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

Giáo trình nhiệt động lực học kyc thuật - Chương 3

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST
Báo xấu
86
lượt xem 18
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

NHIỆT VÀ CÔN G 3.1: QUÁ TRÌNH NHIỆT ĐỘNG. Trạng thái cân bằ ng nhiệt động là trạ ng thá i khi cá c thông số trang thái của hệ có giá trị không đổ i theo thời gian. (không có tá c động công hoặc nhiệt từ mô i trường). Ngượ c lại gọi là trạ ng thái khô ng cân bằ ng. Một trạng thái cân bằng bất kỳ có thể biểu thị trê n đồ thị p-v, T-s, i-s, ... Như vậy quá trình nhiệt động là quá trình biến đổi từ trạng thá i này đế...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình nhiệt động lực học kyc thuật - Chương 3

  1. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn - 27 - CHÖÔNG 3 NHIEÄT VAØ COÂN G 3.1: QUAÙ TRÌNH NHIEÄT ÑOÄNG. Traïng thaùi caân baè ng nhieät ñoäng laø traï ng thaù i khi caù c thoâng soá trang thaùi cuûa heä coù giaù trò khoâng ñoå i theo thôøi gian. (khoâng coù taù c ñoäng coâng hoaëc nhieät töø moâ i tröôøng). Ngöôï c laïi goïi laø traï ng thaùi khoâ ng caân baè ng. Moät traïng thaùi caân baèng baát kyø coù theå bieåu thò treâ n ñoà thò p-v, T-s, i-s, ... Nhö vaäy quaù trình nhieät ñoäng laø quaù trình bieán ñoåi töø traïng thaù i naøy ñeá n traïng thaù i khaù c cuûa heä. Ñieàu kieän ñeå coù söï thay ñoåi traïng thaùi nhieät ñoäng cuûa heä khi coù söï trao ñoå i nhieä t hoaë c coâng vôù i moâi tröôøng vaø ít nhaát phaûi coù moät thoâng soá traïng thaùi khoâng ñoå i. Quaù trình caân baè ng laø quaù trình chaát moâi giôùi qua caùc traïng thaù i caâ n baè ng. Thöï c teá khoâng toàn taïi quaù trình caâ n baèng,vì muoán chuyeån töø traï ng thaù i caâ n baèng naøy sang traïng thaùi caâ n baèng khaù c caàn phaûi phaù vôû caân baèng ban ñaàu. Nhöng neáu quaù trình xaû y ra voâ cuøng chaäm (söï thay ñoåi thoâng soá traïng thaùi nhoû) vaã n ñöôïc goï i laø quaù trình caâ n HCM TP. baèng. uat y th 3.2: NHIEÄT LÖÔÏNG VAØ CAÙCH TÍNH NHIEÄT K pham LÖÔÏNG THEO NHIEÄT DUNG H Su D uong RIEÂNG. r ©T 3.2.1: Ñònh nghóa. n quyen Ba Nhieät dung rieâng laø löôïng nhieät löôïng caàn thieát ñeå ñöa moät ñôn vò chaát moâi giôùi leân 1 ñoä theo moät quaù trình naøo ñoù. Kyù hieäu c . - Neáu ta coù 1 ñôn vò chaát moâi giôùi laø 1 kg, caàn moät nhieä t löôï ng laø dq laøm cho noù thay ñoåi nhieät ñoä laø dt thì: dq : Nhieät dung rieâng thöïc (3-1) c= dt - Coøn neá u ta cung caáp cho 1 kg chaá t moâi giôùi moät nhieät löôïng laø q laøm cho noù thay ñoåi nhieät ñoä töø t1 ñeán t2 thì: q goïi laø nhieät dung rieâng trung bình trong khoaûng nhieät ñoä töø t1 t 2  t1 ñeán t2. t2 Kyù hieäu nhieät dung rieâ ng trung bình töø t1 ñeá n t2 laø: c t1 t2 q c= (3-2)  t 2  t1 t1 3.2.2: Phaân loaïi Coù nhieàu caùch phaân loaïi nhieät dung rieâng, neá u döïa vaøo ñôn vò ño vaø ñaë c tính quaù trình ta coù caùc loaï i sau: a) Khi laáy ñôn vò ño laø kg: goïi laø nhieät dung rieâng khoái löôïng, kyù hieäu c (kJ/kg.ñoä) Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  2. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn - 28 - - Neáu quaù trình tieán haønh trong ñieàu kieän aùp suaát khoâng ñoåi, goïi laø nhieät dung rieâng khoái löôïng ñaúng aùp kyù hieäu : cp - Neáu quaù trình tieán haønh trong ñieàu kieän theå tích khoâng ñoå i, goïi laø nhieät dung rieâng khoái löôïng ñaúng tích kyù hieäu: cv b) Khi laáy ñôn vò ño laø m 3 tieâu chuaå n: goïi laø nhieät dung rieâng theå tích, kyù hieäu c’ (kJ/m3tc.ñoä) (m3tc ño ôû ñieàu kieän: p = 760 mmHg, t = 0 oC). Töông töï ta cuõng coù c’p vaø c’v,laàn löôït laø nhieät dung rieâ ng theå tích ñaúng aùp vaø nhieät dung rieâng theå tích ñaúng tích. c) Khi laáy ñôn vò ño laø kmol: goïi laø nhieät dung rieâng kmol, kyù hieäu c (kJ/kmol.ñoä). Töông töï ta cuõng coù cp vaø cv, kyù hieäu cho nhieät dung rieâng kmol ñaúng aù p vaø nhieät dung rieâng kmol ñaúng tích. * Moái quan heä giöõa caù c loaïi nhieät dung rieâng: Khi bieát nhieät dung rieâng naøy caàn xaùc ñònh nhieät dung rieâng kia ta duøng caù c moái quan heä sau: M P. HC uat T c y th + c= (3-3a)  c'.vtc K pham  H Su ng D + cp – cv = R (3-3b) ruo T c p quyen © n Ba k + (3-3c) cv Trong ñoù k laø soá muõ ñoaïn nhieä t: k > 1 Töø ( 3-3b) vaø (3-3c) R cv = (3-3d)  k 1 k.R cp = (3-3e)  k 1 3.2.3: Söï phuï thuoäc nhieät dung rieâng vaø o nhieät ñoä. a) Quan heä haè ng soá: Trong kyõ thuaät khi tính toaùn khoâng caàn ñoä chính xaù c cao ta coi nhieät dung rieâng khoâng phuï thuoäc vaøo nhieät ñoä, chæ phuï thuoä c vaøo tính chaát cuûa chaát moâ i giôùi, ñeå xaùc ñònh ta coù baû ng sau: kcal/kmol.ñoä Loaïi khí k cv cp Khí 1 nguyeân töû 1,6 3 5 Khí 2 nguyeân töû 1,4 5 7 Khí töø 3 nguyeân töû trôû leân 1,3 7 9 b) Quan heä ñöôø ng thaúng : ÔÛ möùc ñoä chính xaùc vöøa phaûi nhieät dung rieâng phuï thuoä c vaøo nhieät ñoä theo quan heä ñöôøng thaúng nhö sau: c = a + bt (3-4) Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  3. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn - 29 - c) Quan heä ñöôøng cong:Khi möùc ñoä chính xaù c cao nhieä t dung rieâng phuï thuoä c vaøo nhieät ñoä theo quan heä ñöôø ng cong: c = a’+ b’t + dt2 (3-5) Trong ñoù: a, b, a’, b’, d laø nhöõng haèng soá xaù c ñònh töø thöïc nghieäm. 3.2.4: Tính nhieät löôïng theo nhieät dung rieâng. a) Theo nhieä t dung rieâ ng thöïc: dq Töø ñònh nghóa (3-1): c = dt dq = c.dt  Khi cho quaù trình tieán haønh töø traïng thaù i 1 ñeá n traïng thaùi 2 tích phaâ n ta ñöôïc 2 q = c  dt  1 q = c(t2 – t1) (3-6)  b) Theo nhieä t dung rieâ ng quan heä laø ñöôø ng thaú ng : M P. HC Ta coù: c = a + bt uat T y th dq = ( a + bt )dt K  pham H Su Tích phaân: ng D ruo ©T en 2  a Bbt dtuy an q q=  1 12 2 q = a.t + bt 2 1 12   2 q = a(t2 - t1) +  b t 2  t1 2 t  t  hay: q = [a + b 2 1 ] .(t2 - t1) (3-7) 2 c) Theo quan heä laø ñöôø ng cong: Töø (3-5): c = a’+ b’t + dt2 2  a 'b' t  dt dt 2 q=  1 Töông töï tích phaân theo t vaø ñaët (t2 – t1) laøm thöøa soá chung: t 2  t 1   t 2  t 2  t 1t 2  q = [a + b  ].(t2 - t1) (3-8)  d 1 2   3 2   d) Theo nhieä t dung rieâ ng trung bình. Töø ñònh nghóa: t2 q c= t 2  t1 t1 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  4. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn - 30 - t2 q= c (t2 – t1) (a)  t1 Caù c baûng khoâ ng cho nhieät dung rieâng trung bình töø t1  t2, chæ coù töø 0  t naø o ñoù maø thoâi, do vaäy nhieät dung rieâng trung bình töø t1  t2 ñöôïc xaù c ñònh: t t c 02 t 2  c 01 t 1 t2 c= (b) t 2  t1 t1 Thay (b) vaøo (a) vaø ñôn giaû n ta ñöôïc: t2 t2 q = c t2 – c t1 (3-9) 0 0 e) Theo entropy : Töø ñònh nghóa veà entropy: dq ds = T dq = T.ds  M P. HC Tích phaân : uat T y th (Vôùi T = const ,hoaë c hatb) K 2 p Tm q = T  ds  H Su ng D 1 ruo q = T(s2 – s1)yen © T (3-10)  qu Ban 3.2.5: Nhieät dung rieâng cuûa hoãn hôïp khí lyù töôûng. Nhieät löôïng caàn thieát ñeå naâng hoãn hôïp khí leân 1 ñoä, cuõng chính laø soá nhieät löôïng laøm cho caùc khí thaønh phaàn taêng leân 1 ñoä. Do ñoù ta coù: * Neáu nhieät dung rieâng khoái löôïng: n Ñaúng tích: cv = g1 cv1 + g2 cv2 + … = g c i vi i 1 n Ñaúng aù p : cp = g1 cp1 + g2 cp2 + … = g c i pi i 1 * Neáu nhieät dung rieâng theå tích: n ' Ñaúng tích: c’v = r1c’v1 + r2c’v2 + … = r c i vi i 1 n ' Ñaúng aù p: c’p = r1c’p1 + r2c’p2 + … = r c i pi i 1 * Ñoái vôù i nhieät dung rieâ ng kmol: n Ñaúng tích: cv = r1cv1 + r2 cv2 + … =  r c i vi i 1 n Ñaúng aù p : cp = r1cp1 + r2 cp2 + … =  r c i pi i 1 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  5. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn - 31 - 3.3: CAÙC LOAÏI COÂNG. 3.3.1: Coâng thay ñoåi theå tích. Laø coâng sinh ra khi theå tích chaát moâ i giôùi thay ñoå i. Kyù hieäu l (J/kg) xilanh p 1 kg p p dv dx v v2 v1 Piston coù dieän tích S Cho 1kg chaát moâi giôùi vaøo trong xilanh vôùi aùp suaát p, treân ñoù ñaët moät piston coù dieän tích S. Khi ta cung caáp cho chaát moâi giôùi moät nhieät löôïng voâ cuøng beù laø dp, chaá t moâi giôùi giaõn nôû laøm piston dòch chuyeån moät ñoaïn nhoû dx. Vaäy coâng sinh ra töông M P. HC öùng luùc naøy seõ laø: uat T h Ky t dl = p.S.dx pham H Su dl = p.dv ng D  uo Khi quaù trình tieá n haønhn © Tr ng thaùi 1 ñeán traïng thaùi 2 thì: ye töø traï qu Ban 2 l =  pdv , (J/kg) (3-11) 1 l > 0 khi chaát moâi giôù i giaõ n nôû l < 0 khi chaát moâi giôù i neùn Neáu tính cho G kg thì: 2 L = G.l = G , (J) (3-12)  pdv 1 3.3.2: Coâng löu ñoäng vaø coâng kyõ thuaät. (llñ ,lkt) J/kg p + dp p f + df f dx Hình 3.1 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  6. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn - 32 - Trong ñoù: p : aùp suaát f : tieát dieän oáng dx: ñoaïn dòch chuyeån nhoû. Ñeå xaùc ñònh coâng löu ñoäng vaø coâng kyõ thuaät, ta xeù t moät doøng moâi chaát chuyeån ñoäng trong oáng nhö hình treân. Khi quaù trình ñöôïc tieán haønh seõ laøm thay ñoåi traïng thaù i trong heä hôû nhö treân, ta phaû i toán moät coâng dòch chuyeån chaát moâi giôùi goïi laø coâng löu ñoäng, phaà n coâng coøn laïi ñöôïc söû duïng vaø o muïc ñích coù ích trong kyõ thuaät goïi laø coâng kyõ thuaät, coâng kyõ thuaät thöôøng söû duï ng ôû daï ng ñoäng naêng cuûa moâi chaá t. ÔÛ ñaâ y, coâng giaõ n nôû seõ baèng coâng löu ñoäng vaø coâng kyõ thuaä t, vaø ta coù: dl = dllñ + dlkt (3-13) Vôùi: dllñ = ( p + dp)(f + df)dx – p.f.dx = p.f.dx + p.df.dx + f.dp.dx + dp.df.dx – p.f.dx = ( p.df + f.dp)dx M = d(p.f)dx P. HC uat T y th dllñ = d(p.v) (3-14)  K pham H Su Töø (3-13) coâng kyõ thuaät ñöôïc xaùc ñònh: ng D uo © Tr dlkt = dl - dllñ yen u an q B dlkt = p.dv – d(p.v) hay: dlkt = p.dv – (p.dv + v.dp) Vaäy: dlkt = - v.dp Khi quaù trình tieá n haønh töø 1 ñeán 2: 2 lkt = -  vdp (3-15)  1 Qua ñoù ta thaáy raèng coâ ng kyõ thuaät phuï thuoä c vaøo quaù trình, coâng döông hay aâm ñieàu naøy hoaøn toaøn phuï thuoä c vaøo söï thay ñoåi aùp suaát do doøng chuyeån ñoäng. Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2431 lượt tải
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
3=>0