Giáo trình Lắp đặt thiết bị lạnh công nghiệp (Nghề: Lắp đặt cơ khí - Trình độ Cao đẳng): Phần 1 - Trường Cao đẳng Nghề An Giang

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:78

Thêm vào BST

Báo xấu

22
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Lắp đặt thiết bị lạnh công nghiệp phần 1 gồm các nội dung chính sau: Nhiệt động kỹ thuật; Các phương pháp làm lạnh cơ bản; Các thiết bị chính trong hệ thống lạnh; Các thiết bị phụ trong hệ thống lạnh; Sơ đồ hệ thống lạnh 1 cấp nén; Sơ đồ hệ thống lạnh 2 cấp nén. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Lắp đặt thiết bị lạnh công nghiệp (Nghề: Lắp đặt cơ khí - Trình độ Cao đẳng): Phần 1 - Trường Cao đẳng Nghề An Giang

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH AN GIANG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ AN GIANG GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: LẮP ĐẶT THIẾT BỊ LẠNH CÔNG NGHIỆP NGHỀ: LẮP ĐẶT CƠ KHÍ TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Ban hành theo Quyết định số 630 /QĐ-CĐN ngày 05 tháng 04 năm 2022 của Hiệu trưởng trường Cao đẳng nghề An Giang Tác giả: Trần Tấn Lộc Năm ban hành: 2022
ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH AN GIANG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ AN GIANG GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: LẮP ĐẶT THIẾT BỊ LẠNH CÔNG NGHIỆP NGHỀ: LẮP ĐẶT CƠ KHÍ TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Ban hành theo Quyết định số 630 /QĐ-CĐN ngày 05 tháng 04 năm 2022 của Hiệu trưởng trường Cao đẳng nghề An Giang Tác giả: Trần Tấn Lộc Năm ban hành: 2022
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. LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình giảng dạy môn là tài liệu được biên soạn theo chương trình chi tiết Nghề: Lắp đặt cơ khí. Đây là môn học qua ban lạnh, nhằm trang bị kiến thức cần thiết cho chuyên ngành sau này. Môn này trang bị cho học sinh những kiến thức cơ bản nhất về Kỹ thuật Nhiệt Lạnh và Điều hòa Không khí, làm sáng tỏ các vấn đề lý thuyết, nguyên lý cơ bản, nguyên lý hoạt động của hệ thống lạnh. Giáo trình giảng dạy này nhằm giúp cho học sinh sinh viên hiểu rõ những kiến thức cơ bản về kỹ thuật lạnh và vận dụng những kiến thức cơ bản đó để giải quyết những vấn đề chuyên ngành. Ở mỗi chương, ngoài kiến thức cơ bản còn có một số ví dụ, bài tập và câu hỏi ôn tập nhằm cô đọng lại phần kiến thức đã học. Giáo trình lạnh cơ bản giúp học sinh trang bị những kiến thức cơ và kỹ năng về: Bài 1: Nhiệt động kỹ thuật. Trang bị các kiến thức và kỹ năng cơ bản về nhiệt, các khái niệm cơ bản về nhiệt lạnh... Bài 2: Các phương pháp làm lạnh cơ bản. Trang bị các kiến thức và kỹ năng cơ bản về các phương pháp làm lạnh trong kỹ thuật và trong thực tế... Bài 3: Các thiết bị chính trong hệ thống lạnh. Trang bị các kiến thức và kỹ năng cơ bản và nhận biết về các thiết bị chính trong hệ thống lạnh. Bài 4: Các thiết bị phụ trong hệ thống lạnh. Trang bị các kiến thức và nhận biết cơ bản các thiết bị phụ trong hệ thống lạnh. Bài 5: Sơ đồ hệ thống lạnh 1 cấp nén. Trang bị các kiến thức hệ thống lạnh 1 cấp nén, đồ thị lgp-h của sơ đồ 1 cấp, nguyên lý làm việc của sơ đồ 1 cấp.... Bài 5: Sơ đồ hệ thống lạnh 2 cấp nén. Trang bị các kiến thức hệ thống lạnh 2 cấp nén, đồ thị lgp-h của sơ đồ 2 cấp, nguyên lý làm việc của sơ đồ 2 cấp.... Bài 7: Tháo lắp máy nén lạnh công nghiệp. Trang bị các kiến thức và kỹ năng tháo lắp máy nén pittong bán kín. Bài 8: Sơ đồ hệ thống lạnh kho bảo quản đông. Trang bị các kiến thức sơ đồ hệ thống lạnh kho bảo quản đông và kỹ năng lắp mạch điện kho bảo quản đông. Bài 9: Sơ đồ hệ thống tủ cấp đông. Trang bị các kiến thức sơ đồ hệ thống lạnh kho bảo quản đông và kỹ năng lắp mạch điện kho bảo quản đông. Bài 10: Lắp đặt hệ thống kho bảo quản đông. 1
Trang bị các kiến thức sơ đồ hệ thống lạnh kho bảo quản đông và kỹ năng lắp mạch điện kho bảo quản đông. Bài 11: Lắp đặt hệ thống tủ cấp đông. Trang bị các kiến thức sơ đồ hệ thống lạnh kho bảo quản đông và kỹ năng lắp mạch điện kho bảo quản đông. Bài 12: Lắp đặt máy nén khí Trang bị các kiến thức sơ đồ hệ thống máy nén khí Xin trân trọng cảm ơn. An Giang, ngày tháng năm 2022 Chủ Biên TRẦN TẤN LỘC 2
MỤC LỤC ĐỀ MỤC TRANG I. LỜI GIỚI THIỆU ........................................................................................ 1-2 II. MỤC LỤC ....................................................................................................... 3 III. CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN ................................................................. 4-12 IV. NỘI DUNG Bài 1: Nhiệt động kỹ thuật..............................................................................13-18 Bài 2: Các phương pháp làm lạnh cơ bản.......................................................19-23 Bài 3: Các thiết bị chính trong hệ thống lạnh ................................................. 24-49 Bài 4: Các thiết bị phụ trong hệ thống lạnh .................................................... 50-66 Bài 5: Sơ đồ hệ thống 1 cấp nén .................................................................... 67-71 Bài 6: Sơ đồ hệ thống lạnh 2 cấp nén ............................................................. 72-76 Bài 7: Tháo lắp máy nén lạnh công nghiệp .................................................... 77-82 Bài 8: Sơ đồ hệ thống lạnh kho bảo quản đông .............................................. 83-84 Bài 9: Sơ đồ hệ thống tủ cấp đông .................................................................. 85-89 Bài 10: Lắp đặt hệ thống kho lạnh bảo quản đông ......................................... 90-92 Bài 11: Lắp đặt hệ thống tủ cấp đông ............................................................. 93-95 Bài 12: Lắp đặt máy nén khí ........................................................................... 96-97 Tài liệu tham khảo .......................................................................................... 98 3
Tên mô đun: LẮP ĐẶT THIẾT BỊ LẠNH CÔNG NGHIỆP Mã số mô đun: MĐ: 31 Thời gian mô đun: 120 giờ; (Lý thuyết: 35 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo luận: 77 giờ, kiểm tra: 8 giờ) I. VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CUẢ MÔN HỌC: 1. Vị trí: + Là môn học chuyên môn nghề bắt buộc + Môn học được thực hiện khi học sinh học chương trình Cao đẳng nghề + Môn học được thực hiện sau khi học sinh học xong các môn kỹ thuật cơ sở của chương trình 2. Tính chất: + Cung cấp cho học sinh các kiến thức cơ bản về hệ thống máy lạnh và phương pháp lắp đặt các thiết bị lạnh công nghiệp. + Hình thành kỹ năng về sửa chữa lắp đặt, bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống máy lạnh công nghiệp + Mô đun này nằm trong các mô đun bắt buộc của nghề lắp đặt thiết bị cơ khí, là mô đun môn học chuyên môn học ở học kỳ 5. II. MỤC TIÊU MÔN HỌC: 1. Kiến thức: + Nguyên lý hoạt động, cấu tạo hệ thống máy lạnh. + Sửa chữa, bảo dưỡng hệ thống máy lạnh công nghiệp. + Lắp đặt hệ thống máy lạnh công nghiệp 2. Kỹ năng: + Sử dụng thành thạo các dụng cụ, đồ nghề + Lắp đặt được hệ thống máy lạnh công nghiệp đúng quy trình kỹ thuật 3. Thái độ: + Đảm bảo an toàn lao động + Cẩn thận, tỷ mỉ + Tổ chức nơi làm việc gọn gàng, ngăn nắp + Biết làm việc theo nhóm III. NỘI DUNG MÔN HỌC: 1. Nội dung tổng quát và phân phối thời gian: Thời gian (h) Tổng Lý Thực Kiểm số thuyết hành, tra Số Thảo Tên các bài trong mô đun TT luận, Thí nghiệm, Bài tập 1 Bài 1: Nhiệt động kỹ thuật 4 2 2 I. Định luật nhiệt động II và nguyên lý làm việc của máy nhiệt 4
II. Thông số trạng thái của môi chất III. Nhiệt dung riêng. 2 Bài 2: Các phương pháp làm lạnh 4 2 2 cơ bản I. Làm lạnh trực tiếp II. Làm lạnh gián tiếp 3 Bài 3: Các thiết bị chính trong hệ 4 2 2 thống lạnh I. Máy nén lạnh II. Thiết bị ngưng tụ III. Thiết bị tiết lưu IV. Thiết bị bay hơi 4 Bài 4: Các thiết bị phụ trong hệ 6 2 2 2 thống lạnh I. Bình chứa cao áp II. Bình chứa hạ áp III. Bình trunh gian IV. Bình tách dầu V. Bình tách lỏng VI. Bình tập trung dầu VII. Van điện từ VIII. Các thiết bị phụ trợ Kiểm tra lần 1 5 Bài 5: Sơ đồ hệ thống 1 cấp nén 4 2 2 I. Đồ thị logp-h II. Sơ đồ nguyên lý 1 cấp nén. 6 Bài 6: Sơ đồ hệ thống lạnh 2 cấp 4 2 2 nén I. Đồ thị logp-h II. Sơ đồ nguyên lý 2 cấp nén. 7 Bài 7: Tháo lắp máy nén lạnh công 10 2 6 2 nghiệp I. Tháo lắp máy nén lạnh 1. Các bước tháo 2. Tháo lắp máy nén bán kín 3. Tháo lắp máy nén hở II. Lắp đặt máy nén lạnh 1. Các bước lắp 2. Lắp đặt máy nén bán kín 3. Lắp đặt máy nén hở Kiểm tra lần 2 8 Bài 8: Sơ đồ hệ thống kho lạnh bảo 8 2 6 quản đông I. Kho bảo quản đông xả tuyết bằng 5
điện trở 1. Sơ đồ và nguyên lý làm việc 2. Yêu cầu điều khiển 3. Mạch điện điều khiển II. Kho bảo quản đông xả tuyết bằng gas nóng 1. Sơ đồ và nguyên lý làm việc 2. Yêu cầu điều khiển 3. Mạch điện điều khiển 9 Bài 9: Sơ đồ hệ thống tủ cấp đông 10 2 6 2 I. Sơ đồ II. Nguyên lý làm việc Kiểm tra lần 3 10 Bài 10: Lắp đặt hệ thống kho lạnh 16 4 12 bảo quản đông I. Lắp đặt hệ thống lạnh II. Lắp đặt hệ thống điện 11 Bài 11: Lắp đặt hệ thống tủ cấp 16 4 12 đông I. Lắp đặt hệ thống lạnh II. Lắp đặt hệ thống điện 12 Bài 12: Lắp đặt máy nén khí 12 2 10 I. Phương pháp lắp nối trục II.Phương pháp căn chỉnh máy nén khí, động cơ 13 Bài 13: Lắp đặt hệ thống ống dẫn 8 3 5 khí I. Các thông số kỹ thuật của ống dẫn khí II. Thực hành lắp đặt đường ống 14 Bài 14: Hiệu chỉnh, bảo trì máy nén 14 4 8 2 khí I. Kiểm tra các thông số kỹ thuật, hiệu chỉnh máy nén khí II.Bảo trì máy nén khí. Kiểm tra lần 4 Cộng 120 35 77 8 * Ghi chú: Thời gian kiểm tra được tích hợp giữa lý thuyết với thực hành được tính vào giờ thực hành 2. Nội dung chi tiết: Bài 1: NHIỆT ĐỘNG KỸ THUẬT Thời gian: 4 giờ Mục tiêu của bài: 6
- Sau khi học xong bài này học viên có khả năng: - Trình bày được nguyên lý làm việc của máy nhiệt - Trình bày được nguyên lý làm lạnh có máy nén - An toàn lao động và vệ sinh công nghiệp nơi làm việc. Nội dung của bài : I. Định luật nhiệt động II và nguyên lý làm việc của máy nhiệt II. Thông số trạng thái của môi chất III. Nhiệt dung riêng. Bài 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM LẠNH CƠ BẢN Thời gian: 4 giờ Mục tiêu của bài: - Sau khi học xong bài này học viên có khả năng: - Trình bày được các phương pháp làm lạnh cơ bản. - An toàn lao động và vệ sinh công nghiệp nơi làm việc. Nội dung của bài: I. Làm lạnh trực tiếp II. Làm lạnh gián tiếp. Bài 3: CÁC THIẾT BỊ CHÍNH TRONG HỆ THỐNG LẠNH Thời gian: 4 giờ. Mục tiêu của bài học: - Sau khi học xong bài này học viên có khả năng: - Trình bày được nhiệm vụ và cấu tạo các thiết bị chính trong hệ thống lạnh. - An toàn lao động và vệ sinh công nghiệp nơi làm việc. Nội dung của bài: I. Máy nén lạnh II. Thiết bị ngưng tụ III. Thiết bị tiết lưu IV. Thiết bị bay hơi Bài 4: CÁC THIẾT BỊ PHỤ TRONG HỆ THỐNG LẠNH Thời gian: 6 giờ. Mục tiêu của bài học: - Sau khi học xong bài này học viên có khả năng: - Trình bày được nhiệm vụ và cấu tạo các thiết bị phụ trong hệ thống lạnh. - An toàn lao động và vệ sinh công nghiệp nơi làm việc. Nội dung của bài: I. Bình chứa cao áp II. Bình chứa hạ áp III. Bình trunh gian IV. Bình tách dầu V. Bình tách lỏng VI. Bình tập trung dầu VII. Van điện từ VIII. Các thiết bị phụ trợ 7
Kiểm tra lần 1 Bài 5: SƠ ĐỒ HỆ THỐNG LẠNH 1 CẤP NÉN Thời gian: 4 giờ. Mục tiêu của bài : - Sau khi học xong bài này học viên có khả năng: - Trình bày được sơ đồ lạnh hệ thống 1 cấp nén. - An toàn lao động và vệ sinh công nghiệp nơi làm việc. Nội dung của bài: I. Đồ thị logp-h II. Sơ đồ nguyên lý 1 cấp nén. Bài 6: SƠ ĐỒ HỆ THỐNG LẠNH 2 CẤP NÉN Thời gian: 4 giờ. Mục tiêu của bài : - Sau khi học xong bài này học viên có khả năng: - Trình bày được sơ đồ lạnh hệ thống 2 cấp nén. - An toàn lao động và vệ sinh công nghiệp nơi làm việc. Nội dung của bài: I. Đồ thị logp-h II. Sơ đồ nguyên lý 2 cấp nén. Bài 7: THÁO LẮP MÁY NÉN LẠNH CÔNG NGHIỆP Thời gian: 10 giờ. Mục tiêu của bài học: - Sau khi học xong bài này học viên có khả năng: - Trình bày được sơ đồ lạnh hệ thống 2 cấp nén. - An toàn lao động và vệ sinh công nghiệp nơi làm việc. Nội dung của bài: I. Tháo lắp máy nén lạnh 1. Các bước tháo 2. Tháo lắp máy nén bán kín 3. Tháo lắp máy nén hở II. Lắp đặt máy nén lạnh Các bước lắp Lắp đặt máy nén bán kín Lắp đặt máy nén hở Kiểm tra lần 2 Bài 8: SƠ ĐỒ HỆ THỐNG LẠNH KHO BẢO QUẢN ĐÔNG Thời gian: 8 giờ. Mục tiêu của bài học: - Sau khi học xong bài này học viên có khả năng: - Trình bày được sơ đồ lạnh hệ thống lạnh kho bảo quản đông. - An toàn lao động và vệ sinh công nghiệp nơi làm việc. Nội dung của bài: I. Kho bảo quản đông xả tuyết bằng điện trở 1. Sơ đồ và nguyên lý làm việc 2. Yêu cầu điều khiển 8
3. Mạch điện điều khiển II. Kho bảo quản đông xả tuyết bằng gas nóng 1. Sơ đồ và nguyên lý làm việc 2. Yêu cầu điều khiển 3. Mạch điện điều khiển Bài 9: SƠ ĐỒ HỆ THỐNG LẠNH TỦ CẤP ĐÔNG Thời gian: 10 giờ. Mục tiêu của bài học: - Sau khi học xong bài này học viên có khả năng: - Trình bày được sơ đồ lạnh hệ thống lạnh tủ cấp đông. - An toàn lao động và vệ sinh công nghiệp nơi làm việc. Nội dung của bài: I. Sơ đồ II. Nguyên lý làm việc Kiểm tra lần 3. Bài 10: LẮP ĐẶT HỆ THỐNG KHO LẠNH BẢO QUẢN ĐÔNG Thời gian: 16giờ. Mục tiêu của bài học: - Sau khi học xong bài này học viên có khả năng: - Lắp đặt được hệ thống lạnh kho bảo quản đông. - An toàn lao động và vệ sinh công nghiệp nơi làm việc. Nội dung của bài: I. Lắp đặt hệ thống lạnh II. Lắp đặt hệ thống điện Bài 11: LẮP ĐẶT HỆ THỐNG TỦ CẤP ĐÔNG Thời gian: 16giờ. Mục tiêu của bài học: - Sau khi học xong bài này học viên có khả năng: - Lắp đặt được hệ thống lạnh tủ cấp đông. - An toàn lao động và vệ sinh công nghiệp nơi làm việc. Nội dung của bài: I. Lắp đặt hệ thống lạnh II. Lắp đặt hệ thống điện Bài 12: LẮP ĐẶT MÁY NÉN KHÍ. Thời gian: 12giờ. Mục tiêu của bài: - Sau khi học xong bài này học viên có khả năng: - Lắp đặt và căn chỉnh được máy nén khí đúng yêu cầu bản vẽ thiết kế. - An toàn lao động và vệ sinh công nghiệp nơi làm việc. Nội dung của bài: I. Phương pháp lắp nối trục II.Phương pháp căn chỉnh máy nén khí, động cơ Bài 13: LẮP ĐẶT HỆ THỐNG ỐNG DẪN KHÍ Thời gian: 8giờ 9
Mục tiêu của bài: - Sau khi học xong bài này học viên có khả năng: - Lắp đặt và căn chỉnh được ống dẫn khí đúng bản vẽ. - An toàn lao động và vệ sinh công nghiệp nơi làm việc. Nội dung của bài: I. Các thông số kỹ thuật của ống dẫn khí II. Thực hành lắp đặt đường ống Bài 14: HIỆU CHỈNH, BẢO TRÌ MÁY NÉN KHÍ Thời gian: 14 giờ Mục tiêu của bài: - Sau khi học xong bài này học viên có khả năng: - Hiệu chỉnh được các thông số kỹ thuật của máy nén khí. - Bảo trì được máy nén khí - An toàn lao động và vệ sinh công nghiệp nơi làm việc. Nội dung của bài: I. Kiểm tra các thông số kỹ thuật, hiệu chỉnh máy nén khí II.Bảo trì máy nén khí. Kiểm tra lần 4 IV. ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN MÔN HỌC: (Tính cho 1 ca thực tập có 15 học sinh) TT Loại trang thiết bị Số lượng 1 Kho bảo quản đông 1 cái 2 Tủ đông tiếp xúc 1 cái 3 Máy nén công nghiệp 5 cái 4 Máy nén khí 5 cái 5 Máy hút chân không 5 chiếc 6 Timer 10 chiếc 7 Cầu chì 70 10 chiếc 8 Đèn hàn ôxi 5 chiếc 9 Bộ đồ cơ khí 5 bộ 10 Cưa sắt 5 chiếc 11 Rơle -7 10 chiếc 12 Blôc tủ lạnh 5 chiếc 13 Điện trở xả đá 10 chiếc 14 Thermic 10 chiếc 15 Thermostat 10 chiếc TT Loại vật liệu Số lượng 1 Ống đồng phi 6 100m 2 Que hàn 4 kG 3 Băng dính cách điện 20 cuộn 4 Xà phòng 10 kG 5 Gas R22 2 bình 10
6 Gas đốt 5 bình 7 Ôxy 5 bình 8 Dầu bôi trơn blốc R22 5 lít TT Các nguồn lực khác Số lượng 1 Catalog của máy 15 bộ 2 Tài liệu tham khảo 15 bộ V. PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG ĐÁNH GIÁ: 1. Hình thức: - Thực hành: Lắp đặt, sửa chữa những hư hỏng thông thường - Lý thuyết: Thuyết minhnguyên lý làm việc - Trả lời câu hỏi của giáo viên 2. Thời gian:3 giờ 3. Nội dung: - Thực hành: Lắp đặt thiết bị - Lý thuyết: Trình bầy nguyên lý làm việc - Sau khi trình bầy nguyên lý làm việc của sơ đồ, trả lời thêm 1 hoặc 2 câu hỏi của giáo viên 4. Tiêu chuẩn đánh giá: - Kiến thức: + Trình bầy đúng nguyên lý làm việc + Lắp đặt đảm bảo yêu cầu kỹ thuật và thời gian - Kỹ năng + Trình bầy tốt nguyên lý làm việc của sơ đồ + Lắp đặt thành thạo đảm bảo yêu cầu kỹ thuật + Sử dụng dụng cụ thành thạo đúng phương pháp - Thái độ + Đảm bảo an toàn lao động + Nơi thực tập phải gọn gàng, ngăn nắp + Cẩn thận, tỉ mỉ 5. Phương pháp đánh giá:Chấm theo thang điểm 10 - Lắp đặt máy hoạt động đúng: 5 điểm - Thuyết minh đúng nguyên lý làm việc: 2 điểm - Đảm bảo mỹ thuật: 1 điểm - Sửa chữa đảm bảo thời gian: 1 điểm - Trả lời đúng câu hỏi của giáo viên: 1 điểm VI. HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN MÔN HỌC: 1. Phạm vi áp dụng: - Môn học được áp dụng cho sinh viên có hệ đào tạo Cao đẳng nghề “Lắp đặt thiết bị cơ khí” 2. Hướng dẫn một số điểm chính về phương pháp giảng dạy môn học: - Diễn giải - Thị phạm - Gợi mở - Phải có đầy đủ thiết bị cho học sinh, sinh viên thực tập 11
3. Những trọng tâm chương trình cần chú ý: - Tất cả các bài 4. Tài liệu cần tham khảo: - Máy và thiết bị lạnh- NXB Giáo dục - Kỹ thuật lạnh ứng dụng - NXB Giáo dục - Catalog của các máy có trong chương trình 12
Bài 1. NHIỆT ĐỘNG KỸ THUẬT Mục tiêu: Sau khi học xong bài này, người học có khả năng: - Trình bày được nguyên lý hoạt động của các máy nhiệt; - Trình bày được các thông số cơ bản của môi chất; - Trình bày và tính toán được nhiệt lượng cơ bản; - Chú ý cẩn thận tỉ mỉ trong quá trình tính toán. I. ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG II VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY NHIỆT 1. Đơn vị đo công, nhiệt lượng và công suất - Công ký hiệu là L(l) và nhiệt lượng ký hiệu là Q(q) ứng với G kg môi chất là các dạng khác nhau của năng lượng và được đo bằng đơn vị Jule(J), Calo(cal) hoặc BTU. Trong đó J là đơn vị đo năng lượng nói chung của hệ đo cơ bản (hệ SI).Công được định nghĩa là công của lực có cường độ 1N dịch chuyển 1m. Cal cũng là đơn vị đo nhiệt lượng, 1 cal là nhiệt lượng cần thiết khi đốt nóng 1g nước để nhiệt độ của nó tăng lên 1 độ. BTU là đơn vị chuyên biệt đo nhiệt lượng của nước Anh, Mỹ hiện nay. Quan hệ giữa 3 đơn vị đo như sau: 1 cal = 4,1868 J = 0,003968 BTU hoặc 1 kcal = 4,186 KJ = 3,968 BTU - Các đại lượng tương ứng với G kg môi chất được ký hiệu bằng các chữ hoa, còn các đại lượng tương ứng với 1kg môi chất được ký hiệu bằng các chữ thường. Như vậy công tương ứng với 1 kg môi chất tương ứng sẽ được ký hiệu là l(J/kg) và q(J/kg). - Công suất ký hiệu là P được định nghĩa là công thực hiện trong một đơn vị thời gian. Đơn vị chuẩn đo trong hệ SI là W. Như vậy W=J/s. Quan hệ giữa các đơn vị đo công suất thường gặp là: 1 W= 3,412 BTU/h = 0.859845 kcal/h. 2. Dấu của công và nhiệt lượng Trong nhiệt động kỹ thuật, người ta quy ước: - Công do môi chất sinh ra là công dương và công khi môi chất nhận từ môi trường là công âm. Do đó công sinh ra trong các động cơ nhiệt là công dương và công tiêu tốn trong các máy lạnh hoặc bơm nhiệt là công âm. - Nhiệt lượng do môi chất nhận được là nhiệt lượng dương và nhiệt lượng do môi chất tỏa ra là nhiệt lượng âm. Do đó nhiệt lượng mà môi chất lạnh nhận được từ các vật cần làm lạnh trong dàn lạnh là nhiệt lượng dương và nhiệt lượng mà môi chất thảy vào môi trường qua dàn nóng là nhiệt lượng âm. 3. Định luật nhiệt động II và nguyên lý làm việc của máy nhiệt 13
Định luật nhiệt động I chính là định luật bảo toàn và biến hoá năng lượng viết cho các quá trình nhiệt động, nó cho phép tính toán cân bằng năng lượng trong các quá trình nhiệt động, xác định lượng nhiệt có thể chuyển hoá thành công hoặc công chuyển hoá thành nhiệt. Tuy nhiên nó không cho ta biết trong điều kiện nào thì nhiệt có thể biến đổi thành công và toàn bộ nhiệt có thể biến đổi hoàn toàn thành công không. Định luật nhiệt động II cho phép ta xác định trong điều kiện nào thì quá trình sẽ xảy ra, chiều hướng xảy ra và mức độ chuyển hoá năng lượng của quá trình. Định luật nhiệt động II là tiền đề để xây dựng lý thuyết động cơ nhiệt và thiết bị nhiệt. Có nhiều cách phát biểu định luật nhiệt động II: - Cách thứ nhất do Thomson-Planck phát biểu năm 1851: Không thể có động cơ nhiệt có khả năng biến toàn bộ nhiệt lượng cung cấp cho nó thành công mà không mất đi một phần nhiệt lượng truyền cho các vật khác. Như vậy nếu động cơ nhiệt nhận được một nhiệt lượng q1 từ nguồn nóng để sinh cho chúng ta một công l thì nó phải mất một nhiệt lượng q2 truyền cho nguồn lạnh q1 = l + |q2| - Cách thứ hai do Carnot-Clausius đề xuất năm 1851: Nhiệt lượng tự nó chỉ có thể truyền từ nơi có nhiệt độ cao tới nơi có nhiệt độ thấp. Muốn truyền ngược lại phải tiêu tốn thêm một năng lượng. Như vậy muốn làm lạnh một vật chúng ta cần phải tiêu tốn một công l nào đó để đưa nhiệt lượng q 2 từ nơi có nhiệt độ thấp thảy vào nơi có nhiệt độ cao hơn q1. |q1| = |l |+ q2 Hình 1.1 Nguyên lý làm việc của động cơ nhiệt và máy lạnh Như vậy, cả động cơ nhiệt cũng như máy lạnh và bơm nhiệt chỉ có thểm làm việc khi có hai nguồn nhiệt có nhiệt độ khác nhau. II. THÔNG SỐ TRẠNG THÁI CỦA MÔI CHẤT 1. Định nghĩa Thông số trạng thái là một đại lượng vật lý có một giá trị duy nhất ở một trạng thái. Có 8 thông số trạng thái: thể tích riêng, áp suất, nhiệt độ, nội năng, năng 14
lượng đẩy, entanpy, entropy và execgy. Trong 8 thông số này thì thì có các thông số có thể đo được là: thể tích riêng, áp suất và nhiệt độ 2. Các thông số trạng thái a. Thể tích riêng v Thể tích riêng v là thể tích của 1 kg môi chất. Do đó nếu gọi V là thể tích của G kg môi chất thì thể tích riêng v được xác định: V v G Đại lượng nghịch đảo của thể tích riêng là khối lượng riêng ρ (kg/m3) 1 G   v V b. Áp suất Áp suất là áp lực của các phân tử môi chất tác động lên một đơn vị diện tích thành bình theo phương pháp tuyến. Nếu gọi F (N) là lực tác dụng của các phân tử lên thành bình và S (m2) là diện tích bao quanh môi chất thì áp suất bằng: F p (N/m2) S Đơn vị đo áp suất N/m2 còn được gọi là Pascal(Pa). Pascal là đơn vị đo áp suất chuẩn trong hệ SI. Ngoài ra còn dùng các đơn vị đo khác như atmotphe kỹ thuật (at) atmotphe vật lý(atm), milimet cột thủy ngân, milimet cột nước, PSI… Ta có quan hệ giữa các đơn vị đo như sau: 1 at = 0,9807 bar = 735 mmHg = 10 mH2O (at: Atmosphere technical) 1 at = 735 torr (torr: torricelli) 1 at = 1000 centimeter water (4oC) 1 atm = 101325 Pa (atm: Standard atmosphere )= 760mmHg 1 bar = 105 N/m2 = 105 Pa= 14,5 PSI=750mmHg 1 kgf/cm2 = 1 at = 98,0665 kPa 1PSI = 6,8948 kPa = 6894,84 N/m2 - Áp suất tuyệt đối của môi chất là một trong ba thông số trạng thái cơ bản và có thể đo được trực tiếp. + Nếu áp suất nơi cần đo lớn hơn áp suất khí quyển (p kq) thì áp suất đo được gọi là áp suất dư hay áp suất tương đối (pd). Khi đó áp suất tuyệt đối (ptđ) được tính bằng: ptđ = pd + pkq + Nếu áp suất nơi cần đo nhỏ hơn áp suất khí quyển (p kq) thì áp suất đo được gọi là áp suất chân không (pck). Khi đó áp suất tuyệt đối (ptđ) được tính bằng: ptđ = pkq - pck - Dụng cụ đo áp suất khí áp suất tuyệt đối lớn hơn áp suất khí quyển là áp kế hay manomet. Dụng cụ đo áp suất khi áp suất tuyệt đối nhỏ hơn áp suất khí quyển gọi là chân không kế hay vaccuummet. 15
c. Nhiệt độ Nhiệt độ là thông số xác định động năng của các phân tử, hay nói đơn giản nhiệt độ là thông số trạng thái xác định mức độ nóng hay lạnh của vật.  Nhiệt độ tuyệt đối ký hiệu T(K) là đại lượng vật lý tỷ lệ với mức độ chuyển động nhiệt của các phân tử T: Nhiệt độ tuyệt đối hay nhiệt độ Kelvin (K) R: Hằng số phổ biến của chất khí R=8314 (J/kmolK) : Động năng trung bình của các phân tử khí(J/kmol)  Nhiệt độ Celsius ký hiệu t(oC) đã chọn nhiệt độ đông đặc to= 0 oC và nhiệt độ sôi tsôi=100 oC của nước ở áp suất 760mmHg(1,01325 bar) làm điểm mốc và chia làm 100 khoảng bằng nhau. t(oC) = T(K) - 273,16  Nhiệt độ Fahrenheit ký hiệu là T(oF) thường được sử dụng ở các nước Anh, Mỹ… t(oC) = ( T(oF) - 32) III. NHIỆT DUNG RIÊNG 1. Định nghĩa Nhiệt dung riêng của một chất là nhiệt lượng cần thiết làm nhiệt độ của một đơn vị vật chất đó thay đổi một độ theo một quá trình nào đó. Nhiệt dung riêng của một chất phụ thuộc vào đơn vị vật chất và quá trình trao đổi nhiệt. 2. Phân loại nhiệt dung riêng Với chất lỏng hoặc chất rắn, đơn vị đo vật chất thường là khối lượng(kg). Với chất khí có thể có 3 đơn vị đo vật chất: khối lượng(kg), thể tích V(m 3tc) và kmol. Về quá trình cung cấp nhiệt cũng có 3 quá trình: quá trình cấp nhiệt đẳng tích, quá trình cấp nhiệt đẳng áp và quá trình cấp nhiệt đa biến, đo đó ta có các loại nhiệt dung riêng sau: - Nhiệt dung riêng khối lượng C(J/kgK) + Nhiệt dung riêng khối lượng đẳng áp Cp(J/kgK) + Nhiệt dung riêng khối lượng đẳng tích Cv(J/kgK) + Nhiệt dung riêng khối lượng đa biến Cn(J/kgK) - Nhiệt dung riêng thể tích C’(J/m3tcK) + Nhiệt dung riêng thể tích đẳng áp C’p(J/m3tcK) + Nhiệt dung riêng thể tích đẳng tích Cv(J/m3tcK) + Nhiệt dung riêng thể tích đa biến Cn(J/m3tcK) - Nhiệt dung riêng kmol C  (J/kmolK) 16
+ Nhiệt dung riêng kmol đẳng áp C p (J/kmolK) + Nhiệt dung riêng kmol đẳng tích C v (J/kmolK) + Nhiệt dung riêng kmol đa biến C  (J/kmolK) 3. Cách tính nhiệt lượng Nhiệt lượng được tính theo nhiệt dung riêng hoặc theo entropy. Ta có Q=G.C.∆t=Vtc.C’.∆t Q: Nhiệt lượng (J) G: Khối lượng chất khí(kg) C: Nhiệt dung riêng khối lượng(J/kgK) C’: Nhiệt dung riêng thể tích(J/m3tcK) Vtc: Thể tích ở điều kiện tiêu chuẩn(m3tc) Bảng1.1: Nhiệt dung riêng trung bình của một số kim loại Phạm vi nhiệt độ 0oC ÷ 100 oC 0oC ÷ 300 oC 0oC ÷ 500 oC Đơn vị kJ/kg.K kJ/kg.K kJ/kg.K Nhôm 0,908 0,954 0,992 Chì 0,131 0,136 - Sắt 0,464 0,469 0,473 Thép 0,2%C 0,473 0,502 0,540 Thép 0,2%C 0,490 0,515 0,552 Gang 0,544 0,573 0,590 Đồng 0,387 0,401 0,408 Bảng 1.2: Bảng nhiệt dung riêng đẳng áp của một số chất rắn, chất lỏng và chất khí Chất kJ/kg.K Chất kJ/kg.K Chất kJ/kg.K Bê tông 0,88 Benzen 1,72 KK khô, 20oC 1,007 Gỗ 2,1 ÷ 2,9 Glyxerin 2,43 Oxy, 20oC 0,915 Gạch 0,84 Thủy ngân 0,138 Nito, 0oC 1,039 Nước đá 2,04 Nước 4,1816 Amoniac, 2,23 100oC 17
Câu hỏi ôn tập: 1. Hãy vẽ sơ đồ và trình bày nguyên lý làm việc của động cơ nhiệt và của máy lạnh? 2. Hãy trình bày công thức xác định áp suất tuyệt đối? 3. Hãy trình bày mối liên hệ giữa các đơn vị đo nhiệt độ? 18