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

Chương 2 CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CƠ BẢN

Chia sẻ: Nguyễn Phước Nhị | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:21

Thêm vào BST
Báo xấu
120
lượt xem 11
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hơi nước có rất nhiều uuw điểm so với các môi chất khác như có nhiều trong thiên nhiên, rẻ tiền và đặc biệt không độc hại đối với môi trường và không ăn mòn thiết bị, do đó nó được sử dụng rất nhiều trong các ngành công nghiệp. Hơi nước thường được sử dụng trong thực tế ở trạng thái gần trạng thái bảo hòa nên không thể bỏ qua thể tích bản thân phân tử và lực hút giữa chúng. Vì vậy không thể dùng phương trình trạng thái lý tưởng cho hơi nước....

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Chương 2 CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CƠ BẢN

  1. Chương 2 Các quá trình nhi t ñ ng cơ b n Chương 2 CÁC QUÁ TRÌNH NHI T ð NG CƠ B N 2.1. Khái ni m 2.1.1. Hơi nư c là 1 khí th c Hơi nư c có r t nhi u ưu ñi m so v i các môi ch t khác như có nhi u trong thiên nhiên, r ti n và ñ c bi t là không ñ c h i ñ i v i môi trư ng và không ăn mòn thi t b , do ñó nó ñư c s d ng r t nhi u trong các ngành công nghi p. Hơi nư c thư ng ñư c s d ng trong th c t tr ng thái g n tr ng thái bão hoà nên không th b qua th tích b n thân phân t và l c hút gi a chúng. Vì v y, không th dùng phương trình tr ng thái lí tư ng cho hơi nư c ñư c. Phương trình tr ng thái cho hơi nư c ñư c dùng nhi u nh t hi n nay là phương trình Vukalovich-novikov:     c  p + a2 (v − b) = RT 1− 3            V   T 2 +m   ñây : a, b, m là các h s ñư c xác ñ nh b ng th c nghi m. T công th c này ngư i ta ñã xây d ng b ng và ñ th hơi nư c . 2.1.2 Quá trình hoá hơi c a nư c Nư c có th chuy n t th l ng sang th hơi nh quá trình hoá hơi. Quá trình hoá hơi có th là bay hơi ho c sôi. * Quá trình bay hơi: Quá trình bay hơi là quá trình hoá hơi ch x y ra trên b m t thoáng ch t l ng, nhi t ñ b t kì. - ði u ki n ñ x y ra quá trình bay hơi : Mu n x y ra quá trình bay hơi thì c n ph i có m t thoáng. - ð c ñi m c a quá trình bay hơi: Quá trình bay hơi x y ra do các phân t nư c trên b m t thoáng có ñ ng năng l n hơn s c căng b m t và thoát ra ngoài, b i v y quá trình bay hơi x y ra b t kì nhi t ñ nào. - Cư ng ñ bay hơi ph thu c vào b n ch t và nhi t ñ c a ch t l ng. Nhi t ñ càng cao thì t c ñ bay hơi càng l n. * Quá trình sôi: Quá trình sôi là quá trình hoá hơi x y ra c trong lòng th tích ch t l ng. - ði u ki n ñ x y ra qu trình sôi: Khi cung c p nhi t cho ch t l ng thì nhi t ñ c a nó tăng lên và cư ng ñ bay hơi cũng tăng lên, ñ n m t nhi t ñ xác ñ nh nào ñó thì hi n tư ng bay hơi x y ra c trong toàn b th tích ch t l ng, khi ñó các b t hơi xu t hi n c trên b m t nh n nhi t l n trong lòng ch t l ng, ta nói ch t l ng sôi. Nhi t ñ ñó ñư c g i là nhi t ñ sôi hay nhi t ñ bão hoà. - ð c ñi m c a quá trình sôi: Nhi t ñ sôi ph thu c vào b n ch t và áp su t c a ch t l ng ñó. áp su t không ñ i nào ñó thì nhi t ñ sôi c a ch t l ng không ñ i, khi áp su t ch t l ng càng cao thì nhi t ñ sôi càng l n và ngư c l i. 2.1.3 Quá trình ngưng t Quá trình ngư c l i v i quá trình sôi là quá trình ngưng t , trong ñó hơi nh nhi t và bi n thành ch t l ng. Nhi t ñ c a ch t l ng không thay ñ i su t trong quá trình ngưng t . - 27-
  2. Chương 2 Các quá trình nhi t ñ ng cơ b n 2.2. Quá trình hóa hơi ñ ng áp 2.2.1 Mô t quá trình Gi thi t nư c b t ñ u tr ng thái O trên ñ th p-v và T-s (xem hình) có nhi t ñ t , th tích riêng là v . Khi cung c p nhi t cho nư c trong ñiêu ki n áp su t không ñ i p = const , nhi t ñ và th tích riêng tăng lên. ð n nhi t ñ nào ñó thì nư c b t ñ u sôi, có th tích riêng là v ' và các thông s tr ng thái khác tương ng là: u’, i’, s’, tr ng thái sôi ñư c bi u th b ng ñi m A.. ts ñư c g i là nhi t ñ sôi hay nhi t ñ bão hoà ng v i áp su t p . N u ti p t c c p nhi t v n áp su t ñó thì cư ng ñ b c hơi càng tăng nhanh, nhi t ñ c a nư c và hơi không thay ñ i và b ng ts . ð n m t lúc nào ñó thì toàn b nư c s bi n hoàn toàn thành hơi trong khi nhi t ñ c a hơi v n còn gi nhi t ñ ts . Hơi nư c tr ng thái này ñư c g i là hơi bão hoà khô, ñư c bi u di n b ng ñi m C. Các thông s t i ñi m C ñư c kí hi u là v’’, u’’, i’’, s’’. Nhi t lư ng c p vào cho 1 kg nư c t khi b t ñ u sôi ñ n khi bi n thành hơi hoàn toàn ñư c g i là nhi t n hoá hơi, kí hi u là r = i "− i ' . N u ta cung c p nhi t cho hơi bão hoà khô v n áp su t ñó thì nhi t ñ và th tích riêng c a nó l i b t ñ u ti p t c tăng lên. Hơi nư c nhi t ñ này g i là hơi quá nhi t. Các thông s hơi quá nhi t kí hi u là v, p, t, i, s. Hi u s nhi t ñ c a hơi quá nhi t và hơi bão hoà ñư c g i là ñ quá nhi t. ð quá nhi t càng cao thì hơi càng g n v i khí lí tư ng. V y áp su t p không ñ i, khi c p nhi t cho nư c ta s có các tr ng thái O, A, C tương ng v i nư c chưa sôi, nư c sôi và hơi bão hoà khô. Quá trình ñó ñư c g i là quá trình hoá hơi ñ ng áp. Tương t như v y, n u c p nhi t ñ ng áp cho nư c áp su t p1 = const thì ta có các tr ng thái tương ng kí hi u O1 , A1 , C1 và áp su t p2 = const ta cũng có các ñi m tương ng là O2 , A2 , C2 .... 2.2.2 Các ñư ng ñ c tính c a nư c Khi n i các ñi m O , O1 , O2 , O3 ...........ta ñư c m t ñư ng g i là ñư ng nư c chưa sôi, ñư ng này g n nhà th ng ñ ng, ch ng t th tích riêng c a nư c r t ít ph thu c vào áp su t. - 28-
  3. Chương 2 Các quá trình nhi t ñ ng cơ b n Khi n i các ñi m A, A1 , A2 , A3 ...........ta ñư c m t ñư ng cong bi u th tr ng thái nư c sôi g i là ñư ng gi i h n dư i. Khi nhi t ñ sôi tăngthì th tích riêng c a nư c sôi v , tăng, do ñó ñư ng cong này d ch d n v phía bên ph i khi tăng áp su t. Khi n i các ñi m C , C1 , C2 , C3 ........ta ñư c m t ñư ng cong bi u th tr ng thái hơi bão hoà khô, g i là ñư ng gi i h n trên. Khi áp su t tăng thì th tích riêng c a hơi bão hoà khô gi m nên ñư ng cong này d ch v phía trái. ðư ng gi i h n trên và ñư ng gi i h n dư i g p nhau t i ñi m K , g i là ñi m t i h n. Tr ng thái t i ñi m K g i là tr ng thái t i h n, ñó chính là tr ng thái mà không còn s khác nhau gi a ch t l ng sôi và hơi bão hào khô. Các thông s tương ng v i tr ng thái ñó ñư c g i là thông s t i h n. nư c có pk = 22,1Mpa , tk = 374 oC , vk = 0.00326 m3 / kg , *Ví d : ik = 2156, 2 kj / kg , sk = 4, 43kj / kg ñ . Hai ñư ng gi i h n trên và dư i chia ñ th làm 3 vùng. Vùng bên trái ñư ng gi i h n dư i là vùng nư c chưa sôi, vùng bên ph i ñư ng gi i h n trên là vùng hơi quá nhi t, còn vùng gi a hai ñư ng gi i h n là vùng hơi bão hoà m. Trong vùng bão hoà m thì nhi t ñ và áp su t không còn là thông s ñ c l p n a. ng v i nhi t ñ sôi, môi ch t có áp su t nh t ñ nh và ngư c l i m t áp su t xác ñ nh, môi ch t có nhi t ñ sôi tương ng. Vì v y, vùng này mu n xác ñ nh tr ng thái c a m i ch t ph i dùng thêm m t thông s n a g i là ñ khô x hay ñ m y c a hơi,( y = 1− x ). N u xét G kg h n h p hơi và nư c (hơi m), trong ñó g m G Gh x= h = Gx Gn + Gh ho c ñ m: Gn y= Gn + Gh Như v y ta th y: Trên ñư ng gi i h n dư i lư ng hơi G h = 0 , do ñó ñ khô x = 0 , ñ m y = 1 . Còn trên ñư ng gi i h n trên, lư ng nư c ñã bi n hoàn toàn toàn thành hơi nên Gn = 0 nghĩa là ñ khô x = 1 , ñ m y = 0 và gi a hai ñư ng gi i h n có ñ khô: 0 < x < 1 . 2.3. Xác ñ nh các thông s tr ng thái c a nư c và hơi b o hòa Cũng như hơi c a các ch t l ng khác, hơi nư c là m t khí th c, do ñó không th tính toán theo phương trình tr ng thái c a khí lí tư ng ñư c. Mu n tính toán chúng c n ph i s d ng các ñ th ho c b ng s ñã ñư c l p s n cho t ng lo i hơi. 2.3.1. Các b ng và xác ñ nh thông s tr ng thái c a nư c * B ng nư c chưa sôi và hơi quá nhi t: ð xác ñ nh tr ng thái môi ch t ta c n bi t hai thông s tr ng thái ñ c l p. Trong vùng nư c chưa sôi và vùng hơi quá nhi t, nhi t ñ và áp su t là hai thông s ñ c l p, do ñó b ng nư c chưa sôi và hơi quá nhi t ñư c xây d ng theo hai thông s này. B ng nư c chưa sôi và hơi quá nhi t ñư c trình bày ph n ph l c, b ng này cho phép xác ñ nh các thông s tr ng thái v, i, s c a nư c chưa sôi và hơi quá nhi t ng v i m t áp su t và nhi t ñ xác ñ nh nào ñó. T ñó ñ nh ñư c: - 29-
  4. Chương 2 Các quá trình nhi t ñ ng cơ b n u = i − pv * B ng nư c sôi và hơi bão hòa khô: Khi môi ch t có tr ng thái trong vùng gi a ñư ng gi i h n dư i (ñư ng nư c sôi) và ñư ng gi i h n trên (ñư ng hơi bão hào khô) thì nhi t ñ và áp su t không còn là hai thông s ñ c l p n a, vì v y mu n xác ñ nh tr ng thái c a môi ch t thì c n bi t thêm m t thông s khác n a. ð khô cũng là m t thông s tr ng thái. Nư c sôi có ñ khô x = 0 , hơi bão hòa khô có ñ khô x = 1 , như v y tr ng thái c a môi ch t trên các ñư ng gi i h n này s ñư c xác ñ nh khi bi t thêm m t thông s tr ng thái n a là áp su t p ho c nhi t ñ t . Chính vì v y các thông s tr ng thái khác c a nư c sôi và hơi bão hòa khô có th ñư c xác ñ nh b ng b ng nư c sôi và hơi bão hoà khô theo áp su t ho c nhi t ñ . B ng “nư c sôi và hơi bão hòa khô” có th cho theo p ho c t , ñư c trình bày trong ph n ph l c, cho bi t các thông s tr ng thái c a nư c sôi ( v ' , i’, s’ ), hơi bão hòa khô ( v”, i ”, s” ) và nhi t n hoá hơi r theo áp su t ho c theo nhi t ñ . Khi môi ch t trong vùng hơi m, các thông s tr ng thái c a nó có th ñư c tính theo các thông s tr ng thái tương ng trên các ñư ng gi i h n và ñ khô x cùng áp su t. Vi d : Trong 1kg hơi m có ñ khô x , s có x kg hơi bão hòa khô v i th tích v” và (1- x) kg nư c sôi v i th tích v’ . V y th tích riêng c a hơi m s là: vx = xv” + (1 - x ) v’ = v’ + x (v” – v’) Như v y, mu n xác ñ nh các thông s tr ng thái c a hơi m có ñ khô x áp su t p , trư c h t d a vào b ng “nư c sôi và hơi bão hòa khô” ta xác ñ nh các thông s v’, i’, s’ c a nư c sôi và v”, i ”, s” c a hơi bão hòa khô theo áp su t p , sau ñó tính các thông s tương ng c a hơi m theo công th c: Φ x = Φ '+ x (Φ '' - Φ ') Trong ñó: + Φ x là thông s tr ng thái c a hơi bão hòa m có ñ khô x (ví d vx , ix , s x ), + Φ ' là thông s tr ng thái v’, i’, s’ c a nư c sôi tương ng trên ñư ng x=0 + Φ '' là thông s tr ng thái v”, i ”, s ” c a hơi bão hòa khô tương ng trên ñư ng x = 1 cùng áp su t. 2.3.2. ð th T-s và i-s c a hơi nư c Các b ng hơi nư c cho phép tính toán các thông s tr ng thái v i ñ chính xác cao, tuy nhiên vi c tính toán ph c t p và m t nhi u th i gi . ð ñơn gi n vi c tính toán, ta có th dùng ñ th c a hơi nư c. D a vào ñ th có th xác ñ nh các thông s còn l i khi bi t 2 thông s ñ c l p v i nhau. ð i v i hơi nư c, thư ng dùng các ñ th T-s, i-s. * ð th T -s c a hơi nư c: ð th T-s c a hơi nư c ñư c bi u th trên hình, tr c tung c a ñ th bi u di n nhi t ñ , tr c hoành bi u di n entropi. ñây các ñư ng ñ ng áp trong vùng nư c chưa sôi g n như trùng v i ñư ng gi i h n gi i x = 0 (th c t n m trên ñư ng x = 0 ), trong vùng hơi bão hoà m là các ñư ng th ng song song v i tr c hoành và trùng v i ñư ng ñ ng nhi t, trong vùng hơi quá nhi t là các ñư ng cong lõm ñi lên. Các ñư ng ñ khô không ñ i xu t phát t ñi m K ñi t a xu ng phía dư i. ð th T-s ñư c xây d ng cho vùng hơi bão hòa và vùng hơi quá nhi t. - 30-
  5. Chương 2 Các quá trình nhi t ñ ng cơ b n * ð th i-s c a hơi nư c: Theo ñ nh lu t nhi t ñông th nh t ta có q = ∆i − l , mà trong quá trình ñ ng áp dp = 0 do ñó l = 0 , v y q = ∆i = i2 − i1 . Nghĩa là trong quá trình ñ ng áp, nhi t lư ng q trao ñ i b ng hi u entanpi, vì v y ñ th i-s s d ng r t thu n ti n khi tính nhi t lư ng trong quá trình ñ ng áp. ð th i-s c a hơi nư c ñư c bi u di n trên hình dư i, tr c tung bi u di n entanpi, tr c hoành bi u di n Entropi, ñư c xây d ng trên cơ s các s li u th c nghi m. ð th g m các ñư ng: ðư ng ñ ng áp ( p = const ) trong vùng hơi m là các ñư ng th ng nghiêng ñi lên, trùng v i ñư ng ñ ng nhi t tương ng; trong vùng hơi quá nhi t là các ñư ng cong lõm ñi lên. ðư ng ñ ng nhi t trong vùng hơi m trùng v i ñư ng ñ ng áp, là nh ng ñư ng th ng nghiêng ñi lên, trong vùng hơi quá nhi t là nh ng ñư ng cong l i ñi lên và càng xa ñư ng x = 1 thì càng g n như song song v i tr c hoành. ðư ng ñ ng tích d c hơn ñư ng ñ ng áp m t ít. ðư ng ñ khô x = const là chùm ñư ng cong xu t phát t ñi m K ñi xu ng phía dư i. - 31-
  6. Chương 2 Các quá trình nhi t ñ ng cơ b n 2.4. Các quá trình nhi t ñ ng c a hơi nư c 2.4.1. Quá trình ñ ng tích v = const Quá trình ñ ng tích c a hơi nư c ñư c bi u di n b ng ñư ng 1-2 trên ñ th i-s hình 5.4. Tr ng thái ñ u ñư c bi u di n b ng ñi m 1, là giao ñi m c a ñư ng p1 = const v i ñư ng t1 = const . Các thông s còn l i i1 , s1 , v1 ñư c xác ñ nh b ng cách ñ c các ñư ng i, s và v ñi qua ñi m 1. Tr ng thái cu i ñư c bi u di n b ng ñi m 2, ñư c xác ñ nh b ng giao ñi m c a ñư ng v2 = v1 = const và ñư ng p2 = const , t ñó xác ñ nh các thông s khác như ñ i v i ñi m 1 - Công ca quá trình: dl = pdv = 0 vì dv = 0 , hay: l = 0 - Bi n thiên n i năng: ∆u = (i2 - p2 v2 ) – (i1 – p1v1 ) ⇒ ∆u = i2 – i1 – v ( p2 – p1 ) - Nhi t lư ng trao ñ i trong quá trình: q = ∆u + l = ∆u 2.4.2. Quá trình ñ ng áp Quá trình ñ ng áp c a hơi nư c ñư c bi u di n b ng ñư ng 1-2 trên ñ th i–s hình 5.5. Tr ng thái ñ u ñư c bi u di n b ng ñi m 1, là giao ñi m c a ñư ng p1 = const v i ñư ng t1 = const . Các thông s còn l i i1 , s1 , v1 ñư c xác ñ nh b ng cách ñ c các ñư ng i , s và v ñi qua ñi m 1. Tr ng thái cu i ñư c bi u di n b ng ñi m 2, ñư c xác ñ nh b ng giao ñi m c a ñư ng p2 = p1 = const v i ñư ng x2 = const , t ñó xác ñ nh các thông s khác nhà ñ i v i ñi m 1. - Công c a quá trình: v2 l = ∫ pdv = p (v2 − v1 ) v1 - Bi n thiên n i năng: ∆u = i2 – i1 – p (v2 – v1 ) - Nhi t lư ng trao ñ i: q = ∆u + l = i2 - i1 2.4.3. Quá trình ñ ng nhi t - 32-
  7. Chương 2 Các quá trình nhi t ñ ng cơ b n Quá trình ñ ng nhi t c a hơi nư c ñư c bi u di n b ng ñư ng 1-2 trên ñ th i-s hình 5.6. Tr ng thái ñ u ñư c bi u di n b ng ñi m 1, là giao ñi m c a ñư ng t1 và x1 . Các thông s còn l i v1 , i1 , s1 ñư c xác ñ nh b ng cách ñ c các ñư ng v , i , s ñi qua ñi m 1. Tr ng thái cu i ñư c bi u di n b ng ñi m 2, là giao ñi m c a ñư ng p2 v i ñư ng t2 = t1 = const , t ñó xác ñ nh các thông s khác nhà ñ i v i ñi m 1. - Bi n thiên n i năng: ∆u = i2 – i1 – ( p2 v2 – p1v1 ) - Nhi t lư ng trao ñ i trong quá trình: s2 q = ∫ Tds = T ( s2 − s1 ) s1 - Công c a quá trình: l = q - ∆u 2.4.4. Quá trình ño n nhi t Quá trình ño n nhi t c a hơi nư c ñư c bi u di n b ng ñư ng 1-2 trên ñ th i-s hình 5-7. Trong quá trình này, dq = 0 n u ds = 0 . Trên ñ th T-s và i-s quá trình ño n nhi t là m t ño n th ng song song v i tr c tung có s = const . - Nhi t lư ng trao ñ i : dq = 0 hay q = 0 , do ñó: dq ds = T - Công và bi n thiên n i năng: l = ∆u = i2 - i1 – ( p2 v2 - p1v1 ) 2.5. Các quá trình c a không khí m 2.5.1. Không khí m 2.5.1.1. ð nh nghĩa và tính ch t c a không khí m Không khí m (khí quy n) là m t h n h p g m không khí khô và hơi nư c. Không khí khô là h n h p các khí có thành ph n th tích: Nitơ kho ng 78%; Oxy: 20,93%; Carbonnic và các khí trơ khác chi m kho ng 1%. - 33-
  8. Chương 2 Các quá trình nhi t ñ ng cơ b n Hơi nư c trong không khí m có phân áp su t r t nh (kho ng 15 ñ n 20 mmHg), do ñó nhi t ñ bình thư ng thì hơi nư c trong khí quy n là hơi quá nhi t, ta coi nó là khí lý tư ng. Như v y, có th coi không khí m là m t h n h p khí lý tư ng, có th s d ng các công th c c a h n h p khí lý tư ng ñ tính toán không khí m, nghĩa là: - Nhi t ñ không khí m : T = Tkk = Th - Áp su t không khí m: p = pkk = ph - Th tích V : V = Vkk + Vh Kh i lư ng G : G = Gkk + Gh 2.5.1.2. Phân lo i không khí m Tuỳ theo lư ng hơi nư c ch a trong không khí m, ta chia chúng ra thành 3 lo i: * Không khí m bão hoà: Không khí m bão hòa là không khí m mà trong ñó lư ng hơi nư c ñ t t i giá tr l n nh t G = Gmax . Hơi nư c ñây là hơi bão hòa khô, ñư c bi u di n b ng ñi m A trên ñ th T-s hình 6.9. * Không khí m chưa bão hòa: Không khí m chưa bão hòa là không khí m mà trong ñó lư ng hơi nư c chưa ñ t t i giá tr l n nh t G < Gmax , nghĩa là còn có th nh n thêm m t lư ng hơi nư c n a m i tr thành không khí m bão hòa. Hơi nư c ñây là hơi quá nhi t, ñư c bi u di n b ng ñi m B trên ñ th T-s hình 6.9 * Không khí m quá b o hòa: Không khí m quá bão hòa là không khí m mà trong ñó ngoài lư ng hơi nư c l n nh t Gmax , còn có thêm m t lư ng nư c ngàng n a ch a trong nó. Hơi nư c ñây là hơi bão hòa m. N u cho thêm m t lư ng hơi nư c n a vào không khí m bão hòa thì s có m t lư ng ch ng ñó hơi nư c ngưng t l i thành nư c, khi ñó không khí m bão hòa tr thành không khí quá bão hòa. Ví d : Sương mù là không khí m quá bão hòa vì trong ñó có các gi t nư c ngưng t . T ñ th hình 6.9 ta th y, có th bi n không khí m chưa bão hòa thành không khí m bão hòa b ng hai cách: + Gi nguyên nhi t ñ không khí m th = const , tăng phân áp su t c a hơi nư c t ph ñ n ph max (quá trình BA1). Áp su t ph max là áp su t l n nh t hay còn g i là áp su t bão hòa. Nghĩa là tăng lư ng nư c trong không khí m chưa bão hòa ñ nó tr thành không khí m bão hòa. - 34-
  9. Chương 2 Các quá trình nhi t ñ ng cơ b n + Gi nguyên áp su t hơi ph = const , gi m nhi t ñ không khí m t th ñ n nhi t ñ ñ ng sương ts (quá trình BA2). Nhi t ñ ñ ng sương ts là nhi t ñ t i ñó hơi ngưng t l i thành nư c. 2.5.1.3. Các ñ i lư ng ñ c trưng cho không khí m * ð m tuy t ñ i: ð m tuy t ñ i là kh i lư ng hơi nư c ch a trong 1 m3 không khí m. ðây cũng chính là kh i lư ng riêng c a hơi nư c trong không khí m. G ρh = h ,  kg / m  3 V * ð m tương ñ i: ð m tương ñ i ϕ là t s gi a ñ m tuy t ñ i c a không khí chưa bão hòa ρh và ñ m tuy t ñ i c a không khí m bão hòa ρh max cùng nhi t ñ . ρh ϕ= ρh max T phương trình tr ng thái c a không khí m chưa bão hòa: phV = Gh RhT và bão hòa: ph maxV = Gh max RhT , suy ra: G p ρh = h = h V RhT G p ρh max = h max = h max Và: V RhT Chia v theo v c a hai pt trên: ρ p ϕ= h = h ρmax ph max Vì 0 ≤ ph ≤ ph max nên 0 ≤ ϕ ≤ 100% . Không khí khô có ϕ = 0 , không khí m bão hòa có ϕ = 100% . ð m thích h p nh t cho s c kh e ñ ng v t là ϕ = (40 ÷ 75) % , cho b o qu n l nh th c ph m là 90%. * ð ch a hơi d: ð ch a hơi d là lư ng hơi ch a trong 1kg không khí khô ho c trong (1 + d ) kg không khí m. Gh ; [ kgh / kgK ] d= Gk T phương trình tr ng thái khí lí tư ng vi t cho hơi nư c và không khí khô, ta có: pV pV Gh = h và Gk = k RhT RkT thay th các giá tr G vào pt trên, ta ñư c: 8314,18 ph pR ph [ kgh / kgK ] d= h k = = 0,622 p − ph pk Rh 29,8314 pk * Entanpi c a không khí m - 35-
  10. Chương 2 Các quá trình nhi t ñ ng cơ b n Entanpi c a không khí m b ng t ng entanpi c a không khí khô và entanpi c a hơi nư c ch a trong ñó. Trong kĩ thu t thư ng tính entanpi c a 1kg không khí khô và d kg hơi nư c ch a trong (1 + d ) kg không khí m, kí hi u là i : i = ik + d .ih ,[ kJ / kgK ] Trong ñó: + ik - en tanpi c a 1kg không khí khô, ik = C pk t , mà C pk = 1kJ / kgK v y ik = t ; + ih - entanpi c a hơi nư c, n u không khí m chưa bão hoà thì hơi nư c là hơi quá nhi t có ih = 2500 + C pht = 2500 + 1,9t ; Cu i cùng ta có: I = t + d (2500 + 1,93t ); (kJ / kgK ) 2.5.1.4. ð th i-d ð gi i các bài toán v không khí m, ngoài vi c tính toán theo các công th c, chúng ta có th gi i b ng ñ th i-d. ð th i-d ñư c bi u di n trên hình 6.10, có tr c là entanpi c a không khí m [kJ/kgK], tr c hoành là ñ ch a hơi d [ g / kgK ] . Tr c i và d không vuông góc v i nhau mà t o v i nhau m t góc 1350 , ñ th g m các ñư ng sau: + ðư ng i = const là ñư ng th ng nghiêng ñi xu ng v i góc nghiêng 1350 ; + ðư ng d = const là ñư ng th ng ñ ng; +ðư ng t = const trong vùng không khí m chưa bão hòa là các ñư ng th ng nghiêng ñi lên. + ðư ng ϕ = const trong vùng không khí m chưa bão hòa t < ts ( p ) là các nhi t ñ ñà ng cong l i, trong vùng nhi t ñ t > ts ( p ) là ñư ng th ng ñi lên. + ðư ng ϕ = 100% chia ñ th thành hai vùng phía trên là không khí m chưa bão hòa, vùng phía dư i là không khí m quá bão hòa. + ðư ng phân áp su t hơi nư c ph = const là ñư ng th ng nghiêng ñi lên ñư c d ng theo quan h (6-46), ñơn v ño ph là mmHg. Tr ng thái không khí m ñư c xác ñ nh khi bi t hai trong các thông s i, d , t , ϕ . . . . Khi ñã xác ñ nh ñư c tr ng thái c a không khí m trên ñ th i-d, ta có th xác ñ nh ñư c các thông s còn l i. 2.5.2. Các quá trình c a không khí m 2.5.2.1.Quá trình s y Quá trình s y là quá trình làm gi m ñ m c a v t mu n s y. Môi ch t dùng ñ s y thư ng là không khí m chưa bão hòa ho c s n ph m cháy c a nhiên li u, v - 36-
  11. Chương 2 Các quá trình nhi t ñ ng cơ b n nguyên t c hoàn toàn gi ng nhau, ñây ta kh o sát quá trình s y dùng không khí làm môi ch t s y. Quá trình s y ñư c chia làm hai giai ño n: Giai ño n c p nhi t cho không khí và giai ño n không khí s y nóng v t s y và hút m t v t s y. Quá trình s y ñư c bi u di n trên hình 6-11. Không khí t tr ng thái 1 ñư c c p nhi t theo quá trình 1-2 nhi t ñ tăng t1 ñ n t 2 , entanpi tăng t i1 ñ n i2 , ñ m tương ñ i gi m t ϕ1 → ϕ2 nhưng ñ ch a hơi không thay ñ i d1 = const . Không khí sau khi ñư c s y nóng ñi vào bu ng s y, ti p xúc v i v t s y, s y nóng v t s y và làm cho nư c trong v t s y bay hơi. Quá trình s y 2 –3 có entanpi không ñ i ( i2 = i3 ), ñ m tương ñ i c a không khí tăng t ϕ2 → ϕ3 và ñ ch a hơi tăng t d1 → d3 , nghĩa là ñ ch a hơi trong v t s y gi m. - Không khí nh n m t lư ng hơi nư c t v t s y b c ra Gn : Gn = d 3 – d1 ,[ kgh / kgK ] - Lư ng không khí khô c n thi t làm bay hơi 1kg nư c: 1 ; [ kgh / kgK ] Gk = d 3 − d1 - Lư ng không khí m tr ng thái ban ñ u c n ñ làm bay hơi 1kg nư c trong v y s y: G = (1 + d1 ) Gk - Lư ng nhi t c n ñ ñ t nóng 1kg không khí khô ch a trong (1 + d ) kg không khí m là: q = i2 – i 1 ; [ kJ / kgK ] - Lư ng nhi t c n thi t ñ làm bay hơi 1kg nư c trong v t s y: i – i1 ; [ kJ / kgh ] Q = gk q = 2 d3 – d 2 2.5.2.2. Quá trình ñi u hòa không khí Th c ch t c a quá trình ñi u hòa không khí là s y nóng, làm l nh không khí, ñ ng th i ñi u ch nh ñ m c a nó ñ n m t giá tr nào ñó trư c khi ñưa không khí vào phòng. ði u hòa không khí g m các quá trình l c b i, h n h p không khí m i v i không khí trong phòng, tăng ho c gi m ñ m, nhi t ñ cho phù h p v i yêu c u c a môi trư ng s ng ho c ñ b o qu n v t tư, thi t b …. 2.6. Quá trình lưu ñ ng - 37-
  12. Chương 2 Các quá trình nhi t ñ ng cơ b n S chuy n ñ ng c a môi ch t g i là lưu ñ ng. Khi kh o sát dòng lưu ñ ng, ngoài các thông s tr ng thái như áp su t, nhi t ñ . . . . ta còn ph i xét m t thông s n a là t c ñ , kí hi u là ω . 2.6.1 Các ñi u ki n kh o sát ð ñơn gi n, khi kh o sát ta gi thi t : - Dòng lưu ñ ng là n ñ nh: nghĩa là các thông s c a môi ch t không thay ñ i theo th i gian . - Dòng lưu ñ ng m t chi u: v n t c dòng không thay ñ i trong ti t di n ngang. - Quá trình lưu ñ ng là ño n nhi t: b qua nhi t do ma sát và dòng không trao ñ i nhi t v i môi trư ng. - Quá trình lưu ñ ng là liên t c: các thông s c a dòng thay ñ i m t cách liên t c, không b ng t qu ng và tuân theo phương trình liên t c: G = ω.ρ. f = const ñây: + G – lưu lư ng kh i lư ng [kg/s]; + ω - v n t c c a dòng [m/s]; + f – di n tích ti t di n ngang c a dòng t i nơi kh o sát [m2]; + ρ - kh i lư ng riêng c a m i ch t [kg/m3]; 2.6.2. Các qui lu t chung c a c a quá trình lưu ñ ng 2.6.2.1. T c ñ âm thanh T c ñ âm thanh là t c ñ lan truy n sóng ch n ñ ng trong m t môi trư ng nào ñó. T c ñ âm thanh trong môi trà ng khí ho c hơi ñư xác ñ nh theo công th c: a = kpv = kRT Trong ñó: + a – t c ñ âm thanh [m/s]; + k – s mũ ño n nhi t; + p - áp su t môi ch t [ N / m 2 ]; + v – th tích riêng [ m3 / kg ]; + R – H ng s ch t khí [ J / kg 0 K ]; + T – nhi t ñ tuy t ñ i c a môi ch t [ 0 K ]; Rõ ràng, ta th y t c ñ âm thanh ph thu c vào b n ch t và các thông s tr ng thái c a môi ch t.T s gi a t c ñ c a dòng v i t c ñ âm thanh ñư g i là s Mach, ký hi u là M . ω M= a Khi: - M < 1, ta nói dòng lưu ñ ng dư i âm thanh, - M = 1 , ta nói dòng lưu ñ ng b ng âm thanh, - M > 1 , ta nói dòng lưu ñ ng trên âm thanh (vư t âm thanh). Dòng lưu ñ ng trong ng là m t h h , do ñó ta theo ñ nh lu t nhi t ñ ng I ta có th vi t: dq = di - vdp ω2  dq = di + d     2 - 38-
  13. Chương 2 Các quá trình nhi t ñ ng cơ b n 2.6.2.2. Quan h gi a t c ñ dòng và áp su t Vì dòng ño n nhi t có dq = 0 , nên t trên ta suy ra: ω2  d   = −vdp  2  ⇒ ω d ω = −vdp Các ñ i lư ng ω , v, p luôn dương, do ñó ω ngư c d u v i p , nghĩa là: - Khi t c ñ tăng ( d ω > 0 ) thì áp su t gi m ( dp < 0 ), ng lo i này là ng tăng t c. ng tăng t c ñư c dùng ñ tăng ñ ng năng c a dòng môi ch t trong tu c bin hơi, tu c bin khí. - Khi t c ñ tăng ( d ω < 0 ) thì áp su t tăng ( dp > 0 ), ng lo i này là ng tăng áp. ng tăng áp ñư c dùng ñ tăng áp su t c a ch t khí trong máy nén li tâm, ñ ng cơ ph n l c. 2.6.2.3. Quan h gi a t c ñ và hình dáng ng T phương trình liên t c, ta có: Gv = ω f , l y vi phân ta ñư c: Gdv = fd ω + ω df , chia 2 v c a phương trình cho ω f ta ñư c: dv d ω df =− ω f v dv dp = − , thay vào pt trên ta ñư c: M t khác, quá trình lưu ñ ng là ño n nhi t nên v kp dp d ω df =− − ω f kp dω ð ng th i ta có: dp = −ω , thay vào pt trên ta ñư c: v ωd ω d ω df =− − ω f kpv ω2 dω dω df =− 2 − Hay: aω ω f T ñó suy ra: dω df = ( M 2 −1) ω f ð i v i ng tăng t c, vì f , ω , M luôn dương và d ω , nên df s cùng d u v i (M −1) , t ñây ta có 3 trư ng h p sau: 2 - N u ( M 2 −1) < 0 nghĩa là M < 1 hay ω < a thì df < 0 (ti t di n gi m). ng tăng t c có ti t di n nh d n (hình 6.1a), - N u ( M 2 −1) > 0 nghiã là M > 1 hay ω > a thì df > 0 (ti t di n tăng). ng tăng t c có ti t di n l n d n (hình 6.1b), - N u ( M 2 −1) = 0 nghiã là M = 1 hay ω = a thì df = 0 (ti t di n không ñ i). Nghĩa là t i nơi b t ñ u có ω = a thì ti t di n không ñ i (hình 6.1c). - 39-
  14. Chương 2 Các quá trình nhi t ñ ng cơ b n Hình 6.1. ng tăng t c ð i v i ng tăng áp, vì d ω < 0 , nên df s ngư c d u v i ( M 2 −1) các k t qu thu ñư c s ngư c l i v i ng tăng t c, nghĩa là khi nghĩa là M > 1 thì df < 0 , ng tăng áp có ti t di n nh d n (hình 6.2a); khi M < 1 thì df > 0 , ng tăng t c có ti t di n l n d n (hình 6.2b). Qua phân tích ta th y: ñ i v i m t ng phun nh t ñ nh (l n d n hay nh d n) thì tuỳ theo t c ñ ñưu vào mà ng có th làm vi c như ng tăng t c hay ng tăng áp. 2.6.2.4. Xác ñ nh t c ñ dòng khí t i ti t di n ra c a ng tăng t c Dòng lưu ñ ng ño n nhi t có dq = 0 và −vdp = dlkt , ta có: ω2  −di = dlkt = d     2 Suy ra: ω2 − ω12 2 i1 − i2 = lkt12 = 2 2 ω2 V i ng tăng t c thì thông thư ng ω2 ≫ ω1 nên có th coi i1 − i2 = lkt = , khi ñó t c 2 ñ t i ti t di n ra là: - 40-
  15. Chương 2 Các quá trình nhi t ñ ng cơ b n ω2 = 2lkt = 2 (i1 − i2 )  k −1    p2  k   k  RT1 1−    ⇒2   p1    k −1    2.6.2.5. T c ñ t i h n và áp su t t i h n Khi lưu ñ ng qua ng tăng t c nh d n v i t c ñ ñ u vào nh hơn âm thanh, t c ñ dòng s tăng d n, còn áp su t và nhi t ñ gi m d n ñ n ti t di n nào ñó, t c ñ dòng b ng t c ñ âm thanh ( ωk = ak ), ta nói dòng ñ t tr ng thái t i h n, các thông s t i ñó g i là thông s t i h n, ký hi u là vk , pk , ωk ,… . . . T s gi a áp su t t i h n và áp su t ti t di n vào g i là t s áp su t t i h n, ký p hi u βk = k . p1 Khi dòng ñ t tr ng thái t i h n ωk = ak , theo công th c t c ñ âm thanh và t bi u th c trên, ta có:  k −1    p2  k   k p1v1 1−    = ak = ω2 = 2kpk vk ω2 = 2     p1   k −1   Suy ra: k  2 k −1  p βk = k =     p1  k + 1  T bi u th c trên, ta th y t s áp su t t i h n ch ph thu c vào s mũ ño n nhi t k , t c là vào b n ch t c a ch t khí. V i khí 2 nguyên t k = 1, 4 thì βk = 0,528 . Khi thay β b i βk thì t c ñ t i h n ñư c xác ñ nh:  k −1  k RT1 1 − βk k  ω2 = 2   k −1  k −1 k   2  k k +1    2k k ⇒ ω2 = 2 RT1 1 −  =  RT1   k + 1   k −1 k +1    2.6.2.6. Lưu lư ng c c ñ i Lưu lư ng c a dòng lưu ñ ng ñư c xác ñ nh t i ti t di n ra f 2 c a ng: fω G= 2 2 v2 Khi áp su t t i ti t di n ra thay ñ i thì lưulư ng cũng thay ñ i và ch ph thu c vào p t s áp su t β = 2 . ð tính lưu lư ng l n p1 nh t Gmax ta l y ñ o hàm c a G theo β và - 41-
  16. Chương 2 Các quá trình nhi t ñ ng cơ b n xác ñ nh ñư c lưu lư ng l n nh t khi β = βk . Nghĩa là khi t c ñ dòng ñ t t i t c ñ âm thanh thì lưu ư ng cũng ñ t giá tr c c ñ i. Th c nghi m cho th y: N u ti p t c gi m β , thì lưu lư ng s không tăng lên mà v n gi nguyên giá tr Gmax , khi ñó lưu lư ng c c ñ i ñư c tính theo các thông s t i h n: fω Gmax = min k vk 2.7. Quá trình ti t lưu 2.7.1. ð nh nghĩa Quá trình ti t lưu là quá trình gi m áp su t mà không sinh công, khi môi ch t chuy n ñ ng qua ch ti t di n b gi m ñ t ng t. Trong th c t , khi dòng môi ch t chuy n ñ ng qua van, lá ch n . . . . . nh ng ch có ti t di n thu h p ñ t ng t, tr l c s tăng ñ t ng t, áp su t c a dòng phía sau ti t di n s nh hơn trư c ti t di n, s gi m áp su t này không sinh công mà nh m kh c ph c tr l c ma sát do dòng xoáy sinh ra sau ti t di n. Th c t quá trình ti t lưu x y ra r t nhanh, nên nhi t lư ng trao ñ i v i môi trư ng r t bé, vì v y có th coi quá trình là ño n nhi t, nhưng không thu n ngh ch nên Entropi tăng. ð gi m áp su t trong quá trình ti t lưu ph thu c vào tính ch t và các thông s c a môi ch t, t c ñ chuy n ñ ng c a dòng và c u trúc c a v t c n. 2.7.2. Tính ch t c a quá trình ti t lưu Khi ti t di n I-I cách xa ti t di n II-II, qua quá trình ti t lưu các thông s c a môi ch t s thay ñ i như sau: - Áp su t gi m: ∆p = p2 - p1 < 0 - 42-
  17. Chương 2 Các quá trình nhi t ñ ng cơ b n - Entropi tăng: ∆s = s2 - s1 > 0 - Entanpi khôngñ i: ∆i = i2 - i1 = 0 - T c ñ dòng không ñ i: ∆ω = ω2 − ω1 = 0 2.8. Quá trình nén khí 2.8.1. Các lo i máy nén Máy nén khí là máy ñ nén khí ho c hơi ñ n áp su t cao theo yêu c u. Máy nén tiêu t n công ñ nâng áp su t c a môi ch t lên. Theo nguyên lí làm vi c, có th chia máy nén thành hai nhóm: + Nhóm th nh t g m máy nén piston, máy nén bánh răng, máy nén cánh g t. máy nén piston, khí ñư c hút vào xilanh và ñư c nén ñ n áp su t c n thi t r i ñư c ñ y vào bình ch a (máy nén rôto thu c lo i này), quá trình nén x y ra theo t ng chu kỳ. Máy nén lo i này còn ñư c g i là máy nén tĩnh vì t c ñ c a dòng khí không l n. Máy nén piston ñ t ñư c áp su t l n nhưng năng su t nh . + Nhóm th hai g m máy nén li tâm, máy nén hư ng tr c và máy nén êjectơ. ð i v i các máy nén nhóm này, ñ tăng áp su t c a môi ch t, ñ u tiên ph i tăng t c ñ c a dòng khí nh l c li tâm, sau ñó th c hi n quá trình hãm dòng ñ bi n ñ ng năng c a dòng thành th năng. Lo i này có th ñ t ñư c năng su t l n nhưng áp su t th p. Tuy khác nhau v c u t o và ñ c tính kĩ thu t, nhưng v quan ñi m nhi t ñ ng thì các quá trình ti n hành trong máy nén hoàn toàn như nhau. Sau ñây ta nghiên c u máy nén piston. 2.8.2. Máy nén piston m t c p 2.8.2.1. Nh ng quá trình trong máy nén piston m t c p lí tư ng ð ñơn gi n, khi phân tích quá trình nhi t ñ ng trong máy nén, ta gi thi t: - Toàn b th tích xylanh là th tích có ích, nghĩa là ñ nh piston có th áp sát n p xilanh. - Dòng khí chuy n ñ ng không có ma sát, nghĩa là áp su t hút khí vào xilanh luôn b ng áp su t môi trư ng p1 và áp su t ñ y khí vào bình ch a luôn b ng áp su t khí trong bình ch a p2 . Nguyên lí c u t o c a máy nén piston m t c p ñư c bi u di n trên hình 6.5, g m các b ph n chính: Xylanh 1, piston 2, van hút 3, van x 4, bình ch a 5. Quá trình làm c a m t máy nén m t c p như sau: Khi piston chuy n ñ ng t trái sang ph i, van 3 m ra hút khí vào bình áp su t p1 , nhi t ñ t1 , th tích riêng v1 . Các thông s này không thay ñ i trong quá trình hút, do ñó ñây không ph i là quá trình nhi t ñ ng và ñư c bi u di n b ng ño n a-1 trên ñ th p-v hình 6.5. Khi piston ñi m c n ph i, piston b t ñ u chuy n - 43-
  18. Chương 2 Các quá trình nhi t ñ ng cơ b n ñ ng t ph i sang trái, van hút 3 ñóng l i, khí trong xi lanh b nén l i và áp su t b t ñ u tăng t p1 ñ n p2 . Quá trình nén là quá trình nhi t ñ ng, có th th c hi n ñ ng nhi t, ño n nhi t ho c ña bi n ñư c bi u di n trên ñ th b ng các quá trình tương ng là 1 - 2T , 1 - 2k , 1 - 2n . Khi khí trong xilanh ñ t ñư c áp su t p2 thì van x 4 s m ra, khi ñư c ñ y ra kh i xilanh vào bình ch a 5. Tương t như quá trình hút, quá trình ñ y cũng không ph i là quá trình nhi t ñ ng, tr ng thái c a khí không thay ñ i và có áp su t p2 nhi t ñ t2 , th tích riêng v2 . Quá trình ñ y ñư c bi u di n trên ñ th b ng quá trình 2-b. 2.8.2.2. Công tiêu th c a máy nén m t c p lí tư ng Như ñã phân tích trên quá trình hút a-1 và quá trình n p 2-b không ph i là quá trình nhi t ñ ng, các thông s không thay ñ i, do ñó không sinh công. Như v y công c a máy nén chính là công tiêu th cho quá trình nén khí 1-2. N u ta coi là quá trình nén là lí tư ng, thu n ngh ch thì công c a quá trình nén ñư c tính theo công th c: p2 lkt = −∫ vdp p1 RT + N u quá trình nén là ñ ng nhi t 1 - 2T , nghĩa là n = 1 và v = , công c a máy nén p s là: 2 dp p p = −RT ln 2 = RT ln 1 ,[ J / kg ] l = −∫ RT p p1 p2 1 + N u quá trình nén là ño n nhi t 1 - 2k , nghĩa là n = k và pv k = p1v k , công c a máy1 nén s là: 1 dp k ( p2v2 − p1v1 ),[ J / kg ] l = −2∫ v1 p =− k 1 1 k −1 1 k p   k  p2 k −1    −1 ,[ J / kg ] k p1v1   l =− Ho c:    p   k −1  1    k  p2 k −1    −1 ,[ J / kg ] k RT1   l =− Hay:    p   k −1  1  Có th tính cách khác, t dq = di + dlkt = 0 , ta có dlkt = - di nên dq = di + dlkt = 0 hay: lkt = i1 − i2 + N u quá trình nén là ña bi n, v i s mũ ña bi n n thì pv n = p1v1n , khi ñó công c a máy nén s là: p 1 2 n ( p2 v2 − p1v1 ), [ J / kg ] l = −∫ v1 p n dp =− n −1 p 1 - 44-
  19. Chương 2 Các quá trình nhi t ñ ng cơ b n ho c:   n  p2 n−1   n p1v1   −1 , [ J / kg ]  l =−   p1   n −1   ho c:   n  p2 n−1   −1 , [ J / kg ] n RT1   l =−   p1    n −1   Công c a máy nén ñư c bi u di n b ng di n tích a12b trên ñ th p-v, ph thu c vào quá trình nén. T ñ th ta th y: n u quá trình nén là ñ ng nhi t thì công máy nén tiêu t n là nh nh t. Trong th c t , ñ máy nén tiêu t n công ít nh t thì ngư i ta làm mát cho máy nén ñ cho quá trình nén g n v i quá trình ñ ng nhi t nh t. 2.8.2.3. Như c ñi m c a máy nén m t c p Trong th c t ñ tránh va ñ p gi a ñ nh piston và n p xilanh, gi a ñ nh piston và n p xilanh ph i có m t khe h nh t ñ nh. Không gian kho ng h này ñư c g i là th tích th a Vt (Hình 6.6). Do có th tích th a nên sau khi ñ y khí vào bình ch a, v n còn l i m t lư ng khí có áp su t là p2 ch a trong th tích th a. Khi piston chuy n ñ ng t trái sang ph i, trư c h t lư ng khí này dãn n ñ n áp su t p 1 theo quá trình 3-4, khi ñó van hút b t ñ u m ra ñ hút khí vào, do ñó lư ng khí th c t hút vào xilanh là V = V1 – V4 . Như v y năng su t c a máy nén th c t nh hơn năng su t c a máy nén lí tư ng do có th tích th a. Nói cách khác, th tích th a làm gi m năng su t c a máy nén. ð ñánh giá nh hư ng c a th tích th a ñ n lư ng khí hút vào máy nén ngư i ta dùng ñ i lư ng hi u su t th tích máy nén, kí hi u là λ : v −v λ = 1 4 ≤1 v1 − v3 Có th vi t l i như sau: v − v4 v − v3 λ= 1 = 1− 4 v1 − v3 v1 − v3 Ta th y: khi th tích th a v3 càng tăng thì hi u su t th tích λ càng gi m. - Khi áp su t nén p2 càng cao thì lư ng khí hút vào V = (V1 - V4 ) càng gi m, t c là λ càng gi m và khi p2 = pgh thì (V1 – V4 ) = 0 , áp su t pgh g i là áp su t t i h n. p ð i v i máy nén m t c p t s nén β = 2 không vư t quá 12. p1 - Khi nén ñ n áp su t cao thì nhi t ñ khí cao s làm gi m ñ nh t c a ñ u bôi trơn. Các máy nén th c t có : λ = 0,7 ÷ 0,9 2.8.3. Máy nén nhi u c p Do nh ng h n ch c a máy nén m t c p nêu trên, trong th c t ch ch t o p máy nén m t c p ñ nén khí v i t s nén β = 2 = 6 ÷ 8 . Mu n nén khí ñ n áp su t p1 cao hơn ta dùng máy nén nhi u c p, gi a các c p có làm mát trung gian khí trư c khi vào c p nén ti p theo. - 45-
  20. Chương 2 Các quá trình nhi t ñ ng cơ b n 2.8.3.1. Quá trình nén trong máy nén nhi u c p Máy nén nhi u c p th c ch t là g m nhi u máy nén m t c p n i v i nhau qua bình làm mát khí. Sơ ñ c u t o và ñ th p-v c a máy nén hai c p ñư c bi u di n trên hình 6.7.I, II là xilanh c p 1 và c p 2, B là bình làm mát trung gian. Khi ñư c hút vào c p I áp su t p1 , ñư c nén trong xilanh I ñ n áp su t p2 , nhi t ñ c a khí tăng t T1 ñ n T2 . Khi ra kh i c p I ñư c làm mát trong bình làm mát trung gian B, nhi t ñ khí gi m t T2 xu ng ñ n T1 (b ng nhi t ñ khi vào xilanh c p I). Sau khi ñư c làm mát bình làm mát B, khí ñư c hút vào xilanh II và ñư c nén t áp su t p3 = p2 ñ n áp su t p4 . Các quá trình c a máy nén hai c p ñư c th hi n trên hình 6.8, bao g m: + a-1 là quá trình hút khí vào xilanh I (c p 1) áp su t p1 , + 1-2- quá trình nén khí trong xilanh I t áp su t p1 ñ n p2 , + 2-3’ - quá trình ñ y khí vào bình làm mát trung gian B, nhi t ñ khí gi m t T2 xu ng ñ n T2 , + 3’-3- quá trình hút khí t bình làm mát vào xilanh II (c p 2), + 3-4 là quá trình nén khí trong xi lanh II t áp su t p2 ñ n p1 , + 4-b là quá trình ñ y khí vào bình ch a, Vì ñư c làm mát trung gian nên th tích khí vào c p 2 gi m ñi m t lư ng ∆V = V2 – V3 , do ñó công tiêu hao gi m ñi m t lư ng b ng di n tích 2344’ so v i khi nén trong máy nén m t c p có cùng áp su t ñ u p1 và áp su t cu i p4 . N u máy nén r t nhi u c p và có làm mát trung gian sau m i c p thì quá trình nén s ti n d n t i quá trình nén ñ ng nhi t. 2.8.3.2. Ch n áp su t trung gian T s nén trong m i c p ñư c ch n sao cho công tiêu hao c a máy nén là nh nh t, nghĩa là quá trình nén ti n t i quá trình ñ ng nhi t. - 46-
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2418 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
2=>2