Những khái niệm cơ bản về thiết bị nhiệt pot

Các thông số trạng thái của môi chất I.3.. Phương trình trạng thái của chất khí... Nguồn nhiệt Để truyền tải, trao đổi, chuyển hoá nhiệt năng ngoài hệ thống thiết bị nhất thiết phải có m

NHỮNG KHÁI NIỆM

CƠ BẢN VỀ THIỆT BỊ NHIỆT

CHƯƠNG I NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN I.1 Một số khái niệm

I.2 Các thông số trạng thái của môi chất

I.3 Phương trình trạng thái của chất khí

I.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN

I.1.1 Thiết bị nhiệt

I.1.2.1 Động cơ nhiệt

Q   L Q

I.1.2 Phân loại

Xy lanhPiston

I.1.3 Hệ thống nhiệt động

a Khái niệm

- Hệ thống kín

- Hệ thống hở

- Hệ thống đoạn nhiệt

- Hệ thống cô lập

I.1.4 Khái niệm về môi chất (chất môi giới)

I.1.5 Nguồn nhiệt

Để truyền tải, trao đổi, chuyển hoá nhiệt năng ngoài hệ thống thiết bị nhất thiết phải

có một chất trung gian gọi là chất môi giới hay môi chất

Nguồn nhiệt là các đối tượng trao đổi nhiệt trực tiếp với chất môi giới Nguồn có nhiệt

độ thấp gọi là nguồn lạnh; nguồn có nhiệt

độ cao hơn gọi là nguồn nóng

I.2 THÔNG SỐ TRẠNG THÁI CỦA MÔI CHẤT

I.2.1 Định nghĩa thông số trạng thái

I.2.2 Các TSTT của môi chất

a Nhiệt độ

- Đặc trưng cho tính nóng lạnh của vật

- Đặc trưng cho tốc độ chuyển động của các phân tử

 Thang đo nhiệt độ bách phân (Cencius): o C

-Trạng thái nước đá đang tan ở p=760mmHg: 0 o C -Trạng thái nước sôi ở p=760mmHg: 100 o C

Chia thang đo ra 100 phần bằng nhau thì tương ứng với 1/100 = 1 o C

 Thang đo nhiệt độ tuyệt đối (Kelvil): o K

2 m

T

3k





 Faranhiet( o F ) , Rankine( o R)

- Độ lớn 10F bằng độ lớn 10R bằng 5/9 độ lớn của 10C và bằng 5/9 độ lớn 10K

b Áp suất chất khí

N

F p

5 5

2 2

- Manomet: đo áp suất thừa (dư): pd

- Baromet: đo áp suất khí quyển: pkq

- Chân không kế đo áp suất chân không: pck

d Nội năng của chất khí

ut- Nội động năng; uv-Nội thế năng

Với khí lý tưởng uv=0 nên u=ut

-Xác định biến thiên nội năng: u=u2-u1

Khí lý tưởng với mọi quá trình: du=Cvdt

Cv- Nhiệt dung riêng khối lượng đẳng tích

Với khí lý tưởng Cv=const nên u=CvT

e Entanpi-Nhiệt hàm

-Khái niệm: i=u+pv (J/kg) hoặc h=u+pv

I=G.i= U+pV (J)

- Xác định biến thiên entanpi: i=i2-i1

Khí lý tưởng với mọi quá trình: di=Cpdt

Cp- Nhiệt dung riêng khối lượng đẳng ápVới khí lý tưởng Cp=const nên i=CpT

f Entropi

dq ds

T



dq - Nhiệt lượng của quá trình;(J/kg)

T - Nhiệt độ của chất khí (0K)

I.3 PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI

I.3.1 Khái niệm

Một trạng thái của môi chất được xác định bởi các thông số trạng thái Vậy phương trình trạng thái là biểu thức toán học mô tả mối quan hệ giữa các thông số trạng thái ở một trạng thái xác định Dưới đây chúng ta xét phương trình trạng thái chỉ đối với trạng thái cân bằng

I.3.2 PTTT của khí lý tưởng

a.Viết cho 1 kg môi chất: pv = RT

p [N/m2]; v [m3/kg]; T [0K]; R [J/kgK]

• Khái niệm khí lý tưởng

Tất cả các chất khí đều là khí thực chỉ riêng một số chất khí có các tính chất: Thể tích

và khối lượng bản thân phân tử nhỏ, khoảng cách giữa các phân tử lớn nên lực tương tác giữa chúng là nhỏ người ta có thể

bỏ qua và coi chúng là khí lý tưởng

b Viết cho G (kg) môi chất: Gpv=GRT

Gv=V[m3]-Thể tích toàn bộ môi chất

c Viết cho 1Kilomol (Kmol) môi chất:

 Khái niệm Kmol: 1Kmol=µ(kg)

µpv = µRT

p.Vµ = RµT

Thay vào PTTT ta xác định được:

I.3.3 Tính toán hỗn hợp khí lý tưởng

a Khái niệm:

Hỗn hợp khí lý tưởng bao gồm ít nhất từ hai đơn chất khí lý tưởng kết hợp với nhau, chúng được coi là một đơn chất khí lý tưởng tương đương khi giữa chúng chỉ kết hợp với nhau về mặt cơ học mà không có các phản ứng hoá học xảy ra

b Thành phần hỗn hợp:

 Thành phần khối lượng: gi

Thành phần khối lượng của một chất khí i trong hỗn hợp là tỷ số giữa khối lượng của chất khí đó (Gi) với khối lượng của hỗn hợp G

gi=Gi/G ; %

G = G1 + G2 +…+ Gi+ …+ Gn=∑Gi

 Thành phần thể tích: ri

Thành phần thể tích của một chất khí trong hỗn hợp là tỷ số giữa phân thể tích của chất khí đó vi với thể tích của hỗn hợp v Ta ký hiệu thành phần thể tích là ri

vi- phân thể tích của chất khí i

i i

v r

v



• Khái niệm phân thể tích vi

v=va+vb

 Thành phần mol:

Vi=mi.ViV=m.V

Vi= V

i i

m r