Giáo trình Cơ sở kỹ thuật nhiệt lạnh và điều hòa không khí - Nghề: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí (Trung cấp) - CĐ Kỹ Thuật Công Nghệ Bà Rịa-Vũng Tàu

Chia sẻ: Ochuong_999 Ochuong_999 | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:72

Thêm vào BST

Báo xấu

105
lượt xem 20
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

(NB) Sau khi học xong Giáo trình Cơ sở kỹ thuật nhiệt lạnh và điều hòa không khí này, người học có khả năng: Trình bày được các khái niệm, định nghĩa về truyền nhiệt, chất môi giới, chu trình nhiệt động học, quá trình hóa hơi đẳng áp, quá trình nhiệt động của máy lạnh và bơm nhiệt, quá trình nhiệt động của máy lạnh và bơm nhiệt, các quy luật truyền nhiệt

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Cơ sở kỹ thuật nhiệt lạnh và điều hòa không khí - Nghề: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí (Trung cấp) - CĐ Kỹ Thuật Công Nghệ Bà Rịa-Vũng Tàu

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BR – VT TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ GIÁO TRÌNH MÔN HỌC CƠ SỞ KỸ THUẬT NHIỆT LẠNH VÀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ NGHỀ KỸ THUẬT MÁY LẠNH VÀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÌNH ĐỘ TRUNG CẤP Ban hành kèm theo Quyết định số: 01 /QĐCĐN ngày 04 tháng 1năm 2016 của Hiệu trưởng trường Cao đẳng nghề tỉnh BR VT i
Bà Rịa – Vũng Tàu, năm 2016 ii
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. 1
LỜI GIỚI THIỆU Để thực hiện biên soạn giáo trình cơ sở kỹ thuật nhiệt lạnh và điều hòa không khí ở trình độ CĐN, giáo trình cơ sở kỹ thuật nhiệt lạnh và điều hòa không khí là một trong những giáo trình môn học đào tạo cơ sở được biên soạn theo nội dung chương trình khung được Bộ Lao động Thương binh và Xã hội phê duyệt. Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức và kỹ năng chặt chẽ với nhau, logíc. Khi biên soạn, nhóm biên soạn đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới có liên quan đến nội dung chương trình đào tạo và phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung lý thuyết và thực hành được biên soạn gắn với nhu cầu thực tế trong sản xuất đồng thời có tính thực tiễn cao. Nội dung giáo trình được biên soạn với dung lượng thời gian đào tạo 120 giờ. Trong quá trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu cũng như khoa học và công nghệ phát triển có thể điều chỉnh thời gian và bổ sung những kiến thức mới cho phù hợp với điều kiện cơ sở vật chất và trang thiết bị của trường. Mặc dù đã cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng được mục tiêu đào tạo nhưng không tránh được những khiếm khuyết. Rất mong nhận được đóng góp ý kiến của các thầy, cô giáo, bạn đọc để nhóm biên soạn sẽ hiệu chỉnh hoàn thiện hơn. Các ý kiến đóng góp xin gửi về Trường Cao đẳng nghề tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu. Bà Rịa – Vũng Tàu, ngày.......tháng...... năm 2015 Tham gia biên soạn 1. Giáo viên: Trần Văn Quốc Chủ biên 2
MỤC LỤC TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN ......................................................................................... 1 BÀI 1 ........................................................................................................................... 11 NHIỆT ĐỘNG KỸ THUẬT .................................................................................... 11 1.Chất môi giới và các thông số trạng thái của chất môi giới ............................... 11 1.1. Các khái niệm và định nghĩa. 11 1.2.Chất môi giới và các thông số trạng thái của chất môi giới 12 1.3.Nhiệt dung riêng và tính nhiệt lượng theo nhiệt dung riêng 12 2.Hơi và các thông số trạng thái của hơi. ............................................................... 14 2.1. Các thể (pha) của vật chất 14 Hình 1.1 – Mô hình các thể của vật chất 14 2.2. Quá trình hoá hơi đẳng áp 14 2.3. Các đường giới hạn và các miền trạng thái của nước và hơi; 15 2.4. Cách xác định các thông số của hơi bằng bảng và đồ thị lgph 16 3. Các quá trình nhiệt động cơ bản của hơi ........................................................... 17 3.1. Các quá trình nhiệt động cơ bản của hơi trên đồ thị lgph 17 3.2. Quá trình lưu động và tiết lưu 18 3.3. Quá trình lưu động 19 4. Chu trình nhiệt động của máy lạnh và bơm nhiệt .......................................... 20 4.1. Khái niệm và định nghĩa chu trình nhiệt động 20 4.2. Chu trình nhiệt động của máy lạnh và bơm nhiệt 20 4.3. Chu trình máy lạnh hấp thụ 23 Câu 3: Hãy nêu khái niệm, các loại các quá trình nhiệt động cơ bản của hơi, chu trình nhiệt động của máy lạnh và bơm nhiệt ......................................................... 24 BÀI 2 ........................................................................................................................... 25 TRUYỀN NHIỆT ...................................................................................................... 25 1. Dẫn nhiệt ......................................................................................................... 26 1.1. Các khái niệm và định nghĩa 26 3
1.2. Dòng nhiệt ổn định dẫn qua vách phẳng và vách trụ 26 1.3. Nhiệt trở của vách phẳng và vách trụ mỏng 27 2. Trao đổi nhiệt đối lưu ...................................................................................... 27 2.1. Các khái niệm và định nghĩa 27 2.2. Các nhân tố ảnh hưởng tới trao đổi nhiệt đối lưu 27 2.3. Một số hình thức trao đổi nhiệt đối lưu thường gặp 28 2.4. Tỏa nhiệt khi sôi và khi ngưng hơi 29 3. Trao đổi nhiệt bức xạ ...................................................................................... 30 3.1. Các khái niệm và định nghĩa 30 3.2. Dòng nhiệt trao đổi bằng bức xạ giữa các vật 30 3.3. Bức xạ của mặt trời (nắng) 30 4. Truyền nhiệt và thiết bị trao đổi nhiệt .............................................................. 31 4.1. Truyền nhiệt tổng hợp 31 4.2. Truyền nhiệt qua vách 31 4.3. Truyền nhiệt qua vách phẳng và vách trụ 31 4.4. Truyền nhiệt qua vách có cánh 32 4.5. Tăng cường truyền nhiệt và cách nhiệt 32 4.6. Thiết bị trao đổi nhiệt 32 BÀI 3 ........................................................................................................................... 34 KHÁI NIỆM VỀ KỸ THUẬT LẠNH ..................................................................... 34 ́ ̃ ̉ ̃ ̣ ̣ 1.Y nghia cua ky thuât lanh trong đời sông va ky thuât. ́ ̀ ̃ ̣ .......................................... 34 ́ ương phap lam lanh nhân tao. 2.Cac ph ́ ̀ ̣ ̣ ................................................................... 39 Làm lạnh bằng quá trình biến đổi pha: 39 Làm lạnh bằng quá trình giản nở đoạn nhiệt: 39 Làm lạnh bằng hiệu ứng tiết lưu: 39 Làm lạnh bằng hiệu ứng xoáy 39 Làm lạnh bằng hiệu ứng nhiệt điện: 39 Làm lạnh bằng hiệu ứng từ: 40 BÀI 4 ........................................................................................................................... 41 MÔI CHẤT LẠNH VÀ CHẤT TẢI LẠNH ........................................................... 41 1.Các môi chất và chất tải lạnh thường dùng trong kỹ thuật lạnh ....................... 42 4
1. 1.Các môi chất lạnh thường dùng trong kỹ thuật lạnh 42 1.2 Các chất tải lạnh thường dùng trong kỹ thuật lạnh 42 2.Bài tập về môi chất lạnh và chất tải lạnh .......................................................... 43 2.1.Bài tập về môi chất lạnh . 43 2.2.Bài tập về chất tải lạnh 43 BÀI 5 ........................................................................................................................... 45 CÁC HỆ THỐNG LẠNH DÂN DỤNG ................................................................... 45 1.Hệ thống lạnh với một cấp nén .......................................................................... 45 1.1.Sơ đồ 1 cấp nén đơn giản. 45 1.2.Sơ đồ có quá nhiệt hơi hút. 45 Hình 5.2 Sơ đồ có quá nhiệt hơi hút 46 1.3.Sơ đồ có quá lạnh lỏng và hồi nhiệt . 46 2.Sơ đồ 2 cấp nén có làm mát trung gian. ............................................................... 46 3.Các sơ đồ khác. .................................................................................................... 46 4.Bài tập .................................................................................................................. 46 BÀI 6 ........................................................................................................................... 47 MÁY NÉN LẠNH ...................................................................................................... 47 1. Khái niệm ........................................................................................................ 47 1.1. Vai trò của máy nén lạnh 47 1.2. Phân loại máy nén lạnh 47 Năng suất lạnh 48 2. Máy nén pittông ................................................................................................ 48 2.1. Máy nén lí tưởng một cấp nén (không có không gian thừa) 48 2.2. Cấu tạo và chuyển vận 48 2.3. Các hành trình và đồ thị PV 48 2.4. Máy nén có không gian thừa 48 2.5. Năng suất nén V khi có không gian thừa 48 2.6. Máy nén nhiều cấp có làm mát trung gian. 48 2.7. Cấu tạo và nguyên lý làm việc 48 2.8. Đồ thị PV. 48 2.9. Tỉ số nén ở mỗi cấp. 48 2.10. Lợi ích của máy nén nhiều cấp 48 5
2.11. Bài tập tính toán máy nén piston 48 3. Giới thiệu một số chủng loại máy nén khác ...................................................... 48 3.1. Máy nén rô to 48 3.2. Máy nén scroll (đĩa xoắn) 48 3.3. Máy nén trục vít 48 BÀI 7 ........................................................................................................................... 50 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC THIẾT BỊ KHÁC CỦA HỆ THỐNG LẠNH . 50 1. Các thiết bị trao đổi nhiệt chủ yếu .................................................................... 50 1.1. Thiết bị ngưng tụ và tháp giải nhiệt 50 1.2. Vai trò của thiết bị trong hệ thống lạnh 50 1.3. Các kiểu thiết bị ngưng tụ thường gặp 51 1.4. Tháp giải nhiệt 51 Hình 7.1 – Tháp giải nhiệt 51 1.5. Thiết bị bay hơi 51 1.6. Vai trò của thiết bị trong hệ thống lạnh 51 1.7. Các kiểu thiết bị bay hơi thường gặp 51 2. Thiết bị tiết lưu (giảm áp) ................................................................................ 51 2.1. Giảm áp bằng ống mao 51 2.2. Van tiết lưu 51 Đối với các máy có năng suất lạnh lớn để giảm áp suát và nhiệt độ từ dàn nóng đến dàn lạnh người ta dùng van tiết lưu. Van tiết lưu thực chất là van có tiết diện rất nhỏ, khi ga lỏng lạnh qua đó, áp suất và nhiệt độ được giảm xuống. Để điều chỉnh nhiệt độ, người ta có thể thay đổi tiết diện của van. 51 3. Các thiết bị tự động và bảo vệ của hệ thống lạnh ........................................ 51 3.1. Tự động điều chỉnh năng suất lạnh 51 3.2. Các thiết bị bảo vệ chính 51 BÀI 8 ........................................................................................................................... 52 KHÔNG KHÍ ẨM ..................................................................................................... 52 1. Các thông số trạng thái của không khí ẩm ......................................................... 53 1.1. Thành phần của không khí ẩm 53 1.2. Các thông số trạng thái của không khí ẩm 53 6
2. Đồ thị Id và dt của không khí ẩm .................................................................... 54 2.1. Đồ thị Idz 54 2.2. Đồ thị dt 55 3. Một số quá trình của không khí ẩm khi ĐHKK ................................................ 56 3.1 Quá trình thay đổi trạng thái của không khí . 56 3.2 Quá trình hòa trộn hai dòng không khí. 57 4. Bài tập về sử dụng đồ thị ................................................................................... 58 Bài 9 ............................................................................................................................ 59 KHÁI NIỆM VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ ........................................................... 59 1. Khái niệm về thông gió và ĐHKK ..................................................................... 59 1.1. Thông gió là gì 59 1.2. Khái niệm về ĐHKK 59 1.3. Khái niệm về nhiệt thừa và tải lạnh cần thiết của công trình 59 2. Bài tập về tính toán tải lạnh đơn giản. .............................................................. 59 3. Các hệ thống ĐHKK ........................................................................................... 59 3.1. Các khâu của hệ thống ĐHKK 59 3.2. Phân loại hệ thống ĐHKK 60 4. Các phương pháp và thiết bị xử lý không khí ..................................................... 61 4.1. Làm lạnh không khí 62 4.2. Sưởi ấm 62 4.3. Khử ẩm 62 4.4. Tăng ẩm 62 4.5. Lọc bụi và tiêu âm 62 BÀI 10 ......................................................................................................................... 63 HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VÀ PHÂN PHỐI KHÔNG KHÍ ............................. 63 1. Trao đổi không khí trong phòng ......................................................................... 63 1.1. Các dòng không khí tham gia trao đổi không khí trong phòng 63 1.2. Các hình thức cấp gió và thải gió 63 1.3. Các kiểu miệng cấp và miệng hồi 63 2. Đường ống gió ................................................................................................ 64 2.1. Cấu trúc của hệ thống 64 2.2. Các loại trở kháng thủy lực của đường ống 64 7
3. Quạt gió .......................................................................................................... 64 3.1. Phân loại quạt gió 64 3.2. Đường đặc tính của quạt và điểm làm việc trong mạng đường ống 65 4. Bài tập về quạt gió và trở kháng đường ống ..................................................... 65 BÀI 11 ......................................................................................................................... 66 CÁC PHẦN TỬ KHÁC CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ .............. 66 1. Khâu tự động điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm trong phòng ............................... 66 1.1. Tự động điều chỉnh nhiệt độ 66 1.2. Tự động điều chỉnh độ ẩm trong một số hệ thống ĐHKK công nghệ 67 2. Lọc bụi và tiêu âm trong ĐHKK ........................................................................ 67 2.1. Tác dụng của lọc bụi 67 2.2. Tiếng ồn khi có ĐHKK nguyên nhân và tác hại 67 3 Cung cấp nước cho ĐHKK ................................................................................ 67 3.1. Các sơ đồ cung cấp nước lạnh cho hệ thống Water Chiller 67 Hình 11.1 Cung cấp nước lạnh cho hệ thống Water Chiller 68 3.2. Cung cấp nước cho các buồng phun 68 Hình 11.2 Cung cấp nước cho các buồng phun 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 69 8
CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN CƠ SỞ KỸ THUẬT NHIỆTLẠNH & ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ Mã số môn học: MĐ11 Thời gian môn học: 120h (Lý thuyết: 30h; Thực hành: 90h) I. Vị trí tính chất mô đun: Là môn học cơ sở kỹ thuật chuyên nghành, chuẩn bị các kiến thức cần thiết cho các phần học kỹ thuật chuyên môn tiếp theo. II. Mục tiêu mô đun: Sau khi hoc xong mô đun nay, ng ̣ ̀ ươi hoc co kha năng: ̀ ̣ ́ ̉ ̀ ược cac khai niêm, đinh nghia vê truyên nhiêt, chât môi gi Trinh bay đ ̀ ́ ́ ̣ ̣ ̃ ̀ ̀ ̣ ́ ới, ̣ ̣ ̣ ́ ơi đăng ap, quá trinh nhiêt đông cua chu trinh nhiêt đông hoc, qua trinh hoa h ̀ ́ ̀ ̉ ́ ̀ ̣ ̣ ̉ ́ ̣ ̀ ơm nhiêt, qua trinh nhiêt đông cua may lanh va b may lanh va b ̣ ́ ̀ ̣ ̣ ̉ ́ ̣ ̀ ơm nhiêt, cac ̣ ́ ̣ ̣ quy luât truyên nhiêt ̀ ̉ ́ ược qua trinh l Giai thich đ ́ ̀ ưu đông va tiêt l ̣ ̀ ́ ưu. ̀ ược cac khai niêm va đinh nghia vê truyên nhiêt. Trinh bay đ ̀ ́ ́ ̣ ̀ ̣ ̃ ̀ ̀ ̣ 9
̀ ược cac khai niêm v Trinh bay đ ̀ ́ ́ ̣ ề kỹ thuật NhiệtLạnh, nguyên lý làm việc của máy lạnh và các quy luật truyền nhiệt cơ bản. Mô tả được cấu tạo, nguyên lý làm việc của máy nén lạnh thông dụng Nhận dạng và trình bày được chức năng các thiết bị trong hệ thống lạnh, điều hoà không khí. Trình bày được khái niệm về không khí ẩm, kỹ thuật điều hoà không khí và các quá trình, nguyên lý làm việc của hệ thống điều hoà không khí. Tính toán được phụ tải lạnh và điều hoà không khí đơn giản. Phân tích được hiện tượng trao đổi khí trong phòng. Trình bày được chức năng của hệ thống vận chuyển khí. Ý nghĩa của kỹ thuật lạnh trong đời sống và kỹ thuật. Cẩn thận, tỷ mỉ, tổ chức nơi làm việc gọn gàng, ngăn nắp và có khả năng làm việc nhóm. III. Nội dung mô đun: 1. Nội dung tổng quát và phân phối thời gian: Số Thời gian Hình thức Tên các bài trong mô đun TT dạy 1 ̣ ̣ Nhiêt đông ky thuât ̃ ̣ 15 LT 2 Truyên nhiêt ̀ ̣ 10 LT Kiểm tra bài 1+2 1 LT 3 ́ ̣ Khai niêm vê ky thuât lanh ̀ ̃ ̣ ̣ 5 LT 4 ́ ̣ ̀ ́ ̉ ̣ Môi chât lanh va chât tai lanh 10 LT 5 ́ ̣ ̣ Cac hê thông lanh dân dung ́ ̣ 10 Tích hợp 6 ́ ́ ̣ May nen lanh 10 Tích hợp 7 Giơi thiêu chung vê cac thiêt bi khac cua hê thông ́ ̣ ̀ ́ ́ ̣ ́ ̉ ̣ ́ 10 Tích hợp ̣ lanh Kiểm tra bài (37) 2 LT 8 ́̉ Không khi âm 10 LT 9 ́ ̣ Khai niêm chung vê điêu hoa không khi ̀ ̀ ̀ ́ 10 LT 10 ̣ ̣ ̉ Hê thông vân chuyên va phân phôi không khi ́ ̀ ́ ́ 10 Tích hợp 11 ̀ ử khac cua hê thông điêu hoa không khi Cac phân t ́ ́ ̉ ̣ ́ ̀ ̀ ́ 15 Tích hợp 10
Kiểm tra (bài 811) 2 LT Cộng 120 BÀI 1 NHIỆT ĐỘNG KỸ THUẬT Mục tiêu: ̀ ược cac khai niêm, đinh nghia vê chât môi gi Trinh bay đ ̀ ́ ́ ̣ ̣ ̃ ̀ ́ ơi va chu trinh nhiêt ́ ̀ ̀ ̣ ̣ ̣ đông hoc. ́ ược nhiêt l Tinh toan đ ́ ̣ ượng theo nhiêt dung riêng ̣ ̀ ược qua trinh hoa h Trinh bay đ ̀ ́ ̀ ́ ơi đăng ap. ̉ ́ ̀ ược cac qua trinh nhiêt đông c Trinh bay đ ̀ ́ ́ ̀ ̣ ̣ ơ ban cua h ̉ ̉ ơi ́ ̣ Xac đinh được cac thông sô cua h ́ ́ ̉ ơi băng bang va đô thi lgph. ̀ ̉ ̀ ̀ ̣ ̉ ́ ược qua trinh l Giai thich đ ́ ̀ ưu đông va tiêt l ̣ ̀ ́ ưu ̀ ược qua trinh nhiêt đông cua may lanh va b Trinh bay đ ̀ ́ ̀ ̣ ̣ ̉ ́ ̣ ̀ ơm nhiêt. ̣ Nội dung chính: 1.Chất môi giới và các thông số trạng thái của chất môi giới 1.1. Các khái niệm và định nghĩa. Để thực hiện quá trình biến đổi nhiệt thành công trong máy nhiệt và quá trình làm lạnh trong máy lạnh người ta luôn luôn phải sử dụng một chất trung gian gọi là chất môi giới ví dụ: Trong động cơ đốt trong chất môi giới là chất 11
khí tạo hành do cháy nhiên liệu (khói), trong máy hơi nước chất môi giới là hơi nước. Trong máy lạnh chất môi giới là các hợp chất hữu cơ như Frêôn: R12, R22, R134a, NH3… 1.2.Chất môi giới và các thông số trạng thái của chất môi giới Chất môi giới thường dùng là khí, lỏng hoặc hơi. Chất khí là các chất mà trạng thái của nó rất xa thể lỏng. Trong quá trình hoạt động của chất môi giới dạng khí nó không có sự chuyển pha có nghĩa là nó luôn luôn ở thể khí. Ví dụ: Chất môi giới trong động cơ đốt trong là chất khí, từ lúc hút vào máy đến lúc xả ra đều ở dạng khí. Hơi về bản chất cũng giống thể khí nhưng hơi tồn tại gần thể lỏng nên trong quá trình hoạt động của nó trong thiết bị có lúc nó chuyển thành thể lỏng ví dụ: Môi chất lạnh trong máy lạnh lúc vào và ra khỏi máy nén là hơi, qua giàn ngưng sẽ ngưng tụ lại thành thể lỏng sau đó qua van tiết lưu một phần hoá hơi và qua giàn bay hơi toàn bộ môi chất chuyển thành hơi. Về công dụng chất môi giới có thể chia ra hai loại: chất môi giới sinh công làm việc trong máy nhiệt. Chất môi giới sinh công có thể là dạng khí hoặc hơi. Chất môi giới sinh công làm việc ở nhiệt độ cao, hàng trăm độ đến hàng nghìn độ. Chất môi giới làm lạnh làm việc trong máy lạnh (người ta còn gọi là tác nhân lạnh). Chất môi giới làm lạnh có thể là hơi hoặc khí. Chất môi giới làm lạnh (môi chất lạnh) làm việc ở nhiệt độ thấp trong phạm vi từ hơn trăm độ (0C). Phần lớn các máy lạnh hiện nay dùng môi chất dạng hơi như Amoniac (NH3) các loại Frêôn R12, R22, R134a, R11, R13… 1.3.Nhiệt dung riêng và tính nhiệt lượng theo nhiệt dung riêng a. §Þnh nghÜa nhiÖt dung riªng. NhiÖt dung riªng lµ nhiÖt lîng cÇn thiÕt ®Ó lµm thay ®æi nhiÖt ®é cña mét ®¬n vÞ vËt thÓ lµ 10C theo mét qu¸ tr×nh nhÊt ®Þnh. b. C¸c lo¹i nhiÖt dung riªng C¨n cø ®¬n vÞ ®o cã 3 lo¹i nhiÖt dung riªng 12
- NhiÖt dung riªng khèi lîng: C [KJ/KgK] - NhiÖt dung riªng thÓ tÝch: C [KJ/m3ttK] - NhiÖt dung riªng mol: C [KJ/KmolK] C¨n cø qu¸ tr×nh ta cã - NhiÖt dung riªng ®¼ng tÝch: Ký hiÖu Cv - NhiÖt dung riªng ®¼ng ¸p: Ký hiÖu Cp - NhiÖt dung riªng cña qu¸ tr×nh bÊt kú Cn. c. TÝnh nhiÖt theo nhiÖt dung riªng BiÕt nhiÖt dung riªng trong mét qu¸ tr×nh ta cã thÓ tÝnh nhiÖt theo c«ng thøc: Q = C.G. T = C.G (T2 - T1) KJ Trong ®ã: C lµ nhiÖt dung riªng cña qu¸ tr×nh ®ã G lµ khèi lîng chÊt m«i giíi tham gia vµo qu¸ tr×nh T1, T2 lµ nhiÖt ®é ®Çu vµ cuèi qu¸ tr×nh. VÝ dô: Nung nãng 10kg kh«ng khÝ trong b×nh kÝn (®¼ng tÝch) tõ nhiÖt ®é 200C ®Õn nhiÖt ®é 1200C, cÇn cung cÊp nhiÖt lîng lµ: Q = Cv. G (T2 - T1). Cv lµ nhiÖt dung riªng trong qu¸ tr×nh ®¼ng tÝch C v = 4,72 KJ/KgK Q = 0,72.10.(120 - 20) = 720 KJ Bảng Tra Nhiệt Dung Riêng Của Một Số Chất Nhiệt dung riêng Chấ Nhiệt dung chất (J/Kg.K) t riêng (J/Kg.K) Nước 4200 Đất 800 Rượ 2500 Thép 460 u Đồn Nước đá 1800 380 g Nhôm 880 Chì 130 13
2.Hơi và các thông số trạng thái của hơi. 2.1. Các thể (pha) của vật chất Bao gồm rắn và lỏng: Quá trình nóng chảy Thể rắn Thu nhiệt Thể lỏng Quá trình đông đặc Tỏa nhiệt Hình 1.1 – Mô hình các thể của vật chất 2.2. Quá trình hoá hơi đẳng áp Qu¸ t×nh ®¼ng ¸p x¶y ra trong ®iÒu kiÖn ¸p suÊt kh«ng ®æi. NÕu ta cung cÊp nhiÖt cho chÊt láng trong qu¸ tr×nh ®¼ng ¸p th× chÊt láng sÏ s«i, hãa h¬i vµ nhiÖt ®é h¬i t¨ng lªn thµnh h¬i qu¸ nhiÖt. Trong qu¸ tr×nh cÊp nhiÖt ®¼ng ¸p thÓ tÝch t¨ng lªn cßn nhiÖt ®é t¨ng theo 3 giai ®o¹n: Giai ®o¹n ®Çu nhiÖt ®é t¨ng tõ nhiÖt ®é ban ®Çu ®Õn nhiÖt ®é s«i, giai ®o¹n hãa h¬i nhiÖt ®é kh«ng ®æi vµ b»ng nhiÖt ®é s«i sau khi láng ®· hãa h¬i hoµn toµn nÕu tiÕp tôc cÊp nhiÖt th× nhiÖt ®é h¬i t¨ng lªn lín h¬n nhiÖt ®é s«i gäi lµ h¬i qu¸ nhiÖt. Qu¸ tr×nh ngîc l¹i tõ h¬i qu¸ nhiÖt nÕu bÞ lµm l¹nh ®¼ng ¸p th× nhiÖt ®é h¹ xuèng ®Õn nhiÖt ®é s«i tiÕp theo h¬i níc ng- ng tô thµnh láng s«i. NÕu lµm l¹nh tiÕp th× thµnh láng cha s«i. Qu¸ tr×nh nµy táa nhiÖt. V× vËy cÇn ph¶i lµm m¸t b»ng níc hay dïng kh«ng khÝ. NhiÖt trong qu¸ tr×nh ®¼ng ¸p lµ. Q = G (i2 - i1). Trong ®ã: i1 lµ entapin cña láng cha s«i i2 lµ entapin cña h¬i qu¸ nhiÖt Qu¸ tr×nh cÊp nhiÖt i2 > i1 th× Q > 0. 14
Qu¸ tr×nh táa nhiÖt i2 < i1 th× Q < 0. 2.3. Các đường giới hạn và các miền trạng thái của nước và hơi; Xét một hệ ở trạng thái cân bằng nhiệt với hai pha lỏng và hơi bãío hòa . Cho hệ toả nhiệt, nhiệt độ của hệ giảm xuống. Muốn cho hệ đạt trạng thái cân bằng nhiệt mới, áp suất của hệ cũng phải giảm theo. Ðiểm đặc trưng cho trạng thái cân bằng mới trên giản đồ (p,T) dịch về phía dưới. Hình 2.3: giới hạn và miền trạng thái của nước và hơi 15
2.4. Cách xác định các thông số của hơi bằng bảng và đồ thị lgph Đồ thị Mollier (đọc là Môliê) là độ thị biểu diễn trạng thái gas lạnh theo áp 16
suất (thang logarit trục tung) và entanpy (thang tuyến tính trục hoành) nên còn gọi là đồ thị lgph. Đồ thị do nhà bác học người Đức Mollier xây dựng năm 1912 ở trường đại học Kỹ thuật Dresden. Trên đồ thị Mollier biểu diễn 5 thông số trạng thái là: 1. Áp suất, đơn vị bar hoặc Mpa, ký hiệu p. 2. Nhiệt độ, đơn vị ˚C, ký hiệu t. 3. Entanpy, đơn vị kJ/kg, ký hiệu h 4. Entropy, đơn vị kJ/kgK, ký hiệu s 5. Thể tích riêng, đơn vin m3/kg, ký hiệu v. Ngoài ra còn đường x = const là thành phần hơi không đổi trong hỗn hợp hơi ẩm. Ưu điểm của đồ thị Mollier Khi biết 2 thông số bất kỳ ta có thể xác định được điểm trạng thái duy nhất (nếu ở trong vùng hơi ẩm phải thêm x) và từ đó có thể xác định được các thông số còn lại một cách dễ dàng. Biểu diễn chu trình lạnh trên đồ thị Molliet rất dơn giản. Các thông số của chu trình như năng suất lạnh riêng, công nén riêng, nhiệt độ ở dàn ngưng... xác định rất dễ dàng trên đồ thị Mollier. Căn cứ vào ác sai lệch giữa áp suất và nhiệt độ thiết kế lý thuyết trên đồ thị Mollier, và áp suất, nhiệt độ đo được trong thực tế vận hành, ta có thể dễ dàng chuẩn đoán được bệnh của máy và đề ra các biện pháp sữa chữa hữu hiệu. Chính vì vậy, đồ thị Mollier không những cần thiết đối với các kỹ sư thiết kế mà cũng cần thiết đối với người vận hành, sửa chửa hệ thống lạnh. Các hình dưới giới thiệu đồ thị Mollier của các môi chất lạnh R12 3. Các quá trình nhiệt động cơ bản của hơi 3.1. Các quá trình nhiệt động cơ bản của hơi trên đồ thị lgph 17
Hình 1.4 Đường lỏng và hơi bão hòa C D: Đường lỏng bão hòa; C E: Đường hơi bão hòa; DE: Quá trình bay hơi; E'D': Quá trình ngưng tụ; Vùng quá lạnh lỏng; Bên trái; Vùng hơi ẩm; Ở giữa; Vùng hơi quá nhiệt; bên phải trên đồ thị p h. Điểm tới hạn của một số ga lạnh được giới thiệu trên bảng 1 Điểm tới Nước CO2 NH3 R22 Không khí H2 He hạn Po, bar 221.2 73.8 113.0 49.9 37.7 12.9 2.29 to, ˚C 374.0 31.0 132.4 96.2 140.7 239.9 267.9 Nhiệt độ tới hạn là nhiệt độ cao nhất mà một chất khí có thể hóa lỏng được khi nén lên áp suất cao. Mỗi chất khí có nhiệt độ tới hạn riêng. Ví dụ, theo bảng 1 muốn hóa lỏng được CO2, nhiệt độ phải hạ xuống dưới 31˚C. Muốn hóa lỏng được không khí, nhiệt độ không khí nén phải thấp hơn 140.7˚C... Áp suất tới hạn là áp suất bão hòa của điểm tới hạn. 3.2. Quá trình lưu động và tiết lưu 18