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 5

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:17

Thêm vào BST
Báo xấu
129
lượt xem 24
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CỦ A KHÍ VÀ HƠI 5.1: QUÁ TRÌNH NÉN KHÍ HOẶC HƠI. 5.1.1: Khái niệm. Khí hoặ c hơi nén, đựơc sử dụng khá rộng rãi trong công nghiệp, đời số ng, y tế,… Dựa vào đặ c điểm cấu tạo, nguyê n lý làm việc thì máy nén khí chia làm 2 loại: - Máy nén piston: loại này khí được hút vào xilanh nén vớ i áp suất cao rồi đẩ y vào bình chứa. - Máy né n ly tâm, hướng trụ c và vòi phun: nén bằng cá ch tạ o...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình nhiệt động lực học kyc thuật - Chương 5

  1. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn - 46 - CHÖÔNG 5 CAÙC QUAÙ TRÌNH NHIEÄT ÑOÄNG CUÛ A KHÍ VAØ HÔI 5.1: QUAÙ TRÌNH NEÙN KHÍ HOAËC HÔI. 5.1.1: Khaùi nieäm. Khí hoaë c hôi neùn, ñöïôc söû duïng khaù roäng raõi trong coâng nghieäp, ñôøi soá ng, y teá,… Döïa vaøo ñaë c ñieåm caáu taïo, nguyeâ n lyù laøm vieäc thì maùy neùn khí chia laøm 2 loaïi: - Maùy neùn piston: loaïi naøy khí ñöôïc huùt vaøo xilanh neùn vôù i aùp suaát cao roài ñaå y vaøo bình chöùa. - Maùy neù n ly taâm, höôùng truï c vaø voøi phun: neùn baèng caù ch taï o cho chaát khí coù vaän toá c lôùn, bieán ñoäng naêng thaønh noäi naêng laøm taêng aùp suaát chaát khí. Tuy vaäy veà phöông dieän ñoäng hoï c quaù trình neùn xaû y ra trong caùc maùy ñeàu nhö nhau, ôû ñaây ta ñeà caäp maùy neùn piston. M P. HC 5.1.2: Quaù trình neùn khí trong maùy neùn piston 1 caáp. uat T y th K a/ Caùc quaù trình cô baûn: pham H Su ng D uo p 2T © Tnr 2k yen 2 u an q 3 B 1 4 V v2 v1 a b c Vôùi: a: Van huù t b: Van ñaå y c: Bình chöùa Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  2. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn - 47 - Trong ñoù: 1-2T : quaù trình neùn ñaúng nhieät 1-2n: quaù trình neùn ña bieán (vôùi n = 1,2  1,25) 1-2k: quaù trình neùn ñoaïn nhieät * Khi piston ñi töø traùi sang phaûi khí ñöôïc naïp vaøo xilanh vôùi aù p suaát khoâng ñoåi quaù trình: 4-1, quaù trình naøy traïng thaùi khí khoâng ñoå i. * Khi piston chuyeå n ñoäng ngöôï c laï i ( 2 van ñeàu ñoùng), khí trong xilanh bò neù n ñeán moät aùp suaát caàn thieát quaù trình:1-2, quaù trình naøy traïng thaùi chaát khí thay ñoå i. * Khi ñaï t ñöôïc aù p suaát caàn thieát van thaûi môû khí ñöïôc ñaå y vaøo bình chöùa vôù i aùp suaát khoâng ñoåi. Ñeå ñaït ñöôï c aùp suaá t theo yeâu caà u ta coù theå thöïc hieän: quaù trình neùn ñaúng nhieä t, quaù trình neùn ña bieán, hoaëc quaù trình neùn ñoaïn nhieät. b) Coâng tieâu hao maùy neùn piston 1 caáp: Giaû thuyeát quaù trình neù n laø thuaän nghòch, toác ñoä khí vaø o vaø ra khoûi xilanh baèng nhau (ñoäng naê ng doøng khí khoâng ñoåi). Coâng tieâu hao lyù thuyeát cuûa maùy neù n 1 caá p HCM TP. huat chính baè ng dieän tích (12341). yt am K t. uh Coâng maùy neù n ñöôï c xaù c ñònh theo coângpkyõ thuaä DH S uong 2 (J/kg) Tr n© Ta coù: ln = -  vdp (5-1) quye Ban 1 + Khi quaù trình neù n laø ñaúng nhieät:(T = const) Töø phöông trình traïng thaùi: RT pv = RT  v = p 2 dp ln = - RT  p 1 Tích phaân ta ñöôïc: p2 ln = - RT ln (5-2) p1 p2 Hay ln = - p1v1 ln (5-3) p1 + Khi quaù trình neù n laø ñoaïn nhieät: Ta coù phöông trình toång quaù t quaù trình ñoaïn nhieät: 1 k pv = const; hay p v = const (a) k Vieát cho traïng thaù i 1: 1 p1v1k = const; hay p1 k v1 = const (b) Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  3. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn - 48 - 1 p1k v1 const Töø (a) vaø (b)  v =  1 1 k k p p Thay vaøo (5-1) 1 2 1  ln = - p1 k v1  p k dp  1 Tích phaân ta ñöôïc: k 1    p2  k k    1 ln = - (5-4)  p1 v1     p1 k 1      k 1    p2  k k    1 ln = - (5-5) hay RT1     p1 k 1      + Khi quaù trình neùn laø ña bieán: Töông töï quaù trình ñoaïn nhieät ta coù: HCM n 1   TP. huat  p 2   1 n n ln = - (5-6) Ky t RT1    p1   am n 1  Su ph   H  ng D Truo * Nhaän xeùt: Trong 3 quaù© trình neùn, maùy neùn coù quaù trình neùn ñaú ng nhieät coâng yen qu Ban tieâu hao maùy neùn laø nhoû nhaát, maùy neùn coù quaù trình neùn ñoaï n nhieät coù coâng tieâu hao laø lôùn nhaát. c) Taùc haïi cuûa dung tích thöøa: Trong thöïc teá khi neùn ñænh piston vaø naép xilanh khoâng theå saù t vaøo nhau ñöôïc, maø giöõ a chuù ng luoân coù moät khoaû ng hôû, taïo thaønh moät vuø ng khoâng gian coù haï i hay coøn goïi laø phaàn dung tích thöøa. Ñoà thò thöïc teá seõ laø: p gh pgh 3’ 3 p3 2’ 2 p2 p1 1 0 0’ vt vtt V vlt Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  4. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn - 49 - Trong ñoù: Vt : Dung tích thöø a Vlt : Dung tích lyù thuyeát Vtt : Dung tích thöï c teá. Do coù dung tích thöøa, neân luoân luoân coù quaù trình giaõ n nôû 2’-0, laøm cho löôïng khí huùt vaøo xilanh töông öù ng laø Vtt ( Vtt < Vlt). Neáu quaù trình neùn coù aùp suaát caøng lôù n thì Vtt caøng bò thu heïp, löôïng khí naïp cuõng nhoû theo vaø neá u ta neùn ñeán moät aùp suaát naøo ñoù goï i laø aù p suaá t giôùi haïn, luù c naøy quaù trình giaõn nôû truøng vôùi quaù trình neù n Vtt = 0, löôïng khí naïp cuõng = 0 (khoâng neù n ñöôï c). Ñeå ñaùnh giaù löôïng khí naïp vaøo, ta ñaët: Vtt   v : Hieä u suaá t theå tích (5-7) Vlt 0 <  v < 1. 5.1.3: Quaù trình neùn khí trong maùy neùn piston nhieàu caáp. Khi söû duïng maùy neùn piston 1 caáp, neáu ta taêng aùp suaáHCM löôïng khí neùn seõ t thì . TP1 caáp khoâng coù lôïi. Maë t giaûm xuoáng. Do ñoù khi caàn neù n aùp suaát cao söû duïng maùhuat n y neù Ky t khaù c aùp suaát neùn caøng cao thì nhieät ñoä caøng u pn am cho cheá ñoä boâi trôn keùm. Thöïc teá lôù h laøm DH S g ruon p2  (10  12) p1. ©T Vì vaä y khi neù n an qsuaán cao ngöôø i ta söû duï ng maùy neù n nhieàu caáp coù laøm maùt aù p uyet B trung gian. a/ Sô ñoà nguyeân lyù maùy neùn 2 caáp coù laøm maùt trung gian: p1T1 Caá p 1 p2T2 B A Caá p 2 p2T1 p3T2 C Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  5. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn - 50 - A: Ñöôøng nöôù c laøm maùt B: Boä laøm maùt trung gian C: Bình chöùa. b/ Ñoà thò lyù thuyeát maùy neùn 2 caáp coù laøm maùt trung gian: p 3' 3 p3 T3 = const Caáp 2 p2 2 2' T2 =Cconst M P. H uat T Caáp 1 p1 th Ky T1 = const 1 ham Su p g DH V uon © Tr uyen an q B Trong ñoù: 1-2: quaù trình neùn ña bieán ôû caáp 1. 2-2’: quaù trình laøm maùt ñaúng aùp ôû boä laøm maùt trung gian. 2’-3: quaù trình neùn ña bieán ôû caáp 2 (coù laøm maù t trung gian) 2-3’: quaù trình neùn ña bieán ôû caáp 2 (khi khoâng laøm maùt trung gian) Treân p-v ta thaáy: Khi coù laøm maùt trung gian coâng tieâu hao cuûa maùy neù n 2 caá p seõ nhoû hôn khi khoâng laøm maù t vôùi dieän tích töông öùng laø : dt(2 3’ 3 2’ 2). * Söï phaâ n boá aùp suaát giöõa caù c caáp: Ñoái vôùi maùy neùn nhieàu caáp ta caàn choïn aùp suaát trung gian giöõa caùc caá p ñeå sao cho coâng tieâu hao laø nhoû nhaát. Ôû ñaây ta xem soá muõ ña bieán laø khoâng ñoå i ôû caùc caá p. Nhieät ñoä qua caù c bình laøm maùt trung gian trôû veà nhieät ñoä ban ñaàu. Coâng tieâu hao cuûa maùy neùn 2 caá p seõ baè ng toång coâng caá p moät vaø coâng caáp hai: n 1 n 1      p3  n  p2  n n n    1    1  ln = - RT RT1    n  1 1  p 2    p1 n 1           n 1 n 1    p 2  n  p3  n n       2  ln = - (5-8) hay RT1   p    p1 n 1    2    Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  6. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn - 51 - Ñeå coâng tieâu hao coù trò tuyeät ñoái laø nhoû nhaá t thì giaù trò trong ngoaëc vuoâng laø nhoû nhaát ( nhieät ñoä sau khi neùn phaûi trôû veà baè ng tröôùc khi neù n). - Quaù trình 1-2: n 1 T2  p 2  n (a)   T1  p1   - Quaù trình 2’-3: n 1 T3  p 3  n (b)   T2 '  p 2 '    maø T2 = T3 T2’ = T1 p2’ = p2 n 1 T2  p 3  n (b) (c)    T1  p 2   M P. HC uat T Töø (a) vaø (c): y th am K  3   : tæ soá taêng aùp H Su ph p2 p  ng D p1 p2 Truo © uyen  2  3 Ban q p  p1 p3   p1 Vaäy ñeå coâng tieâu hao coù trò tuyeä t ñoái laø nhoû nhaá t ta choïn tæ soá taêng aùp ôû moåi caá p phaû i baèng nhau. n1 n1 n RT1   n    n  2  (5-8)  lnmin = -   n 1   n1 2n RT1   n  1 hay lnmin = -   n 1   Vaäy coâ ng tieâu hao nhoû nhaá t cuû a maùy neùn hai caáp seõ laø: n 1    p3  n 2n 1   lnmin = - (5-9)  RT1   p  n 1  1    Ta coù theå suy ra tæ soá taêng aùp cuûa maùy neù n i caáp töø maùy neùn hai caáp: i i p i 1 p cuoi   p1 p dau Coâng nhoû nhaá t maùy neùn i caáp: Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  7. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn - 52 - n 1     n p cuoi i *n  RT1  i  lnmin = - (5-10)  1   p dau n 1      c) Nhieät thaûi qua xilanh vaø qua bình laøm maùt trung gian: Nhieät thaûi cuûa maùy neùn bao goàm hai thaønh phaàn: - Nhieä t thaû i do quaù trình neùn ña bieán, thoâng qua xilanh. - Nhieä t thaû i qua bình laøm maùt trung gian (ñaú ng aùp). Ñoà thò bieåu thò quaù trình thaûi nhieät maùy neù n 2 caáp. p3 = const p2 = const p1 =const T 3 2 T2 M P. HC uat T y th 2’ u pham K HS T1 ng D uo 1 © Tr yen u s an q B s3 s2’ s2 s1 Trong ñoù: Nhieät thaûi qua xilanh ôû caáp neù n thöù nhaát töông öùng vôù i dieän tích (1,2,s2,s1,1). Ta coù: qx = cn(T2 - T1) n  k  T2  qx = cv  T1   1 T  n 1  1  n 1     p2  n  nk hay qx = cv T1     1 n  1   p1      n 1 nk  n  qx = cv (a) T1    1    n 1   - Nhieät thaûi qua bình laøm maùt trung gian öùng vôùi dieän tích (2, 2’, s2’ ,s2 ,2). Ta coù: qt = cp(T2’ - T2) hay qt = cp(T1 - T2) ñeå q>0 qt = cp(T2 - T1)  Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  8. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn - 53 -  T2  qt = cpT1   1    T1  n 1     p2  n  qt = cpT1     1    p1      nn 1   qt = cpT1    1 (b)     Neáu laø maùy neùn i caáp, soá xilanh laø i vaø soá boä laøm maùt trung gian seõ laø ( i –1). Vaäy nhieät thaûi cuûa maùy neù n i caáp seõ laø: q = i. qx + ( i -1) qt n 1  n 1  nk  n  q = i. cv    1 + ( i -1) cpT1   n  1  T1 n 1         n1    pc  n   1. i.c n  k   i  1c   q = T1  i (5-11)    v n  1  HCM p p TP.     d huat   Ky t   pham H Su gD 5.2: QUAÙ TRÌNH LÖU ÑOÄNG. Truon © uyen 5.2.1: Khaùi nieäm. Ban q Trong moät soá ñoäng cô hieän nay khi yeâu caàu toá c ñoä lôùn, neáu söû duïng ñoäng cô piston seõ gaë p moät soá haïn cheá nhö: söù c beà n khoâ ng cho pheùp, coâng suaát thöøa,… Ñeå khaé c phuïc ngöôøi ta söû duïng loaïi ñoäng cô coù caùnh (turbine) duøng trong maùy phaùt ñieän, ñoäng cô phaûn löï c,… Trong tröôøng hôïp naøy doøng khí hoaëc hôi coù chuyeån ñoäng töông ñoái lôù n neân ta khoâng theå boû qua ñoäng naêng cuûa chuù ng ñöôïc. Söï chuyeån ñoäng cuûa doøng khí hoaë c hôi nhö vaäy ñöôïc goï i laø quaù trình löu ñoäng. 5.2.2: Giaû thuyeát khi nghieân cöùu quaù trình löu ñoäng. Ñeå thuaä n tieân cho vieä c nghieân cöùu quaù trình löu ñoäng, ta döï a treân moät soá giaû thuyeát sau: - Chuyeån ñoäng cuûa doøng trong keânh daãn laø ñoaï n nhieät. - Taát caû caùc thoâng soá ñaë c tröng cho traï ng thaùi cuûa chaát moâi giôùi ôû moãi tieát dieän ñeàu laø haèng soá (chuùng chæ thay ñoåi doïc theo keânh daãn). - Toác ñoä doø ng ôû moãi thieát dieän ngang laø haèng soá. - Ñieàu kieän chuyeån ñoäng trong keâ nh daãn khoâng thay ñoåi theo thôøi gian (ñieàu kieän oån ñònh), löu löôïng qua caùc tieát dieän laø haèng soá. . f 1 f1 G= = const (5-12)  v v1 (ÖÙng vôù i moät cheá ñoä löu ñoäng vaø hình daùng kích thöôù c oáng daãn). Trong ñoù: Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  9. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn - 54 - G: löu löôïng (kg/s) : toá c ñoä doøng (m/s) f : tieát dieän ngang cuûa oáng (m2) v: theå tích rieâng (m3/kg) 0 Doøng 1 Doøng khí vaø o khí ra 1 0 0-0: Maët caét thaúng goù c chieàu chuyeån ñoäng ôû cöûa vaøo CM .H 1-1: Maët caét thaúng goù c chieàu chuyeån ñoäng ôû at TPra. u cöûa y th K pham a/ Tính chaát cuûa doøng: H Su Töø ñònh luaät nhieät ñoä ng 1 vaø uñònhD ñoäng naêng, ta coù: g r on lyù n©T dq = di – vdp uye an q (a) B 2 dq = di + d ( (b) ) 2 2 Töø (a) vaø (b)  d ( ) = - vdp (c) 2 Hay d = - vdp (5-13) Töø (5-13) cho thaáy trong quaù trình löu ñoäng giöõa dp vaø d luoân luoân ngöôïc daáu nhau. Khi d > 0 thì dp < 0 : toác ñoä taêng thì aùp suaá t giaûm. Khi d < 0 thì dp > 0 : aùp suaát taêng thì toá c ñoä giaûm. Khi  taê ng goïi laø oáng taêng toá c, coøn khi p taêng goïi laø oáng taêng aù p. b/ Toác ñoä aâm thanh – soá Mach: - Toác ñoä aâm thanh: laø toác ñoä lan truyeà n caù c chaán ñoäng nhoû trong moâi tröôøng ñaøn hoà i. Kyù hieäu: a Ñoái vôùi quaù trình löu ñoäng ñoaïn nhieät thuaä n nghòch: a= , (m/s) (5-14) k . p.v Ñoái vôùi khí lyù töôûng: a= , (m/s) k .R.T Toác ñoä aâm thanh phuï thuoäc moâ i tröôøng vaø traï ng thaùi chaá t khí. Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  10. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn - 55 - - Soá Mach: kyù hieäu M, laø tæ soá giöõ a vaän toác doø ng vaø vaän toác aâm thanh.  M= (5-15)  a - Khi :  < a  M < 1:quaù trình löu ñoäng döôùi aâm - Khi :  = a  M = 1: quaù trình löu ñoäng baèng aâm (toá c ñoä aâm thanh) - Khi :  > a  M > 1: quaù trình löu ñoäng treân aâm (sieâu aâm). 5.2.3: Caùc coâng thöùc cô baûn. a/ Toác ñoä doøng: Töø ñònh lyù ñoä ng naêng: 2 dq = di + d ( (d) ) 2 Vì quaù trình löu ñoäng laø ñoaïn nhieät  dq = 0 2 (d)  di = - d ( ) M 2 P. HC uat T Tích phaân 2 veá vaø laá y caä n töø 0 ñeán 1, ta ñöôïc: th Ky pham 12   02 H Su i0 – i1 = ng D uo © Tr 2 yen 2 2B0an i1u   0 , i  q 1 = m/s (5-16) Trong ñoù: 0, 1: Vaän toác doøng ôû cöûa vaøo vaø ra, m/s i0, i1 : Enthanpy ôû cöûa vaøo vaø ra, J/kg Ñoái vôùi oáng taêng toá c thì: 1 >> 0 2i0  i1  Töø (5-16) suy ra: 1 = (5-17) Bieåu thöùc (5-17) thöôøng ñöôïc aùp duïng cho hôi nöôùc (deã daøng xaùc ñònh io, i1 ). Ñoái vôùi khí lyù töôûng: töø (c) ta coù: 2  d  = - vdp   2  Tích phaân vaø laáy caän töø 0 ñeán 1, ta ñöôïc:  12   02 1 1 (e)    vdp  k  l 01 2 0 0 k 1   p0 v0   p1  k  vôùi : l01= 1  k  1   p0      k 1   12   02  p1  k  k 1    Töø (e)  = p 0 v0   p0   2 k 1    Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  11. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn - 56 - Vaäy toác ñoä doøng ôû cöûa ra seõ laø: k 1   1   p1     2 k 2k 1 =  p0 v0   p0   0 k 1    Vaø neáu khi 1 >> 0 thì: k 1    p1  k  2k 1    1 = , (m/s) (5-18) p0 v0   p0   k 1    b/ Löu löôïng: Töø giaû thuyeát cuû a quaù trình löu ñoäng, ta coù: f G= 1 1 v1 k 1    p1  k  f1 2k 1    Hay: G = (5-19) p0v 0   p0   HCM v1 k 1  TP. uat   y th Quaù trình löu ñoäng laø ñoaïn nhieät neân: pham K Su g DH uon 1 © Tr   v1= v0  p 0  quyen k n  p a  B1  2 k 1    p1  k  p 1  k  2k p0  Töø (5-19)  G = f 1 (5-20)     k  1 v 0  p 0  p      0    ÔÛ ñaâ y: k, f1, p0, v0 laø nhöõng haèng soá. p1 Ñaët:   : tæ soá thay ñoåi aùp suaát. p0 2k p0  2 k 1   k    k  Töø (5-20)  G = f 1 , (kg/s) (5-21) k  1 v0     * Caùc giaù trò ñaë c bieät cuûa G: löu löôïng G phuï thuoä c vaøo  . G = 0 Khi  = 0 hoaê c  = 1 p1  0  =0 p0    =1  p1 = p0 . G = Gmax Ñeå xaùc ñònh G max ta laáy ñaïo haøm G theo , cho G’=0 ta suy ra  tôùi haï n (th). Giaûi ra ta ñöôïc: Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  12. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn - 57 - k 2  k 1 th =     k  1 Thay th vaøo (5-20) ta nhaän ñöôïc Gmax seõ laø : k 1 2 k  k k  k k 1    2  k 1 2k p0   2       Gmax = f 1    k  1 v 0   k  1    k  1         2 k 1   2k p0  2  k 1  2  k 1   Gmax = f 1     k  1   k 1  k  1 v0   2  2  k 1 Ñaët   laøm thöø a soá chung vaø ruù t goïn, ta ñöôïc:  k  1 2 2k p0  2  k 1 Gmax = f 1 (5-22) M   P. HC k  1 v0  k  1 uat T th Nhö vaäy khi toá c ñoä t ôû cöûa ra caøng Ky ng, thì tæ soá p1 / p0 caøng giaûm, taê ham Su pm cuûa p1 thì löu löôïng G seõ taê ng leâ n, nghóa laø p1 caøng giaûm. Öùng vôù i DH giaû söï og rupn cho neân löu löôïng G seõ ñaït ñeán moät giaù trò cöïc n©T nhöng p1 khoâng theå nhoû hôn th quye nn ñaïi goï i laø Gmax Bahö ñaõ xaùc ñònh. G Gmax  p1 0  th  p0 Quan heä giöõa Gmax vaø  Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  13. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn - 58 - c/ Vaän toác tôùi haïn: (th) Khi khaûo saù t oáng taêng toâ c nhoû daàn, toá c ñoä 1 ôû cöûa ra khoâng theå lôùn hôn moät giaù trò xaùc ñònh goïi laø vaän toác tôù i haïn th . Do vaäy aùp suaá t p1 cuûa moâi chaá t ôû cöûa ra cuõng khoâng theå nhoû hôn pth. Ñeå xaù c ñònh vaä n toác tôùi haïn, ta thay th vaøo (5-18): k 1   k  k 2k 2  k 1    p0 v0  1   th =     k  1    k 1     Ruùt goï n: 2k   2  th = p0 v0 1    k 1   k  1  2k hay: th = (5-23) p0v 0 k 1 Keát hôïp phöông trình traïng thaù i vôùi moái quan heä giöõ a caùCM ng soá trong quaù c thoâ P. H uat T trình ñoaïn nhieät töø 0  th, ta coù: y th K ham  1 D kSu p k 1 k 1 H  p0  k p0 v 0 T p 1 u g   p  Tron  ; vôù i: 0   0    Tth  thn© pth  th pth vth quye k 1  th  Ban k  k p0 v 0  k  1  k 1  k 1       2   pth vth 2   p0v0 = pthvth  k  1     2 2k k 1 Töø (5-23)  th = p th v th k 1 2  th = , (m/s) (5-24) k . pth vth So saùnh (5-24) vaø (5-14) ta thaáy vaän toác tôùi haïn khoâng theå vöôït quaù vaän toác aâm thanh. Muoán coù vaän toá c lôù n hôn vaä n toá c aâm thanh ngöôø i ta phaûi nhôø ñeán oáng daãn coù hình daïng ñaëc bieät. 5.2.4: Söï phuï thuoäc hình daïng oáng daãn (profile) vaø o toác ñoä khi löu ñoäng ñoaïn nhieät. f . Ta coù: G = v Hay v.G =f. Vi phaân 2 veá: Gdv = f.d + .df Chia 2 veá cho f. ta ñöôïc: Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  14. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn - 59 - d df G dv   f  f dv d df     v f df dv d (a)     f v Ta ñaõ coù: d = -vdp d vdp (b)   2   Vì laø quaù trình ñoaïn nhieät neân: k.p.dv = -vdp dv dp (c)   v kp Thay (b) vaø (c) vaøo (a) ta ñöôïc: df vdp dp  2 M P. HC  f kp uat T y th   K a 2   2 dp df pham (5-25)   H Su kp 2 ng D f ruo n©T quye Vaäy: an B Ñoái vôùi oáng taêng toác: (dp < 0) Daáu cuû a df phuï thuoäc vaøo (a2 - 2) + khi:  < a; thì (a2 - 2) > 0 maø dp < 0  df < 0 Vaäy ñeå taêng ñöôïc toá c ñoä cuûa doøng löu chaá t, thì tieát dieän oáng coù daïng nhoû daàn. + khi:  > a thì (a2 - 2) < 0 maø dp < 0  df > 0 Tröôøng hôï p naø y ñeå taêng toá c ñoä cuûa doøng löu chaá t, thì tieát dieän oáng phaûi coù daï ng lôùn daàn. Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  15. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn - 60 - Thöïc teá vaän toá c ban ñaàu thöôøng nhoû hôn vaä n toác aâm thanh, ñeå coù ñöôïc vaä n toác sau cuøng lôù n hôn vaän toá c aâm thanh ta phaû i duøng oáng taêng toá c hoãn hôïp, coøn goïi laø oáng Laval vaø coù daïng nhö øsau: f1 pth p1 f0 vth v1 p0 th= a 1 > a v0 0 < a  1 th p0 p M P. HC uat T 0 p1 h Ky t pham H Su ng D ruo n©T quye an B Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  16. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn - 61 - 5.3: QUAÙ TRÌNH TIEÁT LÖU. 5.3.1 :Khaùi nieäm vaø ñaëc ñieåm cuûa quaù trình tieá t löu. a) Khaùi nieäm: Thöï c nghieäm cho thaá y doø ng khí hoaëc hôi (hay löu chaát) khi chuyeån ñoäng trong oáng neáu gaë p trôû löï c ñoä ngoät ( van, oá ng mao daãn, van tieát löu,…) thì aùp suaát phía sau tieát dieän bò thu heïp seõ thaáp hôn aùp suaát phía tröôùc. Quaù trình naø y ñöôïc goïi laø quaù trình tieá t löu. 0 1 0 1 i0 = i1 i Ø p CM 1 p H>p TP. 0 uat h  Ky t 0 = 1 pham H Su ng D ruo n©T quye an B b) Ñaëc ñieåm: - Quaù trình tieát löu laø quaù trình khoâng thuaän nghòch vaø laø quaù trình ñoaïn nhieät neân khoâng phaû i laø quaù trình ñaúng entropy (trao ñoå i nhieät giöõ a chaát moâi giôùi vôùi moâ i tröôøng raát nhoû). - Khi qua tieát löu aùp suaát giaûm nhöng khoâng sinh coâng ngoaøi maø ñeå thaéng söù c caû n do ma saùt vaø xoaù y. Töø ñònh luaät nhieät ñoäng 1 cho doøng khí: 2  dq = di + d   = 0 (ñoaïn nhieät) (a) 2   di = - .d  Tích phaân töø 0  1 ta ñöôïc: 12   02 i0 – i1 = (b) 2 Theo thöïc nghieäm vaän toá c tröôùc vaø sau tieát löu xem nhö khoâng ñoåi. (1 = 0) (b) i1 = i0  Nhö vaäy quaù trình tieát löu enthanpy cuûa chaát moâi giôùi laø khoâng ñoå i. - Ñoái vôùi khí lyù töôûng ta coù: di = cp.dT = 0 Neân quaù trình tieá t löu ñoái vôù i khí lyù töôûng coù nhieä t ñoä khoâng ñoåi. Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  17. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn - 62 - 5.3.2 : Hieäu öùng Joule – Thomson. Ñoái vôùi khí thöïc quaù trình tieát löu nhieät ñoä thay ñoå i nhö theá naøo, ta döï a vaø o khaù i nieäm hieäu öùng Joule – Thomson nhö sau:  dT  =  (5-26) i    dp  Trong ñoù:  : Heä soá hieäu öùng Joule – Thomson i : Enthanpy khoâng ñoåi. Maø quaù trình tieát löu aùp suaát giaûm (dp < 0). Do ñoù  vaø dT luoân luoân ngöôï c daáu nhau. - Khi  > 0 thì dT < 0 : Nhieät ñoä chaá t moâi giôùi khi tieát löu seõ giaûm. - Khi  = 0 thì dT = 0 : Nhieät ñoä chaát moâi giôùi khi tieát löu seõ khoâng ñoåi. Nhieät ñoä naøy goï i laø nhieät ñoä chuyeån bieán: Tcb - Khi  < 0 thì dT > 0 : Nhieät ñoä chaá t moâi giôùi khi tieát löu seõ taêng. ÖÙng vôùi moãi giaù trò aù p suaát cuûa chaát moâi giôùi coù 2 giaù trò nhieät ñoä chuyeån bieán: HCM l Nhieät ñoä chuyeå n bieán pha hôi Tcb vaø nhieät ñoä chuyeån bieáuapha .loûng Tcb (vôùi Tcb > Tcb ) n t TP h h l y th aT h KNhieät ñoä seõ giaûm sau tieát löu. m: Th . Neáu chaát khí coù nhieät ñoä ban ñaà uSuop< cb DH g ru n . Neáu chaá t loûng coù nhieätTñoäo ban ñaàu To > Tcb : Nhieä t ñoä cuõng seõ giaûm sau tieát l n© quye Ban löu. Quaù trình tieá t löu ñöôïc öù ng duï ng trong kyõ thuaät laïnh, ñieàu chænh coâ ng suaát cuõng nhö löu löôïng doøng,… Coù theå xaùc ñònh  baèng phöông trình vi phaâ n enthanpy:   v   di = cpdT - T   v dp = 0   T  p      v   T   v dp   T  p  dT =    cp Thay dT vaøo (5-26) ta ñöôïc:  v  T.   v  T  p = (5-27) cp 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