. Các dòng không khí tham gia trao đổi không khí trong phòng ...................... 74 1.2. Các hình thức cấp gió và thải gió ................................................................... 74 1.3. Các kiểu miệng cấp và miệng hồi .................................................................. 74 2. Đư ng ống gió ...................................................................................................... 74 2.1. Cấu trúc của hệ thống ..................................................................................... 74 2.2. Các loại trở kháng thủy lực của đường ống .................................................. 75 3. Quạt gió ................................................................................................................ 75 3.1. Phân loại quạt gió ........................................................................................... 75 3.2. Đường đặc tính của quạt và điểm làm việc trong mạng đường ống .............. 75 4. Bài tậ về quạt gió và trở kháng đư ng ống ..................................................... 75 BÀI 11 ........................................................................................................................... 76 CÁC PHẦN TỬ KHÁC CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ ............... 76 7
  8. 1. Kh u tự động điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm trong hòng ............................... 77 1.1. Tự động điều chỉnh nhiệt độ ........................................................................... 77 1.2. Tự động điều chỉnh độ ẩm trong một số hệ thống ĐHKK công nghệ ........... 77 2. Lọc bụi và tiêu m trong ĐHKK ........................................................................ 77 2.1. Tác dụng của lọc bụi....................................................................................... 77 2.2. Tiếng ồn khi có ĐHKK- nguyên nhân và tác hại ........................................... 77 3 Cung cấ nước cho ĐHKK .................................................................................. 78 3.1. Các sơ đồ cung cấp nước lạnh cho hệ thống Water Chiller ........................... 78 3.2. Cung cấp nước cho các buồng phun ............................................................... 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 79 8
  9. CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN CƠ SỞ KỸ THUẬT NHIỆT-LẠNH & ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ Mã số môn học: MĐ11 Thời gian môn học: 120h (Lý thuyết: 30h; Thực hành: 90h) I. Vị trí tính chất mô đun: Là môn học cơ sở kỹ thuật chuyên nghành, chuẩn bị các kiến thức cần thiết cho các phần học kỹ thuật chuyên môn tiếp theo. II. Mục tiêu mô đun: u h h c n un này n h cc h n n : -Trình bày được các khái niệm, định nghĩa về truyền nhiệt, chất môi giới, chu trình nhiệt động học, quá trình hóa hơi đẳng áp, quá trình nhiệt động của máy lạnh và bơm nhiệt, quá trình nhiệt động của máy lạnh và bơm nhiệt, các quy luật truyền nhiệt -Giải thích được quá trình lưu động và tiết lưu. -Trình bày được các khái niệm và định nghĩa về truyền nhiệt. -Trình bày được các khái niệm về kỹ thuật Nhiệt-Lạnh, nguyên lý làm việc của máy lạnh và các quy luật truyền nhiệt cơ bản. -Mô tả được cấu tạo, nguyên lý làm việc của máy nén lạnh thông dụng -Nhận dạng và trình bày được chức năng các thiết bị trong hệ thống lạnh, điều hoà không khí. -Trình bày được khái niệm về không khí ẩm, kỹ thuật điều hoà không khí và các quá trình, nguyên lý làm việc của hệ thống điều hoà không khí. -Tính toán được phụ tải lạnh và điều hoà không khí đơn giản. -Phân tích được hiện tượng trao đổi khí trong phòng. -Trình bày được chức năng của hệ thống vận chuyển khí. -Ý nghĩa của kỹ thuật lạnh trong đời sống và kỹ thuật. -Cẩn thận, tỷ mỉ, tổ chức nơi làm việc gọn gàng, ngăn nắp và có khả năng làm việc nhóm. 9
  10. III. Nội dung mô đun: 1. Nộ dun tổn quát và phân phố th n: Số Thời gian Hình thức Tên các bài trong mô đun TT dạy 1 Nhiệt động kỹ thuật 15 LT 2 Truyền nhiệt 10 LT Kiểm tra bài 1+2 1 LT 3 Khái niệm về kỹ thuật lạnh 5 LT 4 Môi chất lạnh và chất tải lạnh 10 LT 5 Các hệ thống lạnh dân dụng 10 Tích hợp 6 Máy nén lạnh 10 Tích hợp 7 Giới thiệu chung về các thiết bị khác của hệ thống lạnh 10 Tích hợp Kiểm tra bài (3-7) 2 LT 8 Không khí ẩm 10 LT 9 Khái niệm chung về điều hòa không khí 10 LT 10 Hệ thống vận chuyển và phân phối không khí 10 Tích hợp 11 Các phần tử khác của hệ thống điều hòa không khí 15 Tích hợp Kiểm tra (bài 8-11) 2 LT Cộng 120 10
  11. BÀI 1 NHIỆT ĐỘNG KỸ THUẬT Mục tiêu: - Trình bày được các khái niệm, định nghĩa về chất môi giới và chu trình nhiệt động học. - Tính toán được nhiệt lượng theo nhiệt dung riêng - Trình bày được quá trình hóa hơi đẳng áp. - Trình bày được các quá trình nhiệt động cơ bản của hơi - ác định được các thông số của hơi bằng bảng và đồ thị lgp-h. - Giải thích được quá trình lưu động và tiết lưu - Trình bày được quá trình nhiệt động của máy lạnh và bơm nhiệt. Nội dung chính: 1.Chất môi giới và các thông số trạng thái của chất môi giới 1.1. Các khái niệm và định ngh a. Để thực hiện quá trình biến đổi nhiệt thành công trong máy nhiệt và quá trình làm lạnh trong máy lạnh người ta luôn luôn phải sử dụng một chất trung gian gọi là chất môi giới ví dụ: Trong động cơ đốt trong chất môi giới là chất khí tạo hành do cháy nhiên liệu (khói), trong máy hơi nước chất môi giới là hơi nước. Trong máy lạnh chất môi giới là các hợp chất hữu cơ như Frêôn: R12, R22, R134a, NH3… 1.2.Chất môi giới và các thông số trạng thái của chất môi giới Chất môi giới thường dùng là khí, lỏng hoặc hơi. Chất khí là các chất mà trạng thái của nó rất xa thể lỏng. Trong quá trình hoạt động của chất môi giới dạng khí nó không có sự chuyển pha có nghĩa là nó luôn luôn ở thể khí. Ví dụ: Chất môi giới trong động cơ đốt trong là chất khí, từ lúc hút vào máy đến lúc xả ra đều ở dạng khí. Hơi về bản chất cũng giống thể khí nhưng hơi tồn tại gần thể lỏng nên trong quá trình hoạt động của nó trong thiết bị có lúc nó chuyển thành thể lỏng ví dụ: Môi chất lạnh trong máy lạnh lúc vào và ra khỏi máy nén là hơi, qua giàn ngưng sẽ 11
  12. ngưng tụ lại thành thể lỏng sau đó qua van tiết lưu một phần hoá hơi và qua giàn bay hơi toàn bộ môi chất chuyển thành hơi. Về công dụng chất môi giới có thể chia ra hai loại: chất môi giới sinh công làm việc trong máy nhiệt. Chất môi giới sinh công có thể là dạng khí hoặc hơi. Chất môi giới sinh công làm việc ở nhiệt độ cao, hàng trăm độ đến hàng nghìn độ. Chất môi giới làm lạnh làm việc trong máy lạnh (người ta còn gọi là tác nhân lạnh). Chất môi giới làm lạnh có thể là hơi hoặc khí. Chất môi giới làm lạnh (môi chất lạnh) làm việc ở nhiệt độ thấp trong phạm vi từ hơn trăm độ (0C). Phần lớn các máy lạnh hiện nay dùng môi chất dạng hơi như Amoniac (NH3) các loại Frêôn R12, R22, R134a, R11, R13… 1.3.Nhiệt dung riêng và tính nhiệt lượng theo nhiệt dung riêng a. §Þnh nghÜa nhiÖt dung riªng. NhiÖt dung riªng lµ nhiÖt l-îng cÇn thiÕt ®Ó lµm thay ®æi nhiÖt ®é cña mét ®¬n vÞ vËt thÓ lµ 10C theo mét qu¸ tr×nh nhÊt ®Þnh. b. C¸c lo¹i nhiÖt dung riªng C¨n cø ®¬n vÞ ®o cã 3 lo¹i nhiÖt dung riªng - NhiÖt dung riªng khèi l-îng: C [KJ/KgK] - NhiÖt dung riªng thÓ tÝch: C [KJ/m3ttK] - NhiÖt dung riªng mol: C [KJ/KmolK] C¨n cø qu¸ tr×nh ta cã - NhiÖt dung riªng ®¼ng tÝch: Ký hiÖu Cv - NhiÖt dung riªng ®¼ng ¸p: Ký hiÖu Cp - NhiÖt dung riªng cña qu¸ tr×nh bÊt kú Cn. c. TÝnh nhiÖt theo nhiÖt dung riªng BiÕt nhiÖt dung riªng trong mét qu¸ tr×nh ta cã thÓ tÝnh nhiÖt theo c«ng thøc: Q = C.G.T = C.G (T2 - T1) KJ Trong ®ã: C lµ nhiÖt dung riªng cña qu¸ tr×nh ®ã G lµ khèi l-îng chÊt m«i giíi tham gia vµo qu¸ tr×nh T1, T2 lµ nhiÖt ®é ®Çu vµ cuèi qu¸ tr×nh. 12
  13. VÝ dô: Nung nãng 10kg kh«ng khÝ trong b×nh kÝn (®¼ng tÝch) tõ nhiÖt ®é 200C ®Õn nhiÖt ®é 1200C, cÇn cung cÊp nhiÖt l-îng lµ: Q = Cv. G (T2 - T1). Cv lµ nhiÖt dung riªng trong qu¸ tr×nh ®¼ng tÝch Cv = 4,72 KJ/KgK Q = 0,72.10.(120 - 20) = 720 KJ Bảng Tra Nhiệt Dung Riêng Của Một Số Chất Nhiệt dung riêng Nhiệt dung chất Chất (J/Kg.K) riêng (J/Kg.K) Nước 4200 Đất 800 Rượu 2500 Thép 460 Nước đá 1800 Đồng 380 Nhôm 880 Chì 130 2.Hơi và các thông số trạng thái của hơi. 2.1. Các thể ( ha) của vật chất Bao gồm rắn và lỏng: Quá trình nóng chảy Thể rắn Thu nhiệt Thể lỏng Quá trình đông đặc Tỏa nhiệt Hình 1.1 – Mô hình các thể của vật chất 2.2. Quá trình hoá hơi đẳng á Qu¸ t×nh ®¼ng ¸p x¶y ra trong ®iÒu kiÖn ¸p suÊt kh«ng ®æi. NÕu ta cung cÊp nhiÖt cho chÊt láng trong qu¸ tr×nh ®¼ng ¸p th× chÊt láng sÏ s«i, hãa h¬i vµ nhiÖt ®é h¬i t¨ng lªn thµnh h¬i qu¸ nhiÖt. Trong qu¸ tr×nh cÊp nhiÖt ®¼ng ¸p thÓ tÝch t¨ng lªn cßn nhiÖt ®é t¨ng theo 3 giai ®o¹n: Giai ®o¹n ®Çu nhiÖt ®é t¨ng tõ nhiÖt ®é ban ®Çu ®Õn nhiÖt ®é s«i, giai ®o¹n hãa h¬i nhiÖt ®é kh«ng ®æi vµ b»ng nhiÖt ®é s«i sau khi láng ®· hãa h¬i hoµn toµn nÕu tiÕp tôc cÊp nhiÖt th× nhiÖt ®é h¬i t¨ng lªn lín h¬n 13
  14. nhiÖt ®é s«i gäi lµ h¬i qu¸ nhiÖt. Qu¸ tr×nh ng-îc l¹i tõ h¬i qu¸ nhiÖt nÕu bÞ lµm l¹nh ®¼ng ¸p th× nhiÖt ®é h¹ xuèng ®Õn nhiÖt ®é s«i tiÕp theo h¬i n-íc ng-ng tô thµnh láng s«i. NÕu lµm l¹nh tiÕp th× thµnh láng ch-a s«i. Qu¸ tr×nh nµy táa nhiÖt. V× vËy cÇn ph¶i lµm m¸t b»ng n-íc hay dïng kh«ng khÝ. NhiÖt trong qu¸ tr×nh ®¼ng ¸p lµ. Q = G (i2 - i1). Trong ®ã: i1 lµ entapin cña láng ch-a s«i i2 lµ entapin cña h¬i qu¸ nhiÖt Qu¸ tr×nh cÊp nhiÖt i2 > i1 th× Q > 0. Qu¸ tr×nh táa nhiÖt i2 < i1 th× Q < 0. 2.3. Các đư ng giới hạn và các miền trạng thái của nước và hơi; ét một hệ ở trạng thái cân bằng nhiệt với hai pha lỏng và hơi bãío hòa . Cho hệ toả nhiệt, nhiệt độ của hệ giảm xuống. Muốn cho hệ đạt trạng thái cân bằng nhiệt mới, áp suất của hệ cũng phải giảm theo. Ðiểm đặc trưng cho trạng thái cân bằng mới trên giản đồ (p,T) dịch về phía dưới. Hình 2.3: ớ hạn và ền trạn thá củ n ớc và hơ 14
  15. 2.4. Cách xác định các thông số của hơi bằng bảng và đồ thị lg -h 15
  16. Đồ thị Mollier (đọc là Mô-li-ê) là độ thị biểu diễn trạng thái gas lạnh theo áp suất (thang logarit trục tung) và entanpy (thang tuyến tính trục hoành) nên còn gọi là đồ thị lgp-h. Đồ thị do nhà bác học người Đức Mollier xây dựng năm 1912 ở trường đại học Kỹ thuật Dresden. Trên đồ thị Mollier biểu diễn 5 thông số trạng thái là: 1. Áp suất, đơn vị bar hoặc Mpa, ký hiệu p. 2. Nhiệt độ, đơn vị ˚C, ký hiệu t. 3. Entanpy, đơn vị kJ/kg, ký hiệu h 4. Entropy, đơn vị kJ/kgK, ký hiệu s 5. Thể tích riêng, đơn vin m3/kg, ký hiệu v. Ngoài ra còn đường x = const là thành phần hơi không đổi trong hỗn hợp hơi ẩm. Ưu điểm của đồ thị Mollier - Khi biết 2 thông số bất kỳ ta có thể xác định được điểm trạng thái duy nhất (nếu ở trong vùng hơi ẩm phải thêm x) và từ đó có thể xác định được các thông số còn lại một cách dễ dàng. - Biểu diễn chu trình lạnh trên đồ thị Molliet rất dơn giản. - Các thông số của chu trình như năng suất lạnh riêng, công nén riêng, nhiệt độ ở dàn ngưng... xác định rất dễ dàng trên đồ thị Mollier. Căn cứ vào ác sai lệch giữa áp suất và nhiệt độ thiết kế lý thuyết trên đồ thị Mollier, và áp suất, nhiệt độ đo được trong thực tế vận hành, ta có thể dễ dàng chuẩn đoán được bệnh của máy và đề ra các biện pháp sữa chữa hữu hiệu. Chính vì vậy, đồ thị Mollier không những cần thiết đối với các kỹ sư thiết kế mà cũng cần thiết đối với người vận hành, sửa chửa hệ thống lạnh. Các hình dưới giới thiệu đồ thị Mollier của các môi chất lạnh R12 3. Các quá trình nhiệt động cơ bản của hơi 3.1. Các quá trình nhiệt động cơ bản của hơi trên đồ thị lg -h 16
  17. Hình 1.4 - Đường lỏng và hơi bão hòa C - D: Đường lỏng bão hòa; C - E: Đường hơi bão hòa; DE: Quá trình bay hơi; E'D': Quá trình ngưng tụ; Vùng quá lạnh lỏng; Bên trái; Vùng hơi ẩm; Ở giữa; Vùng hơi quá nhiệt; bên phải trên đồ thị p - h. Điểm tới hạn của một số ga lạnh được giới thiệu trên bảng 1 Điểm tới Nước CO2 NH3 R22 Không khí H2 He hạn Po, bar 221.2 73.8 113.0 49.9 37.7 12.9 2.29 to, ˚C 374.0 31.0 132.4 96.2 -140.7 -239.9 -267.9 Nhiệt độ tới hạn là nhiệt độ cao nhất mà một chất khí có thể hóa lỏng được khi nén lên áp suất cao. Mỗi chất khí có nhiệt độ tới hạn riêng. Ví dụ, theo bảng 1 muốn hóa lỏng được CO2, nhiệt độ phải hạ xuống dưới 31˚C. Muốn hóa lỏng được không khí, nhiệt độ không khí nén phải thấp hơn -140.7˚C... Áp suất tới hạn là áp suất bão hòa của điểm tới hạn. 3.2. Quá trình lưu động và tiết lưu 17
  18. Hình 1.5 – Sơ đồ hệ thống lạnh cơ bản Môi chất được MN nén lên tới nhiệt độ ngưng tụ tk qua TBNT sẽ chuyển trạng thái từ hơi sang lỏng được chuyển xuống van tiết lưu môi chất điệc tiết lưu xuống nhiệt độ bay hơi và áp suất bay hơi và được đưa vào TBBH, ở đâu môi chất trao đổi nhiệt với sản phẩm làm lạnh chuyển trạng thái từ lỏng sang hơi và được máy nén hút về buống hút. 3.3. Quá trình lưu động Là quá trình môi chất lưu động trong hệ thống lanh. Hình 1.6 – Hệ thống lạnh cơ bản 3.4. Quá trình tiết lưu Là quá trình môi chất lạnh qua van tiết lưu tiết lưu xuống nhiệt độ sôi (to) và áp suất bay hơi (Po) 18
  19. Hình 1.5 - Van tiết lưu 4. Chu trình nhiệt động của máy lạnh và bơm nhiệt 4.1. Khái niệm và định ngh a chu trình nhiệt động Trong c¸c m¸y nhiÖt, m¸y l¹nh hay trong thùc tÕ kü thuËt ta th-êng gÆp chÊt m«i giíi ho¹t ®éng theo nh÷ng qu¸ tr×nh nhÊt ®Þnh vÝ dô nung nãng hay lµm l¹nh khÝ, h¬i trong b×nh kÝn (®¼ng tÝch). Nung nãng hay lµm l¹nh khÝ khi ¸p su¸t kh«ng ®æi (®¼ng ¸p), h¬in-íc gi·n në trong tuèc bin bäc c¸ch nhiÖt (gi·n në ®o¹n nhiÖt)…. C¸c qu¸ tr×nh trªn lµ nh÷ng qu¸ tr×nh nhiÖt ®éng. 4.2. Chu trình nhiệt động của máy lạnh và bơm nhiệt Chu trình nhiệt động của bơm nhiệt a. Ho¹t ®éng cña chu tr×nh. Trong lß h¬i ng-êi ta ®èt nhiªn liÖu. NhiÖt táa ra sÏ cung cÊp cho n-íc nhiÖt Q 1 ®Ó lµm cho n-íc hãa h¬i vµ qu¸ nhiÖt thµnh h¬i qu¸ nhiÖt trong ®iÒu kiÖn ®¼ng ¸p. H¬i qu¸ nhiÖt ®Õn tuèc bin gi·n në sinh c«ng L 1 , h¬i tho¸t ra khái tuèc bin vµo b×nh ng-ng, ë ®©y h¬i n-íc nh¶ nhiÖt Q 2 cho n-íc lµm m¸t vµ nã ng-ng tô ®¼ng ¸p thµnh n-íc. N-íc ng-ng sÏ ®-îc b¬m n-íc ®-a trë lªn lß h¬i. Qu¸ tr×nh trong b¬m lµ nÐn ®o¹n nhiÖt nhËn c«ng L 2 . qu¸ tr×nh x¶y ra liªn tôc chÊt m«i giíi thùc hiÖn c¸c qu¸ tr×nh biÕn ®æi liªn tôc vµ khÐp kÝn chiÒu chuyÓn ®éng m«i chÊt theo chiÒu kim ®ång hå nªn chu tr×nh nµy gäi lµ chu tr×nh thuËn chiÒu. KÕt qu¶ ®· biÕn mét phÇn nhiÖt cña nhiªn liÖu Q1 thµnh c«ng L1. §ång thêi lu«n lu«n ph¶i th¶i nhiÖt Q2 vµo m«i tr-êng nh- vËy nhiÖt ®é 19
  20. nhiªn liÖu ®-a vµo chu tr×nh lµ Q1, th¶i ra mÊt Q2 phÇn sö dông h÷u Ých ®Ó biÕn thµnh c«ng lµ L ct  Q1  Q2 b. HiÖu suÊt nhiÖt cña chu tr×nh §Ó ®¸nh gi¸ hiÖu qu¶ cña chu tr×nh ta dïng hiÖu suÊt nhiÖt. Q2 L ct t  1   1 Q1 Q1 Chu tr×nh cã hiÖu suÊt nhiÖt cµng cao cµng tèt. Chu trình nhiệt động của máy lạnh a. Kh¸i niÖm vÒ m¸y l¹nh. M¸y l¹nh lµ thiÕt bÞ tiªu tèn n¨ng l-îng (c«ng) ®Ó ®-a nhiÖt tõ nguån l¹nh (cã nhiÖt ®é thÊp) ®Õn th¶i vµo m«i tr-êng (nguån nãng cã nhiÖt ®é cao). VÝ dô tñ l¹nh cã nhiÖm vô ®-a nhiÖt tõ trong tñ ra nh¶ vµo m«i tr-êng cã vËy míi duy tr× nhiÖt ®é thÊp trong tñ. M¸y ®iÒu hßa nhiÖt ®é cã nhiÖm vô ®-a nhiÖt tõ phßng ®iÒu hßa cã nhiÖt ®é thÊp ®Õn giµn nãng nhiÖt ®é cao ®Ó th¶i vµo m«i tr-êng. b. S¬ ®å nguyªn lý m¸y l¹nh M¸y l¹nh gåm 4 bé phËn chñ yÕu trªn. Trong m¸y ta ®· n¹p ®Çy m«i chÊt l¹nh. M¸y ho¹t ®éng nh- sau; M¸y nÐn nÐn h¬i m«i chÊt theo qu¸ tr×nh ®o¹n nhiÖt nhËn c«ng L ®-a m«i chÊt tõ ¸p suÊt p1 nhiÖt ®é T1 lªn ¸p su¸t p2 nhiÖt ®é T2. H¬i m«i chÊt cã ¸p suÊt cao p2, T2 ®-îc ®-a vµo giµn ng-ng. Trong giµn ng-ng h¬i m«i chÊt nh¶ nhiÖt Q1 cho n-íc lµm m¸t hay kh«ng khÝ bªn ngoµi vµ nã ng-ng tô ®¼ng ¸p thµnh láng cã ¸p suÊt p3 = p2 vµ nhiÖt ®é T3 < T2. M«i chÊt láng cã ¸p suÊt p3 nhiÖt ®é T3 qua van tiÕt l-u thùc hiÖn qu¸ tr×nh tiÕt l-u lµm ¸p su¸t gi¶m ®Õn p4 nhiÖt ®é gi¶m ®Õn T4 vµ mét phÇn láng hãa h¬i. Hçn hîp láng + h¬i nµy vµo buång l¹nh, m«i chÊt láng tiÕp tôc hãa h¬i ®¼ng ¸p vµ nhËn nhiÖt Q2 trong buång l¹nh. H¬i m«i chÊt tho¸t ra khái giµn hay h¬i sÏ ®-îc hót vµo m¸y nÐn vµ lÆp l¹i c¸c qu¸ tr×nh trªn. KÕt qu¶ lµ: ta tiªu tèn c«ng L ë m¸y nÐn vµ ®-a ®-îc nhiÖt Q2 trong buång l¹nh ®Õn giµn nãng th¶i ra ngoµi cho n-íc lµm m¸t hay kh«ng khÝ bªn ngoµi. Nh- vËy ta duy tr× ®-îc nhiÖt ®é 20
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2