Bài giảng Môn học kỹ thuật nhiệt

Giáo viên: Nguyễn Thị Yên E-MAIL: yen.vfu@gmail.com MÔN HỌC KỸ THuẬT NHIỆT 1- Tên môn học: 2- Số đơn vị học trình: 3- Phân bổ thời gian: 4- Nội dung môn học 5- Tài liệu tham khảo 6- Nội dung chi tiết của môn học BÀI MỞ ĐẦU Các đánh giá của môn học Bài giữa kỳ và bài tập 40% Thi kết thúc học kỳ 60% Lưu ý nếu nghỉ quá 20% số tiết không có điểm chuyên cần và không được thi giữa kỳ (bai thi giữa kỳ không báo trước) NHIỆT NHIỆT CHƯƠNG I: NHỮNG KHÁI NIỆM CHUNG 1.1 MÔI CHẤT, KHÍ LÝ TƯỞNG, KHÍ THỰC 2. Khí lý tưởng Bỏ qua thể tích bản thân của các phân tử Bỏ qua qua lực tương tác giữa các phân tử  Khí lý tưởng 1. Môi chất Môi chất là những chất dùng để thực hiện sự biến đổi nhiệt năng thành cơ năng. 2. Khí lý tưởng Không thể bỏ qua thể tích bản thân của các phân tử Không thể bỏ qua qua lực tương tác giữa các phân tử  Khí thực 2.2. CÁC THÔNG SỐ TRẠNG THÁI Thông số trạng thái là các đại lượng vật lý có giá trị xác định ở một trạng thái nhất định nào đó hay thông số trạng thái là đại lượng đặc trưng cho trạng thái Nhóm I: thể tích riêng, nhiệt độ, áp suất là thông số trạng thái cơ bản vì giá trị của nó có thể xác định trực tiếp (đo trực tiếp) Nhóm II nội năng, entanpi và entropi là hàm trạng thái vì giá trị của nó xác định thông qua các thông số cơ bản. THÔNG SỐ TRẠNG THÁI CƠ BẢN CÁC THÔNG SỐ TRẠNG THÁI CƠ BẢN CÁC HÀM TRẠNG THÁI Thể tích riêng Thể tích riêng là thể tích của một đơn vị khối lượng 1.CÁC THÔNG SỐ TRẠNG THÁI CƠ BẢN Trong đó: V - Thể tích của vật [m3] G - Khối lượng của vật [kg] kg/m3 Đại lượng nghịch đảo của thể tích riêng gọi là khối lượng riêng, ký hiệu là  2. Áp suất Lực tác dụng theo phương phát tuyến lên một đơn vị diện tích thành bình p [N/m2] [N/m2] Đơn vị: Theo hệ IS N/m2: 1 N = 1kg.1m/s2 = 1 kgm/s2 1 N/m2 = 1 pas (1 kPa = 106Pa) Bar: 1 bar = 105N/m2 = 750mmHg at: 1at = 0.981bar = 0.981.105N/m2 = 736mmHg Đo áp suất (Áp kế) + Barometer đo phần áp suất khí trời Pkq sử dụng chất lỏng chất khí hay lò so ký hiệu Pkq (p0) + Manometer: đo phần áp suất lớn hơn áp suất khí trời gọi là áp suất dư (pd) + Chân không kế (Vacumneter): đo phần áp suất nhỏ hơn áp suất khí trời gọi là áp suất chân không. 1.CÁC THÔNG SỐ TRẠNG THÁI CƠ BẢN 1.CÁC THÔNG SỐ TRẠNG THÁI CƠ BẢN 2. Các hàm trạng thái 1. Nội năng u, [J/kg] Là năng lượng bên trong cuả các phân tử nguyên tử Hai loại nội năng Nội động năng : là năng lượng chuyển động của các phân tử nguyên tử, ký hiệu là uđn uđn = f (T) Nội thế năng: Là năng lượng gây ra lực tương tác giữa các phân tử nguyên tử ký hiệu utn utn = f(v) u = uđn + utn Đối với khí lý tưởng u = uđn Biến thiên nội năng của khí lý tưởng du = cvdt u = cv(T2-T1) Công thức này đúng với mọi quá trình Trong đó: cv- Nhiệt dung riêng khối lượng đẳng tích J/kg.K (kj/kg) 2. Entanpi Hàm năng lượng i [J/kg] i = u + pv (j/ kg) [kJ/kg] Đối với G kg: I = Gi [kJ] Biến thiên entanpi đối với khí lý tưởng i = f(T) di = Cpdt i = Cp(T2-T1) Công thức này đúng cho mọi quá trình Trong đó: Cp- nhiệt dung riêng khối lượng đẳng áp (j/ kg) [kJ/kg] 3. Entropi (j/ kg) S- được gọi là hàm Entropi dq- nhiệt lượng cần thiết để cấp vào hoặc nhả ra tính trong quá trình thuận nghịch T- nhiệt độ tuyệt đối 2. Các hàm trạng thái 3. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI Phương trình trạng thái là phương trình nêu lên mối quan hệ của 3 thông số trạng thái cơ bản f(p,v, T) = 0 Phương trình trạng thái của khí lý tưởng Đối với 1 kg khí lý tưởng pv = RT Đối với G kg khí lý tưởng pV = GRT Đối với 1kmol ( kg) khí lý tưởng pv= RT Trong đó: v = V- thể tích 1 kmol khí (m3/kmol) R = R - hằng số phổ biến của các chất khí p – áp suất thuyệt đối (N/m2) v- thể tích riêng (m3/kg) V- thể tích của khối khí đó (m3) G - khối lượng (kg) T - nhiệt độ tuyệt đối R- hằng số chất khí Theo Avogadro: R = 8314/ 2. Phương trình trạng thái của khí thực Phương trình của vander valls là phương trình trạng thía của khí thực. Trong đó: a/v2- hiệu chỉnh về lực tương tác giữa các phần tử b- hiệu chỉnh về thể tích bản thân giữa các phần tử. a,b- là giá trị xác định bằng thực nghịêm. 3. PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI 4. NHIỆT LƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NHIỆT LƯỢNG Nhiệt lượng Nhiệt lượng là số đo lượng nhiệt năng trao đổi, nhiệt lượng phụ thuộc vào quá trình gọi là hàm quá trình 2. Phương pháp xác định nhiệt lượng Nhiệt dung riêng Entropi 2.1. Tính nhiệt lượng theo nhiệt dung riêng Định nghĩa Nhiệt dung riêng là nhiệt lượng cần thiết để tăng nhiệt độ của một đơn vị số lượng vật chất thay đổi một độ hay nói cách khác nhiệt dung riêng là nhiệt lượng cần thiết cung cấp cho một đơn vị chất khí tăng lên 1 độ tròn một quá trình nào đó Giả thiết trong một quá trình thay đổi trạng thái vô cùng nhỏ dt ta có một lương thay đổi nhiệt lượng dq, khi đó nhiệt dung riêng được tính như sau: Nhiệt dung riêng thực Nhiệt dung riêng của khí thực phụ thuộc vào áp suất và nhiệt độ (t) nhưng ảnh hưởng của áp suất không đáng kể. Do đó, nhiệt dung riêng của khí thực là một hàm của nhiệt độ. Khi nhiệt độ thay đổi từ t1- t2 và nhiệt lượng cung cấp là q thì ta có; Nhiệt dung riêng trung bình Nhiệt dung riêng phụ thuộc vào: - Bản chất của chất khí - Nhiệt độ dưới dạng C = a + bt (tuyến tính) Trong đó a, b- là hệ số xác định bằng thực nghiệm - Giá trị C = (-- +) Phân loại Phân loại nhiệt dung riêng theo đơn vị Nhiệt dung riêng khối lượng ký hiệu C đơn vị J/kg.K (kJ/kg.K) Nhiệt dung riêng kmol ký hiệu C(C) đơn vị là J/kg.K (kJ/kg.K) Nhiệt dung riêng thể tích ký hiệu C đơn vị J/.K (kJ/.K) Phân loại theo quá trình Đối với quá trình đẳng áp Nhiệt dung riêng khối lượng đẳng áp Cp Nhiệt dung riêng thể tích đẳng áp Cp Nhiệt dung riền kmol đẳng áp Cp Đối với quá trình đẳng tích Nhiệt dung riêng khối lượng đẳng tích Cv Nhiệt dung riêng thể tích đẳng tích Cv Nhiệt dung riền kmol đẳng tích Cv Quan hệ giữa nhiệt Cv và Cp theo công thức Mayer ta có Cp- Cv = R Nghĩa là nhiệt dung riêng khối lượng đẳng áp lớn hơn nhiệt dung khối lượng đẳng tích Cp > Cv khi đó ta có Trong đó: k- gọi là số mũ đoạn nhiệt Số mũ đoạn nhiệt k phụ thuộc vào bản chất của chất khí Khí 1 nguyên tử k = 1.6 Khí 2 nguyên tử k = 1.4 Khí 3 nguyên tử k = 1.3 Tính toán nhiêt lượng theo nhiệt dung riêng Tính nhiệt lượng theo nhiệt dung riêng thực dq = Cdt  Nếu C = conft thì q = C(t2- t1) Nếu C = f(t) C = a + bt  CHƯƠNG 2: CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CƠ BẢN 2.1. Định luật nhiệt động thứ nhất 2.2. Các quá trình nhiệt động cơ bản 2.3. Định luật nhiệt động thứ 2 2.1. ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG THỨ NHẤT 2.1.1. Công của quá trình Công là số đo cơ năng trao đổi hay nói cách khác công là hàm quá trình phụ thuộc vào quá trình Các loại công Công thay thể tích Công đẩy (công lưu động)  Công kỹ thuật CÔNG THAY ĐỔI THỂ TÍCH Công chống lại áp suất của môi trường bên ngoài khi thay đổi thể tích. Giả thiết trong một quá trình thay đổi thể tích nào đó dv và công thay đổi một lượng dl thì công được tính như sau dl = pdv Đơn vi: l (J/kg), p (N/m2), v (m3/kg) Quá trình thay đổi v1 đến v2 ta có Công thay đổi thể tích khi thay đổi một lượng dv bằng diện tích 12v2v1 dv > 0 giãn nở  dl > 0 thực hiện quá trình biến đổi thể tích sinh công nên công dương dv 0  dlkt 0 2.1.2. BIỂU THỨC ĐỊNH LUẬT I - Định luật 1 là trường hợp riêng của định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng ứng dụng trong quá trình nhiệt. - Thực tế định luật này thiết lập quá trình cân bằng năng lượng (nhiệt năng và cơ năng) trong quá trình nhiệt Giả thiết có 1kg không khí trong xi lanh cung cấp cho nó một nhiệt lượng vô cung bé là dq thì thông số trạng thái thay đổi cụ thể nhiệt độ thay đổi một lượng dT và thể tích thay đổi một lượng dv Nhiệt độ thay đổi dẫn đến uđn Thể tích thay đổi dẫn đến utn Theo định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng dq = dl + du (1) dq = du + pdv (2) Phương trình (2) là phương trình vi phân cuả định luật 1 q = u + l Đây là biểu thức tích phân của định luật 1 Viết dưới dạng khác l > 0, u 0, chất khí nén do nội năng tăng (3) 2.1.2. BIỂU THỨC ĐỊNH LUẬT I 1.3. PHƯƠNG TRÌNH ĐỊNH LUẬT I ĐỐI VỚI DÒNG Dòng khí là một hệ hở và không có công ngoài. Gi¶ thiÕt: - Dßng khÝ l­u ®éng trªn trôc æn ®Þnh nghÜa lµ t¹i mäi thêi ®iÓm l­u l­îng cña mäi thiÕt diÖn ®Òu b»ng - Tèc ®é l­u l­îng cña dßng khÝ t¹i mäi thêi ®iÓm trªn cïng 1 thiÕt diÖn ®Òu bằng nhau. Ta cắt khối khí bởi hai tiết diện là tiết diện 1 và tiết diện 2 Trªn ®­êng èng ta thÊy 2 tiÕt diÖn 1 vµ 2 t¹i thiÕt diÖn 1 ta cã: f1,1,v1 t¹i thiÕt diÖn 2 ta cã: f2,2,v2 Theo định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng dq = du + d(2/2) + dl‘ (4) Trong đó: dl‘- là công lưu động của dòng khí Phương trình 4 là phương trình định luật 1 viết cho dòng khí lưu động dq = du +d(pv)+ d(2/2) dq = di+d(2/2) (5) Đối với quá trình hữu hạn thì 1.3. PHƯƠNG TRÌNH ĐỊNH LUẬT I ĐỐI VỚI DÒNG 2.2. CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CƠ BẢN Quá trình ĐÞnh nghÜa:là sự biến đổi liên tục trạng khi có sự trao đổi năng lượng dưới dạng nhiệt năng hoặc công Dấu hiệu của quá trình và thông số trạng thái (thông số trạng thái thay đổi). Một thông số trạng thái biểu diễn trên đồ thị bằng một điểm Một quá trình biểu diễn trên đồ thị bằng một đường thẳng, đường cong, logarit,…. 2.2. CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CƠ BẢN 2.2. CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CƠ BẢN C¸ch x¸c ®Þnh 1 qu¸ trình thuËn nghÞch 5 Bước Định nghĩa (Phương trình của quá trình) Quan hệ giữa các thông số p, v, T Tính biến thiên ΔU, Δ i, Δ s, q xác định công Biểu diễn trên đồ thị p-v và T-s 2.2. CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CƠ BẢN Quá trình đẳng áp Quá trình đẳng tích Quá trình đẳng nhiệt Quá trình đoạn nhiệt Quá trình đa biến 2.2.1. QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH Định nghĩa: là quá trình tiến hành trong điều kiện thể tích riêng không đổi v = const Mối Quan hệ giữa các thông số: pv =RT T tỷ lệ thuận với p Biến thiên của các thông số Δ u = CV(T2– T1), i = Cp(T2-T1), q = Δ u Xác định công Công thay đổi thể tích l = 0 Công kỹ thuật lkt = v(p2-p1) = R(T2-T1) Đồ thị 2.2.1. QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH Biến đổi 2.2.1. QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH Kết luận Trong quá trình đẳng tích nhiệt lượng tham gia vào quá trình chỉ làm biến đổi nội năng. 2.2.2. QUÁ TRÌNH ÁP Định nghĩa: là quá trình tiến hành trong điều kiện áp suất không đổi p = const Mối Quan hệ giữa các thông số: pv =RT v tỷ lệ thuận với T Biến thiên của các thông số Δ u = CV(T2– T1), i = Cp(T2-T1), q = Δ i Xác định công Công thay đổi thể tích l = p(v2-v1) = R(T2-T1) Công kỹ thuật lkt = 0 Đồ thị 2.2.2. QUÁ TRÌNH ÁP 2.2.2. QUÁ TRÌNH ÁP Kết luận Từ phương trình định luật I của quá trình đẳng áp sự biến entanpi trong quá trình đẳng áp chính là nhiệt lượng. Trong quá trình đẳng áp nhiệt lượng có thể tính bẳng lượng thay đổi entanpi Đường cong logrit của quá trình đẳng tích dốc hơn đường cong logrit của quá trình đẳng áp. 2.2.2. QUÁ TRÌNH ÁP Định nghĩa: Phương trình pv = const trên đồ thị pv biểu diễn đường hypebol Mối Quan hệ giữa các thông số: pv =RT v tỷ lệ thuận với p Biến thiên của các thông số - Biến thiên nội năng u = 0 - Biến thiên entanpi i = 0 - Biến thiên etropi 2.2.3. QUÁ TRÌNH ĐẲNG NHIỆT Nhiệt lượng q = 0 có phải không? tại sao? Vậy l = lkt = q Entropi dq = Tds Công của quá trình 2.2.3. QUÁ TRÌNH ĐẲNG NHIỆT Đồ thị s Kết luận: quá trình đẳng nhiệt nhiệt lượng tham gia vào quá trình chỉ để sinh công 2.2.3. QUÁ TRÌNH ĐẲNG NHIỆT Định nghĩa: là quá trình tiến hành trong điều kiện không trao đổi nhiệt với môi trường bên ngòai Phương trình pvk = const Mối Quan hệ giữa các thông số: 2.2.3. QUÁ TRÌNH ĐOẠN NHIỆT Biến thiến: - Biến thiên nội năng u = Cv(T2-T1) - Biến thiên entanpi i = Cp(T2-T1) Biến thiên etropi - Nhiệt lượng q = 0 2.2.3. QUÁ TRÌNH ĐOẠN NHIỆT Công của quá trình Phương trình định luật I q = Δu + l = 0  l = - u = Cv (T1 – T2)  lkt= kl   2.2.3. QUÁ TRÌNH ĐOẠN NHIỆT Đồ thị Kết luận: quá trình đoạn nhiệt thi công sinh ra trong quá trình là do nội năng giảm 2.2.3. QUÁ TRÌNH ĐOẠN NHIỆT Định nghĩa: pvn = const, với n - số mũ đa biến 2.2.3. QUÁ TRÌNH ĐA BIẾN Mối Quan hệ giữa các thông số:  Biến thiến: - Biến thiên nội năng u = Cv(T2-T1) - Biến thiên entanpi i = Cp(T2-T1) Biến thiên etropi - Nhiệt lượng q = C (T2 – T1) 2.2.3. QUÁ TRÌNH ĐA BIẾN Công của quá trình  2.2.3. QUÁ TRÌNH ĐA BIẾN Ý nghĩa: Xét quá trình tổng hợp + n = 0  p = conft  C = kCv = Cp quá trình đẳng áp + n= 1  pv = const  C = quá trình đẳng nhiệt + n = k  pvk = const  C = 0 quá trình đoạn nhiệt + n =   v= const quá trình đẳng tích 2.2.3. QUÁ TRÌNH ĐA BIẾN 2.2.3. QUÁ TRÌNH ĐA BIẾN 2.3. ĐỊNH LUẬT II NHIỆT ĐỘNG Ý nghĩa của định luật II Nội dung Định luật II Ý nghĩa của định luật II - ĐÞnh luËt 1 cho ta biÕn ho¸ giữa nhiÖt vµ c«ng ch­a cho ta biÕt ®iÒu kiÖn biÕn ho¸ møc ®é biÕn ho¸ lµ bao nhiªu còng nh­ chiÒu h­íng cña qu¸ trình tiÕn hµnh sao cho tèt nhÊt thì ®Þnh luËt 2 gi¶i quyÕt vÊn ®Ò trªn. Định luật 1 nhiệt động thực hiện quá trình biến đổi nhiệt năng thành cơ năng và ngược lại nó tuân theo mối quan hệ nhất. Ví dụ 1: biến đổi nhiệt năng thành cơ năng sự biến không điều kiện và hoàn toàn (ma sát hoặc cửa gỗ không cần điều kiện gì), còn nhiệt năng thành cơ năng có điều kiện không hoàn toàn. Ví dụ 2: có hai vật thể cho tiếp xúc với nhau chúng có thể trao đổi nhiệt cho nhau. Muốn biến đổi nhiệt năng thành cơ năng cần phải có: Hai nguồn nhiệt có nhiệt độ khác nhau: Nguồn có nhiệt độ cao gọi là nguồn nóng, nguồn có nhiệt độ thấp gọi là nguồn lạnh Hai chất thực hiện một chu trình thuận nghịch giữa hai nguồn nhiệt Nội dung Định luật II Nội dung Định luật II Đéng c¬ vÜnh cöu lo¹i 2 Chu trình là quá trình khép kín Chu trình thuận chiều Chu trình ngược Chu trình thuận chiều Chu trình Carnot Chu trình ngược chiều Hệ số làm lạnh của chu trình carnot T2- nhiệt độ nguồn lạnh T1- nhiệt độ nguồn nóng M¸y lanh vµ b¬m nhiÖt 3.1. Hơi nước 3.2. Không khí ẩm CHƯƠNG 3: HƠI NƯỚC VÀ KHÔNG KHÍ ẨM 3.1. HƠI NƯỚC 3.1.1 Quá trình hoá hơi đẳng áp trên đồ thị p-v và T- s 3.1.2. Các thông số và nhiệt lượng của từng quá trình 3.1.3. Bảng và đồ thị của hơi nứơc 3.1.1. Quá trình hoá hơi đẳng áp trên đồ thị p-v và T- s - Sù bay h¬i lµ hiÖn t­îng t¹o thµng h¬i trªn bÒ mÆt chÊt láng bÊy kú nhiÖt ®é nµo - S«i lµ sù bay h¬i diÔn ra trong toµn bé khèi chÊt láng ts, Ts. nÕu ¸p suÊt ko ®æi suy ra nhiÖt ®é s«i kh«ng ®æi. - Ngưng tô lµ qu¸ trình biÕn ®æi tõ h¬i thµnh chÊt láng sù ng­ng tô còng tiÕn hµnh ë nhiÖt ®é kh«ng ®æi nÕu ¸p suÊt kh«ng ®æi. - H¬i b·o hoµ: khi tiÕn hµnh trong kho¶ng thêi gian cã h¹n thì cung víi qu¸ trình bay h¬i co qu¸ tr×nh ngung tô. NÕu tèc ®é bay h¬i b»ng tèc ®é ng­ng tô thì hÖ hai pha ®ã ë tr¹ng th¸i c©n b»ng ®éng. H¬i tr¹ng th¸i ®ã cã mËt ®é liín nhÊt gäi lµ h¬i b·o hoµ. H¬i b·o hoµ kh«: lóc n­íc hoµn toµn hãa h¬i hÕt ta cã h¬i b·o hoµ kh«. H¬i b·o hoµ Èm: lóc n­íc ch­a ho¸ h¬i hÕt hÕt ta cã h¬i b·o hoµ Èm. H¬i b·o hoµ Èm lµ n¬i hçn hîp hai pha: h¬i b·o hoµ kh« vµ 1 sè h¹t n­íc s«i nh¬ ch­a kÞp bay h¬i hÕt nhưng h¹t nµy ë tr¹ng th¸i l¬ löng ph©n bè nhiÒu trong kh«ng gian Đé kh«: x lµ tû lÖ giữa träng l­îng h¬i kh« vµ ¸p suÊt n­íc b·o hoµ Èm 3.1.1. Quá trình hoá hơi đẳng áp trên đồ thị p-v và T- s 3.1.1. Quá trình hoá hơi đẳng áp trên đồ thị p-v và T- s Đé Èm: y lµ tû lÖ gi÷a träng l­îng n­íc s«i víi träng l­îng h¬i b·o hoµ Èm Đèi víi h¬i b·o hoµ kh« ta cã: x = 1 y = 0 Đèi víi n­íc s«i: x = 0 y = 1 0 ts) t = t - ts Trạng thái hơi bão hoà ẩm đặc trưng của hơi bão hoà ẩm là độ khô độ khô chính là lượng hơi bão hoà khô có trong hơi bão hoà ẩm. G kg hơi bão hoà ẩm Gh kg hơi bão hoà khô Gns khối lượng nước sôi G = Gh+ Gns 3.1.1. Quá trình hoá hơi đẳng áp trên đồ thị p-v và T- s Đun nước từ 00C đến hơi quá nhiệt có 3 giai đoạn - Giai đoạn 1: a  b từ 00C đến nước sôi Đặc điểm của giai đoạn này nhiệt độ tăng từ 00C đến nước sôi ts. - Giai đoạn 2: từ b  c giai đoạn biến nước sôi thành hơi bão hoà khô (giao đoạn hoá hơi) Đặc điểm của giai đoạn này t = const = ts, p = const - Giai đoạn 3: c  d biến hơn bão hoà khô thành hơi quá nhiệt giai đoạn quá nhiệt hơi Nhận xét: khi áp suất hoá hơi tăng thì: - Giai đoạn hóa hơi sẽ rút ngắn lại nghĩa là bc ngày càng xích lại (sự sai khác giữa chất lỏng sôi và hơi bão hoà khô càng ít đi) - Trạng thái tới hạn K: trạng thái tới hạn là trạng thái mà tại đó không có sự sai khác giữa chất lỏng sôi và hơi bão hoà khô. - Thông số tới hạn pk, tk, vk - Giá trị các thông số tới hạn phụ thuộc: Bản chất của chất lỏng hoặc chất khí 3.1.2. Các thông số và nhiệt lượng của từng quá trình Thông số của nước ở 00C (u0, i0, s0 = 0), v0 Thông số của nước sôi (u, i, s) – tra bảng hoặc đồ thị Thông số của hơi bão hoà khô u,i, s, v - tra bảng hoặc đồ thị Thông số của hơi quá nhiệt u,i,s,v Thông số của hơi bão hoà ẩm có độ khô x ux, ix, sx,vx 3.1.2. Các thông số và nhiệt lượng của từng quá trình Nhiệt lượng của từng quá trình Nhiệt lượng cần thiết để đun nóng từ 00C đến nhiệt độ sôi Nhiệt lượng biến 1 kg chất lỏng sôi thành hơi bão hoà khô Gọi nhiệt hoá hơi ký hiệu là r r = i- i v =(1-x)v’+xv”=v’+x(v”-v’) u =u’+x(u”- u’) i = i’+x(i”-i’)= i’+x r 3.1.2. Các thông số và nhiệt lượng của từng quá trình Nhiệt lượng hoá hơi phụ thuộc vào bản chất của chất lỏng và áp suất nếu áp suất tăng thì nhiệt lượng hoá hơi giảm Nhiệt lượng biến 1 kg hơi bão hoà khô thành hơi quá nhiệt (nhiệt lượng quá nhiệt) qqn= i - i Q = Gk (ix - i) = Gh(x.r) Nhiệt lượng biến 1 kg chất lỏng sôi thành hơi bão hoà ẩm có độ khô x rx = rx - i = xi = xi+ (1-x)i - i rx= xr 3.1.3. Bảng và đồ thị Bảng nước sôi và hơi bão hoà khô tra theo áp suất (p) hoặc nhiệt độ (t) Bảng nước chưa sôi và hơi quá nhiệt Bảng nước sôi và hơi bão hoà khô tra theo áp suất (p) Bảng nước sôi và hơi bão hoà khô tra theo áp suất (p) Bảng nước sôi và hơi bão hoà khô tra theo áp suất (t) Bảng nước chưa sôi và hơi quá nhiệt ĐỒ THỊ Các đường đặc trưng Đường độ khô x = const là đường đi từ điểm k toả xuống phía dưới Đường đẳng áp trong vùng bão hoà ẩm p t đường đẳng nhiệt tương ứng, vùng quá nhiệt là đường cong đi lên bề lồi quay về phía dưới. Đường đẳng tích trong vùng bão hoà ẩm và vùng quá nhiệt đều là đường cong đi lên dốc hơn đường đẳng áp nét đứt màu đỏ. Đường đẳng nhiệt ở vùng bão hoà ẩm đường đẳng áp trùng với đường đẳng nhiệt tương ứng, vùng quá nhiệt là đường cong đi lên càng xa đường x = 1 gần như song song với trục hoành. ĐỒ THỊ 3.2. KHÔNG KHÍ ẨM 3.2.1. Định nghĩa và phân loại 3.2.2. Các đại lượng đặc trưng của không khí ẩm 3.2.3. Đồ thị I – d và ứng dụng của đồ thị I - d 3.2. 1. Định nghĩa và phân loại Không khí ẩm là không khí hỗn hợp của không khí khô và hơi nước Áp dụng phương trình của khí lý tưởng pV = GRT Trong đó: p- áp suất của không khí ẩm bằng tổng phân áp suất của không khí khô pk và hơi nước ph p = pk + ph V- thể tích của không khí ẩm bằng thể tích của không khí khô Vk và thể tích của hơi nước Vh V = Vk = Vh 3.2. 1. Định nghĩa và phân loại T- nhiệt độ của không khí ẩm bằng nhiệt độ của không khí khô Tk và bằng nhiệt độ của hơi nước Th T = Tk = Th G- khối lượng của không khí ẩm bằng khối lượng của không khí khô Gk và khối lượng của hơi nước Gh G = Gk + Gh R- hằng số chất khí của không khí ẩm (giá trị thay đổi không phải số cố định phụ thuộc vào thành phần cuả hơi nước và không khí khô trong không khí ẩm 3.2. 1. Định nghĩa và phân loại Không khí ẩm chưa bão hoà Không khí ẩm chưa bão hoà là không khí ẩm mà lượng hơi nước của nó còn chưa đạt đến giá trị cực đại (G tw2 5.1.2.1.Dẫn nhiệt ổn định một chiều qua vách phẳng 1 lớp - Như vậy, trong trường hợp này nhiệt độ chỉ thay đổi theo hướng x và t = f(x) các mặt phẳng nhiệt sẽ là các mặt phẳng song song và vuông góc với trục x. - Tại một giá trị x ta tách hai mặt đẳng nhiệt cách nhau một đoạn dx. 5.1.2.1.Dẫn nhiệt ổn định một chiều qua vách phẳng 1 lớp 5.1.2.1.Dẫn nhiệt ổn định một chiều qua vách phẳng 1 lớp 5.1.2.1.Dẫn nhiệt ổn định một chiều qua vách phẳng nhiều lớp - Vách phẳng nhiều lớp là vách phẳng gồm nhiều lớp ghép chặt với nhau. Ví dụ tường nhà gồm 3 lớp, lớp vữa, lớp gạch và lớp vữa. - Giả sử có một vách phẳng 3 lớp (hình 11.2), các lớp làm bằng vật cách nhiệt đồng chất và đẳng hướng có hệ số dẫn nhiệt tương ứng là 1, 2, 2 và chiều dày tương ứng là 1, 2, 3. Nhiệt độ của các bề mặt ngoài là tw1 và tw4 không đổi. Các lớp ép rất sát nhau, nhiệt độ tiếp xúc giữa các lớp ta