Các quá trình nhiệt động cơ bản của kLT& hơiCông thức tính Các quá trình cơ bản của klt... Khí lý tưởng & Hỗn hợp KLT• Thông số trạng thái TSTT cơ bản: nhiệt độ T, áp suất p vμ thể tích
Trang 1Các quá trình nhiệt động cơ bản của kLT& hơiCông thức tính Các quá trình cơ bản của klt
Trang 2C«ng thøc tÝnhHµm tr¹ng th¸i
Trang 3Công thức tính Quan hệ giữa hàm trạng thái và hàm quá trình
Các quá trình nhiệt động cơ bản của kLT& hơi
Các quá trình cơ bản của khí thực
Quá trình Nhiệt (q) Công giãn nở (l) Công kĩ thuật (lkt)
Đẳng tích Q = ΔU+L=ΔU L = 0 Llt = v.(p1-p2)
Đẳng áp Q=Δi+Lkt=Δi L = p(v2-v1) Lkt = 0
Đẳng nhiệt Q = T(s2 s1) L = Q - ΔU Lkt = Q - Δi
Đoạn nhiệt Q = T Δs = 0 L = Q-ΔU=U1-U2 Lkt=Q-Δi=i1-i2
Đa biến dQ = Tds =
dU+dL=di+dLkt dL = pdV dLkt = -Vdp
Trang 4Khí lý tưởng & Hỗn hợp KLT
• Thông số trạng thái (TSTT) cơ bản: nhiệt độ (T), áp suất (p) vμ thể tích riêng (v)
• Xác định: Đo; công thức
• Quan hệ giữa các TSTT: pv = RT or pV = GRT
[p] = N/m2 hoặc Pa [v] = m3/kg
[T] = K hằng số chất khí R = Rμ/μ , [R] = J/(kg.K) hằng số phổ biến của chất khí Rμ= 8314 (J/kmol.K) [μ] = kg/kmol.
Trang 6• NhiÖt dung riªng khèi l−îng cña hçn hîp: C = Σ(giCi)
• NhiÖt dung riªng thÓ tÝch cña hçn hîp: C’ = Σ(riCi’)
• NhiÖt dung riªng kmol cña hçn hîp: Cμ = Σ(riCμi)
Trang 8λρ ε
η
k q
k t
18 13
Trang 9Chu trình Khí lý tưởng
Chu trình động cơ đốt trong cấp nhiệt đẳng tích
1 1
Trang 10Chu trình Khí lý tưởng
Chu trình động cơ đốt trong cấp nhiệt đẳng áp
( 1)
1 1
η
k q
k t
Trang 11Chu tr×nh KhÝ lý thùc
Chu tr×nh h¬i
i i
l i
i i
i
lpump = 2 − 1 << 3 − 4 = turbine → ≈ 3 − 4
i i
i
i i
i
i i i
i q
lt
1 3
4 3
2 3
1 2 4
3
1
) (
Trang 12Chu t×nh ng−îc chiÒu
Chu tr×nh h¬i
i i q
1 2
4 1
l
q i
i
i
i l
Trang 13KÝ hiÖu chØ sè
G h << G
P h << P
Trang 18(*) ¸p dông cho KK¢ ch−a BH
Trang 19Dẫn nhiệt ổn định không có nguồn trong
1
2 1
3 2
1
4 1
d d
d
V V
R R
−
=
2
3 2
1
1 1
λ δ
Trang 20Dẫn nhiệt ổn định không có nguồn trong
t
t
1
1 1
2
δ
= Δ
2
2 2
δ λ
δ λ
−
t
Trang 21Dẫn nhiệt ổn định không có nguồn trong
r
dr l
Q dt
r
r l
Q t
t
t
ln2
1
)(
1 2
2 1
πλ
−
Trang 22Dẫn nhiệt ổn định không có nguồn trong
1
2
1
2 1
1 ,
ln2
1
)(
d d
2 ,
ln2
1
)(
d d
3 ,
ln2
1
)(
d d
i n
n l
t d
d
t
t q
1 1
) 1 ( 1
ln 2
Trang 23Hệ số tỏa nhiệt đối lưu vμ phương pháp xác định
2
3
.
γ
Bổ sung: Prf/Prw; l/d; εR
Trang 24Trao đổi nhiệt đối lưu tự nhiên
Trang 25Trao đổi nhiệt đối lưu tự nhiên Trong không gian hữu hạn (khe hẹp)
εdl = 0,105.(Gr m Pr m ) 0,3 nếu 10 3 < Gr m Pr m <= 10 6
εdl = 0,40.(Gr m Pr m ) 0,2 nếu 10 6 < Gr m Pr m <= 10 10
λελ
dl td
w w
td
m
W t
t q
=
ư
=
q
Trang 26Trao đổi nhiệt đối lưu Cưỡng bức Khi lưu chất chuyển động trong ống
- Đối với chất lỏng:
Trang 27Trao đổi nhiệt đối lưu Cưỡng bức Khi lưu chất chuyển động ngoμi ống
Trang 28Trao đổi nhiệt đối lưu Cưỡng bức Khi lưu chất chuyển động ngoμi ống
ϕ
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
10 20 30 40 50 60 70 80 90
εϕ
ϕ
Trang 29Trao đổi nhiệt đối lưu Cưỡng bức Khi lưu chất chuyển động ngoμi chùm ống
Ngoài chùm ống song song:
Trang 30Trao đổi nhiệt đối lưu Cưỡng bức Khi lưu chất chuyển động ngoμi chùm ống
Ngoài chùm ống song song:
2
1 α ( 2 ).α 0 , 7 α
α α
n
n n
=
ư + +
=
3 3
2
1 α ( 2 ).α 0 , 5 α
α α
n
n n
=
ư + +
=
Trang 31Trao đổi nhiệt khi sôi
Trang 32Trao đổi nhiệt khi Ngưng
Các công thức tính tóan
- Chiều dày màng
- Hệ số tỏa nhiệt khi ngưng (ống đứng)
- Công thức hiệu chỉnh khi bề mặt ngưng nghiên 1 góc ϕ so với
phương thẳng đứng
- Hệ số tỏa nhiệt (ống n ngang)
( ) [ ]m g
r
x t t
l
w s l l
.
.
.
4
4
ρ
ν λ
.
.
943 ,
0
h t
t
g r
w s
l
l l
4
3
.
.
.
728 ,
0
d t
t
g r
w s
l
l l
ư
=
ν
λρ
α
Trang 34Trao đổi i nhiệt t bức c xạ ạ giữa a các c vật
1
100
100 1
1 1
1
2 1
4 2
4 1
2 1
12
− +
=
ε ε
ε
ε ε
qd
O
T
T C
q
Trang 35Trao đổi i nhiệt t bức c xạ ạ giữa a các c vật
Q: 1→2: Q 1 Q: 2→1: Q 2,1 Q: 2→2: Q 2,2
4 2
4 1 1
2
1
2 1
12
1
11
1
100
1001
11
1
F F
T
T F
C F F Q
=
ε ε
ε
ε ε
q12
Q 12 =Q hd1 -Q hd2
Q hd1 =Q 1 +(1-A 1 )ϕQ hd2
Q hd2 =Q 2 +(1-A 2 )Q hd1 +(1-A 2 )(1- ϕ)Q hd2
Q 1 =ε 1 C o (T 1 /100) 4 F 1
Q 2 = ε2 C o (T 2 /100) 4 F 2
:
100100
:
1 2
4 2
4 1 1
1 12
1 2
T T
T
T F
C Q
Trang 36Truyền nhiệt
Trao đổi nhiệt phức tạp, hệ số tỏa nhiệt tổng hợp
αbx
αdlq’
( w f )
bx bx
f w
f w
O w bx
T T q
T T
T T
100 100
4 4
α
ε α
Q=α.F.Δt =αbx .F.Δt +αdl .F.Δt = (αbx + αdl ).F.Δt
α = αbx + αdl
Trang 37TruyÒn nhiÖt
TruyÒn nhiÖt qua v¸ch ph¼ng 1 vμ nhiÒu líp
Q = K.F.ΔT = F.ΔT/R
R R
R R
R R
R
k
i
1 1
1 1
1
1
2 3
2 1
1 2
+ +
+
= +
+ +
δ λ
δ λ
δ α
Trang 38l l
l l
R
d d
d d
d d
d d
k
1 1
1
1 ln
2
1 ln
2
1 ln
2
1 1
1
2 , 3
, 2
, 1
, 1
,
2 2 3
4
3 2
3
2 1
2
1 1
1
=
= +
+ +
+
=
+ +
+ +
=
∑
α α
α π πλ
πλ πλ
α π
Vf1
Trang 39TruyÒn nhiÖt
TruyÒn nhiÖt qua v¸ch cã c¸nh
λ δ
Q α1 = Qλ = Q α2 = Q
2 2 1
1 1
1 1
1
f f
c f
f t k t t t
F F
F
+ +
=
α λ
δ α
( ) ( 1 2)
2 1
2 1
2
1 2 1
1 1
.
1 1
1 1
1
1
f f
c
f
t F
F F
Q
+ +
=
− +
+
=
=
ε α λ
δ α
α λ
δ α
( ) ( 1 2)
2 1
2 1
2 1
2 1
2 1 2
2
1
1
1 1
1
1
f f
c c
f
t F
F F
F F
Q
+ +
=
− +
δ ε
α α
λ δ α
Trang 40TruyÒn nhiÖt
Gi¶i ph¸p t¨ng c−êng truyÒn nhiÖt, c¸ch nhiÖt
λ δ
λ δ
2 2 1
1 1
2 1
1 1
F F
Trang 41f f
cn cn
f f
d d
d A
t t
d d
d d
d d
t t
Q
2 2
2
2 1
2 2
2 1
2
1 1
1
2 1
1 ln
2
1 1
ln 2
1 ln
2
1
1
πα πλ
πα πλ
πλ
−
= +
+ +
th
d hay
d
λ
α α
λ
Trang 42thiết bị trao đổi nhiệt
Định nghĩa và phân loại
-Kí hiệu
Lưu chất có nhiệt độ cao: 1
Lưu chất có nhiệt độ thấp: 2
Vμo thiết bị:
Ra thiết bị:
'' 1
t
' 1
Trang 43thiết bị trao đổi nhiệt
Các phương trình cơ bản tính toán thiết bị trao đổi nhiệt
11
2
' 1
'' 2
t
' 2
Trang 44thiết bị trao đổi nhiệt
≈ +
+
=
mK
W d
d d
d d
1 ln
2
1 1
1
2 1
2 1
2 2 1
2
1 1
1
α α
α α π
α π πλ
α π
11
2
' 1
'' 2
t
' 2
≈ +
+
=
K m
W
2 1
2 1
2 1
;
1
1
1
α α
α α α
λ δ α
Trang 45thiết bị trao đổi nhiệt
'' 1
t
' 1
t
' 2
t
' 2
t
'' 1
t
' 2
t
t t
Δ
= Δ
Δ Δ
Δ
−
Δ
= Δ
.
ln
1 2
1 2
ε
Trang 46thiết bị trao đổi nhiệt
'
1
t
'' 2
t
' 2
t
'' 1
t
' 1
'' 2
t
' 2
t
Δt1 = t’1 – t’2
Δt2 = t”1 – t”2
Trang 47thiết bị trao đổi nhiệt
' 2
t
Δt1 = t’1 – t”2
Δt2 = t”1 – t’2
' 1
t
'' 1
'' 2
2
t
' 2
t