Bài giảng môn Nhiệt động lực học (part 5 - chương 5)

Chia sẻ: Hoàng Thế Trạch | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:0

Thêm vào BST

Báo xấu

132
lượt xem 20
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đối với hỗn hợp đồng đều các khí lý tưởng không có phản ứng hóa học với nhau có thể coi tương đương với một chất khí lý tưởng đồng nhất. Động cơ đốt co 1tha2nh phần chính là cylinder-piston, dùng để truyền chuyển động tịnh tiến của piston sang chuyển động quay cung cấp công ở đầu ra trên trục

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng môn Nhiệt động lực học (part 5 - chương 5)

Chương 5. Chu trình nhiệt động của một số thiết bị nhiệt 5.1 Chu trình nhiệt động của khí lý tưởng 5.1.1 Chu trình động cơ đốt trong Động cơ đốt có thành phần chính là cylinder-piston, dùng để truyền chuyển động tịnh tiến của piston sang chuyển động quay cung cấp công ở đầu ra trên trục. 5.1.2 Phân loại Đặc điểm chung của ĐCĐT là dùng sản phẩm cháy làm chất môi giới để thực hiện các quá trình: nạp, nén, giãn nở (nổ) và thải (xả). Tuy nhiên chúng cũng có những đặc điểm riêng, và được phân loại như sau: 1. Theo phương pháp đốt nhiên liệu Động cơ cháy cưỡng bức và động cơ tự cháy 2. Theo số hành trình của piston (trong 1 chu trình) Động cơ 4 thì: piston lên xuống 4 lần để hoàn thành chu trình Động cơ 2 thì: piston lên xuống 2 lần để hoàn thành chu trình 3. Theo quá trình cấp nhiệt cho động cơ Chu trình cấp nhiệt đẳng tích Chu trình cấp nhiệt đẳng áp Chu trình cấp nhiệt hỗn hợp Phần dưới sẽ trình bày động cơ theo phân loại cách cấp nhiệt cho ĐCĐT. 141
5.1.3 Chu trình cấp nhiệt đẳng tích (chu trình Otto) Dưới đây thể hiện các quá trình trong chu trình cấp nhiệt đẳng tích với động cơ 4 thì Các quá trình thể hiện trên đồ thị p-v và T-s Các thông số đặc trưng của chu trình v1 ε= Tỷ số nén → v2 p3 λ= Tỷ số tăng áp → p2 142
Thông số trạng thái tại các điểm đặc trưng trong chu trình Điểm  → đã biết p1 và T1 R ⋅ T1 p1 ⋅ v1 = R ⋅ T1 → v1 = p1 Điểm  → - là quá trình nén đoạn nhiệt v1 v2 = ε k v  p2 = p1 ⋅  1  → p2 = ε k ⋅ p1 v   2 k −1 v  → T2 = ε k −1 ⋅ T1 T2 = T1 ⋅  1  v   2 Điểm  → - là quá trình cấp nhiệt đẳng tích v1 v3 = v 2 = ε p3 = λ ⋅ p2 = λ ⋅ ε k ⋅ p1 T3 p3 = λ → T3 = λ ⋅ T2 = λ ⋅ ε k −1 ⋅ T1 = T2 p2 Điểm  → - là quá trình giãn nở đoạn nhiệt v 4 = v1 k k v  v  p3 p 4 = p3 ⋅  3  = p3 ⋅  2  = k = λ ⋅ p1 v  v  ε  4  1 k −1 v  T3 T4 = T3 ⋅  3  = λ ⋅ T1 = v  ε k −1  4 143
Các thông số năng lượng trong chu trình Nhiệt lượng cấp vào chu trình q1 = cv ⋅ (T3 − T2 ) , kJ kg Nhiệt lượng thải ra môi trường q 2 = c v ⋅ (T4 − T1 ) , kJ kg Hiệu suất nhiệt của chu trình wct q1 − q2 q T −T = 1− 2 = 1− 4 1 ηt = = q1 q1 q1 T3 − T2 Ta thế các giá trị T2, T3, T4 vào biểu thức trên λ ⋅ T1 − T1 1 ηt = 1 − = 1 − k −1 k −1 k −1 λ ⋅ ε ⋅ T1 − ε ⋅ T1 ε Công sinh ra từ chu trình wct = ηt ⋅ q1 = ηt ⋅ cv ⋅ ε k −1 ⋅ T1 ⋅ (λ − 1) , kJ kg ( ) w ct = q1 − q 2 = cv ⋅ T1 ⋅ (λ − 1) ⋅ ε k −1 − 1 , kJ kg hoặc Chú ý: chất môi giới trong hệ thống xem như không khí trong quá trình khảo sát (k ≈ 1,4 µ ≈ 29 kg kmol ) và Đồ thị dưới đây thể hiện hiệu suất chu trình Otto phụ thuộc tỷ số k ≈ 1,4 ). nén (với Đồ thị dưới đây thể hiện hiệu suất chu trình Otto phụ thuộc tỷ số nén và số mũ đoạn nhiệt k. 144
5.1.4 Chu trình cấp nhiệt đẳng áp (chu trình Diesel) 145
Các thông số đặc trưng của chu trình v1 ε= Tỷ số nén → v2 v3 ρ= Tỷ số giãn nở sớm → v2 Thông số trạng thái tại các điểm đặc trưng trong chu trình Điểm  → đã biết p1 và T1 R ⋅ T1 p1 ⋅ v1 = R ⋅ T1 → v1 = p1 Điểm  → - là quá trình nén đoạn nhiệt 146
v1 v2 = ε k v  p2 = p1 ⋅  1  → p2 = ε k ⋅ p1 v   2 k −1 v  → T2 = ε k −1 ⋅ T1 T2 = T1 ⋅  1  v   2 Điểm  → - là quá trình cấp nhiệt đẳng áp ρ v3 = ρ ⋅ v2 = ⋅ v1 ε p3 = p2 = ε k ⋅ p1 T3 v3 = ρ → T3 = ρ ⋅ T2 = ρ ⋅ ε k −1 ⋅ T1 = T2 v2 Điểm  → - là quá trình giãn nở đoạn nhiệt v 4 = v1 k k k v  v v  ρ p 4 = p3 ⋅  3  = p3 ⋅  3 ⋅ 2  = p3 ⋅   = ρ k ⋅ p1 v  v v  ε  4  2 1 k −1 k −1 v  ρ = ρ k ⋅ T1 T4 = T3 ⋅  3  = T3 ⋅   v  ε  4 Các thông số năng lượng trong chu trình Nhiệt lượng cấp vào chu trình q1 = cp ⋅ (T3 − T2 ), kJ kg Nhiệt lượng thải ra môi trường q2 = cv ⋅ (T4 − T1 ), kJ kg Hiệu suất nhiệt của chu trình 147
wct q c T −T = 1− 2 = 1− v ⋅ 4 1 ηt = q1 q1 cp T3 − T2 Ta thế các giá trị T2, T3, T4 vào biểu thức trên ρk ⋅ T1 − T1 ρk − 1 1 ηt = 1 − ⋅ = 1− k ⋅ ε k −1 ⋅ (ρ − 1) k ρ ⋅ ε k −1 ⋅ T1 − ε k −1 ⋅ T1 Công sinh ra từ chu trình w ct = ηt ⋅ q1 = ηt ⋅ c p ⋅ ε k −1 ⋅ T1 ⋅ (ρ − 1) , kJ kg [ )], kJ kg ( w ct = q1 − q 2 = cv ⋅ T1 ⋅ k ⋅ ε k −1 ⋅ (ρ − 1) − ρ k − 1 hoặc 5.1.5 Chu trình cấp nhiệt hỗn hợp 148
149
Các thông số đặc trưng của chu trình v1 ε= Tỷ số nén → v2 p3 λ= Tỷ số tăng áp → p2 v4 v4 ρ= = Tỷ số giãn nở sớm → v3 v2 Thông số trạng thái tại các điểm đặc trưng trong chu trình Điểm  → đã biết p1 và T1 R ⋅ T1 p1 ⋅ v1 = R ⋅ T1 → v1 = p1 Điểm  → - là quá trình nén đoạn nhiệt v1 v2 = ε k v  p2 = p1 ⋅  1  → p2 = ε k ⋅ p1 v   2 k −1 v  → T2 = ε k −1 ⋅ T1 T2 = T1 ⋅  1  v   2 Điểm  → - là quá trình cấp nhiệt đẳng tích 150
v1 v3 = v 2 = ε p3 = λ ⋅ p2 = λ ⋅ ε k ⋅ p1 T3 p3 = λ → T3 = λ ⋅ T2 = λ ⋅ ε k −1 ⋅ T1 = T2 p2 Điểm  → - là quá trình cấp nhiệt đẳng áp v4 = v1 p4 = p3 = λ ⋅ ε k ⋅ p1 v4 = ρ ⋅ T3 = ρ ⋅ λ ⋅ ε k −1 ⋅ T1 T4 = T3 ⋅ v3 Điểm  → - là quá trình giãn nở đoạn nhiệt v5 = v1 k k k v  v v  ρ p5 = p 4 ⋅  4  = p 4 ⋅  4 ⋅ 2  = p 4 ⋅   = λ ⋅ ρ k ⋅ p1 v v  v  ε  2 1  5 k −1 k −1 v  ρ = λ ⋅ ρ k ⋅ T1 T5 = T4 ⋅  4  = T4 ⋅   v  ε  5 Các thông số năng lượng trong chu trình Nhiệt lượng cấp vào chu trình q1v = cv ⋅ (T3 − T2 ) q1p = cp ⋅ (T4 − T3 ) q1 = q1v + q1p = cv ⋅ (T3 − T2 ) + cp ⋅ (T4 − T3 ) Nhiệt lượng thải ra môi trường q2 = cv ⋅ (T5 − T1 ) , kJ kg Hiệu suất nhiệt của chu trình 151
cv ⋅ (T5 − T1 ) wct q = 1− 2 = 1− ηt = cv ⋅ (T3 − T2 ) + cp ⋅ (T4 − T3 ) q1 q1 Ta thế các giá trị T2, T3, T4 vào biểu thức trên λ ⋅ ρk − 1 ηt = 1 − {(λ − 1) + k ⋅ λ ⋅ (ρ − 1)}⋅ ε k −1 Công sinh ra từ chu trình wct = ηt ⋅ q1 = ηt ⋅ {(λ − 1) + k ⋅ λ ⋅ (ρ − 1)}⋅ ε k −1 ⋅ T1 , kJ kg wct = q1 − q2 , kJ kg hoặc 5.2 Chu trình tuabin khí Động cơ đốt trong có hiệu suất nhiệt lớn do làm việc ở nhiệt độ cao, nhưng có khuyết điểm lớn là sinh công không liên tục, pittông chuyển động qua lại phải qua hệ thống biên, maniven và bánh đà để chuyển thành chuyển động quay, nên công suất bị hạn chế. Các nhược điểm này được khắc phục trong loại động cơ đốt trong kiểu quay có tên gọi là tuabin khí. Tuabin khí có nhiều ưu điểm: - Thiết bị gọn nhẹ, công suất lớn. - Không có cơ cấu biến chuyển động thẳng thành chuyển động quay. - Số vòng quay đạt được lớn, momen quay đều và liên tục. - Điều khiển đơn giản. Nhưng việc sử dụng bị hạn chế là do chưa có được những vật liệu làm việc liên tục ở nhiệt độ cao. Khó khăn trong việc chế tạo được máy nén có công suất lớn, chỉ làm việc được với nhiên liệu lỏng hoặc khí. Sơ đồ nguyên lý hoạt động: Sơ đồ tuabin khí cấp nhiệt đẳng áp được thể hiện trên hình 5-1: 3 IV III 2 VI II V I 1 4 Hình 5-1. Tuabin khí cấp nhiệt đẳng áp 152
Nhiên liệu và không khí được máy nén I và bơm II đưa vào buồng đốt III, khi cháy tạo thành sản phẩm cháy qua cánh tĩnh có dạng ống tăng tốc IV, tốc độ tăng lên, qua cánh động V của tuabin, động năng giảm sinh công quay máy phát điện VI rồi thải ra ngoài trời. Quá trình cấp nhiệt có thể là: - Cháy đẳng áp p = const: ở đây môi chất ra vào buồng đốt một cách liên tục, cấu tạo buồng đốt đơn giản, ít tổn thất do các van. - Cháy đẳng tích v = const: buồng đốt phải có các van đóng mở, khi cháy các van phải đóng lại. Hơn nữa sản phẩm cháy ra khỏi buồng đốt một cách không liên tục, muốn sản phẩm cháy đi vào tuabin một cách liên tục, phải có nhiều buồng đốt. Để nghiên cứu nhiệt động học của chu trình ta cần giả thiết: - Thay quá trình cháy không thuận nghịch bằng quá trình cấp nhiệt thuận nghịch. - Quá trình nén và giãn nở là đoạn nhiệt thuận nghịch. - Thay quá trình thải sản phẩm cháy và quá trình nạp bằng quá trình thải nhiệt đẳng áp thuận nghịch. Với các giả thiết trên ta được chu trình kín. 5.2.1 Chu trình tuabin khí cấp nhiệt đẳng áp Giới thiệu chu trình Chu trình tuabin khí cấp nhiệt đẳng áp trên đồ thị p - v và T - s : T p p2 = const 3 3 P1 2 2 4 1 4 P1 p1 = const 1 v s1=s2 s3=s4 s Hình 5-2. Chu trình tuabin khí cấp nhiệt đẳng áp 1-2 : quá trình nén đoạn nhiệt môi chất trong máy nén; q12 = 0; 2-3 : quá trình cấp nhiệt đẳng áp trong buồng đốt. 153
q1 = q23 = Cp.(T3 - T2) (5-28) 3-4: quá trình giãn nở đoạn nhiệt trong ống tăng tốc và trong tuabin; q43 = 0 4-1: quá trình thải nhiệt đẳng áp. q2 = q41 = Cp.(T1 – T4) (5-29) Các đại lượng đặc trưng của chu trình: p2 - Tỷ số tăng áp của quá trình nén: β = p1 V3 - Tỷ số giãn nở sớm (trong quá trình cấp nhiệt): ρ = V2 q2 Hiệu suất của chu trình: ηt = 1 - (5-30) q1 T4 − T1 q2 ηt = 1 - =1- (5-31) T3 − T2 q1 Vậy ta sẽ tìm T2 , T3 , T4 theo β và ρ: Trong quá trình đoạn nhiệt 1-2: k −1 k −1 k −1 P  T2 k = 2 = → T 2 = T1 .  k k (5-32) P   1 T1 Trong quá trình cấp nhiệt đẳng áp 2-3: k −1 T3 V = 3 = ρ → T3 = T2. ρ = T1. ρ.  k (5-33) T2 V2 Trong quá trình giãn nở đoạn nhiệt 3-4: k −1 P  T4 T3 k 1 = 1 = → T4 = = T1 . ρ (5-34) P  k −1 k −1  2 T3   k k Thay tất cả các giá trị T2 , T3 , T4 vào (5-31) ta được: T4 − T1 q2 1 ηt = 1 - =1- = (5-35) T3 − T2 k −1 q1  k Ta thấy hiệu suất của chu trình tuabin khí cấp nhiệt đẳng áp chỉ phụ thuộc vào β và k. Khi tăng β và k hiệu suất chu trình sẽ tăng và ngược lại, nếu trong chu trình kín dùng khí một nguyên tử với k = 1,67 có thể nâng cao được hiệu suất. 154
5.2.2 Chu trình tuabin khí cấp nhiệt đẳng tích Sơ đồ tuabin khí cấp nhiệt đẳng áp trên đồ thị p-v và T-s: T p 3 3 v = const 2 2 4 p = const 1 4 1 v s1=s2 s3=s4 s Hình 5-3. Chu trình tuabin khí cấp nhiệt đẳng tích Các quá trình của chu trình tuabin khí cấp nhiệt đẳng tích: 1-2: quá trình nén đoạn nhiệt trong máy nén khí; q12 = 0. 2-3: quá trình cấp nhiệt đẳng tích trong buồng đốt. q1 = q23 = Cv.(T3 – T2) (5-36) 3-4: quá trình giãn nở đoạn nhiệt trong ống tăng tốc và trong tuabin;q34 = 0 4-1: quá trình thải nhiệt đẳng áp. q2 = q41 = Cp.(T1 – T4) (5-37) Các đại lượng đặc trưng của chu trình: p2 - Tỷ số tăng áp của quá trình nén: β = p1 P3 - Tỷ số tăng áp của quá trình cấp nhiệt: λ = P2 q2 Hiệu suất của chu trình: ηt = 1 - (5-38) q1 T4 − T1 q2 ηt = 1 - = 1 - k. (5-39) T3 − T2 q1 Vậy ta sẽ tìm T2 , T3 , T4 theo β và λ: Trong quá trình nén đoạn nhiệt 1-2: 155
k −1 k −1 k −1 P  T2 k = 2 = → T 2 = T1 .  k k (5-40) P   1 T1 Trong quá trình cấp nhiệt đẳng tích 2-3: k −1 T3 P3 = λ → T3 = T2. λ = T1. λ.  k = (5-41) T2 P2 Trong quá trình giãn nở đoạn nhiệt 3-4: k −1 k −1 k −1 P  P  P  T4 1 k k k 1 = 1 . 2 = 1  = . P  P  P  k −1 k −1  2  3  3 T3   k k T1 . 1 T3 = T1.  k → T4 = = (5-42) k −1 k −1 k −1   . k k k Thay tất cả các giá trị T2 , T3 , T4 vào (5-39) ta được: 1 1  k −1  k −1 q2 k ηt = 1 - = 1 - k. =1- . (5-43)  −1 k −1 k −1 k −1 q1 . −  k k k Nhận xét: Hiệu suất nhiệt của chu trình tuabin khí cấp nhiệt đẳng tích tăng lên khi tăng các đại lượng k, β, λ . Ngoài ra để nâng cao hiệu suất của chu trình người ta còn bố trí thêm bộ hồi nhiệt và làm mát đẳng áp giữa quá trình nén đoạn nhiệt. 5.3 Chu trình động cơ phản lực và tên lửa Khi tăng công suất của động cơ đốt trong pittông sẽ kéo theo tăng khối lượng của thiết bị, điều này sẽ gây khó khăn cho việc tăng tốc độ của máy bay (tên lửa). Nhưng động cơ phản lực lại có công suất lớn, thiết bị gọn nhẹ nên ít gây ảnh hưởng đến việc tăng tốc độ. Do đó được sử dụng rộng rãi trong hàng không và vũ trụ. Nguyên lý làm việc của động cơ phản lực và tên lửa: là biến hóa năng của nhiên liệu thành nhiệt năng của quá trình cháy, rồi biến thành động năng của dòng môi chất, tạo nên lực đẩy động cơ về phía trước. Nếu trong quãng thời gian Δτ , khối lượng sản phẩm cháy tạo ra là G , vận tốc tăng lên từ ωo đến ω . Theo định luật Newton xung của phản lực động cơ: F. Δτ = G.Δω (5-44) G → F= .( ω - ωo) ≈ g.ω ∆ 156
Phân loại:  Động cơ máy bay: khí oxy dùng cho quá trình cháy được lấy ngay từ môi trường. Động cơ máy bay có hai loại: - Động có máy bay không có máy nén: việc tăng áp suất nhờ ống tăng áp. Quá trình cháy có thể là cháy đẳng áp hoặc cháy đẳng tích. - Động cơ máy bay có máy nén: việc tăng áp suất ở đây một phần vẫn nhờ ống tăng áp nhưng phần chủ yếu nhờ máy nén. Quá trình cháy ở đây là đẳng áp.  Động cơ tên lửa: nhiên liệu (acid nitric, hydrôgen perôxide), khí oxy dùng cho quá trình cháy được mang theo dưới dạng lỏng và nạp trong động cơ. Vì vậy tên lửa có thể bay ra ngoài không gian vũ trụ. 5.3.1 Động cơ phản lực (máy bay) a. Chu trình động cơ phản lực cấp nhiệt đẳng áp (có máy nén) Sơ đồ chu trình động cơ phản lực cấp nhiệt đẳng áp trên đồ thị p-v và T-s: T p 3 3 2 3' 2 3' 1' 4 1' 1 4 1 v s1=s2 s3=s4 s Hình 6-9. Động cơ phản lực cấp nhiệt đẳng áp Các quá trình trong chu trình: 1-1' : quá trình nén đoạn nhiệt không khí trong ống tăng áp. 1'-2: quá trình nén đoạn nhiệt không khí trong máy nén. 2-3: quá trình cấp nhiệt đẳng áp trong buồng đốt, nhận nhiệt lượng q1 . 3-3': quá trình giãn nở đoạn nhiệt sản phẩm cháy trong tuabin khí, sinh công để chạy máy nén . 3'-4: quá trình giãn nở đoạn nhiệt sản phẩm cháy trong ống tăng tốc. 4-1: quá trình thải nhiệt q2 đẳng áp cho môi trường. Ta thấy về mặt chu trình, nó hoàn toàn giống với chu trình của tuabin khí cấp nhiệt đẳng áp, nếu vẫn dùng tỷ số tăng áp khi nén β = p2/p1 thì ta có hiệu suất của chu trình: 157
T4 − T1 q2 1 ηt = 1 - =1- = (5-45) T3 − T2 k −1 q1 β k Để tăng hiệu suất của chu trình phải tăng tỷ số nén β . b. Chu trình động cơ phản lực cấp nhiệt đẳng tích Sơ đồ chu trình động cơ phản lực cấp nhiệt đẳng tích trên đồ thị p-v và T-s: T p 3 3 2 2 4 1 4 1 v s1=s2 s3=s4 s Hình 6-10. Động cơ phản lực cấp nhiệt đẳng tích Các quá trình trong chu trình: 1-2 : quá trình nén đoạn nhiệt không khí trong ống tăng áp. 2-3: quá trình cấp nhiệt đẳng tích trong buồng đốt, nhận nhiệt lượng q1 . 3-4: quá trình giãn nở đoạn nhiệt sản phẩm cháy trong ống tăng tốc. 4-1: quá trình thải nhiệt q2 đẳng áp cho môi trường. Ta thấy về mặt chu trình, nó hoàn toàn giống với chu trình của tuabin khí cấp nhiệt đẳng tích, nếu vẫn dùng tỷ số tăng áp khi nén β = p2/p1 và tỷ số tăng áp λ = p3/p2 khi cấp nhiệt thì ta có hiệu suất của chu trình: 1  −1 q2 k k ηt = 1 - =1- . (5-46)  −1 k −1 q1  k 158
5.3.2 Chu trình tên lửa Ngày nay, tên lửa được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau. Trong khoa học và dân sự tên lửa được dùng để phóng các loại vệ tinh và tàu thăm do vũ trụ, còn trong quốc phòng tên lửa được sử dụng để mang các đầu đạn hạt nhân. Phân loại tên lửa theo nguồn cấp năng lượng: - Tên lửa sử dụng nhiên liệu hóa học: loại nhiên liệu lỏng và rắn. - Tên lửa sử dụng nhiên liệu hạt nhân. Sơ đồ nguyên lí động cơ phản lực tên lửa: A 2 2 E F C 4 3 D 2 B 1 Hình 5-4. Sơ động cơ phản lực tên lửa đồ nguyên lý Động cơ tên lửa bao gồm các bộ phận chính: Bình chứa nhiên liệu lỏng A, bình chứa oxy lỏng B, bơm nhiên liệu lỏng C, bơm oxy lỏng D, buồng đốt E, ống tăng tốc F. Sơ đồ chu trình động cơ tên lửa trên đồ thị p-v và T-s: p T 3 2 3 2 4 4 1 1 s1=s2 s3=s4 v s Hình 6-12. Chu trình động cơ phản lực tên lửa cấp nhiệt đẳng áp Các quá trình trong chu trình: 1-2: quá trình nén đoạn nhiệt nhiên liệu và oxy trong bơm (vì là chất lỏng nên có thể coi là quá trình nén đẳng tích) 2-3: quá trình cấp nhiệt đẳng áp trong buồng đốt, nhận nhiệt lượng q1. 3-4: quá trình giãn nở đoạn nhiệt sản phẩm cháy trong ống tăng tốc. 4-1: quá trình thải nhiệt đẳng áp q2 vào môi trường (thải sản phẩm cháy). 159
Hiệu suất nhiệt của chu trình được xác định như sau: l0 ηt = (5-47) q1 Công chu trình l0 tính theo công kỹ thuật (bỏ qua công của bơm) l0 = lkt12 + lkt34 = lkt34 - lkt21 ≈ lkt34 (5-48) Mặt khác công kỹ thuật trong một quá trình: ∆ 2 lkt = ln + (5-49) 2 Quá trình 3-4 không thực hiện công ngoài (ln = 0) nên: 42 − 32  42 lkt34 = = (bỏ qua ω3 vì rất nhỏ so với ω4) 2 2 Nhiệt cấp cho chu trình: q1 = q23 = Cp.(T3 - T2) (5-50) 42 l0 ηt = = (5-51) q1 2C p (T3 − T2 ) Hiệu suất của động cơ tăng khi tốc độ ω4 tăng, tốc độ của dòng sản phẩm cháy ra khỏi tên lửa ω4 có thể tính theo công thức ống tăng tốc hỗn hợp.   k −1 Pk  1 − 1 k   P2   2 RT3 ω4 = (5-52) k −1    Trong đó: T3 - nhiệt độ ra khỏi buồng đốt vào ống tăng tốc; p1 - áp suất tại tiết diện ra của ống tăng tốc (p1 = p4); p2 - áp suất tại tiết diện vào của ống tăng tốc (p2 = p3). 5.4 Chu trình máy lạnh dùng máy nén không khí Sơ đồ nguyên lý máy lạnh dùng máy nén không khí hình 5-5: Trong buồng lạnh I không khí nhận nhiệt q2 ở p1 = const làm nhiệt độ của vật giảm xuống đến yêu cầu. Sau đó được máy nén II hút vào máy nén có áp suất p1 và được nén đoạn nhiệt lên áp suất p2, nhiệt độ không khí tăng từ T1 đến T2 , rồi đi vào bình làm mát III nhả nhiệt q1 ở áp suất p2 = const. Ra khỏi bình làm mát không khí đi vào máy giãn nở IV sinh công làm áp suất giảm áp suất và nhiệt độ. 160