Không khí ẩm, hơi không khí ẩm, hơi nước và các quá trình

CHƯƠNG 3 KHÔNG KHÍ ẨM, HƠI NƯỚC VÀ CÁC QUÁ TRÌNH 3.1. KHÔNG KHÍ ẨM 3.1.1. Định nghĩa, tính chất và phân loại. a. Định nghĩa: - Không khí ẩm: hỗn hợp không khí khô + hơi nước. - Không khí khô: 21%O2 + 78%N2 + 1% các khí khác:CO2... b. Tính chất: - Hơi nước trong không khí ẩm được xem là khí lý tưởng vì phân áp suất và phân thể tích của hơi nước trong đó rất bé. => Áp dụng các phương trình, định luật của khí lý tưởng: - Phương trình cân bằng khối lượng: V = Vk = Vh T = Tk = Th G = Gk + Gh - Phương trình trạng thái khí lý tưởng: Pk.V = Gk.Rk.T Ph.V = Gh.Rh.T - Phương trình định luật Danton: B = pk + ph Trong đó: + G; Gk; Gh – Khối lượng KK ẩm, không khí khô (KKK) và hơi nước. + V; Vk; Vh – Thể tích KK ẩm, KKK và hơi nước. + T; Tk; Th - Nhiệt độ KK ẩm, KKK và hơi nước. + B; pk; ph - Phân áp suất khí quyển, KKK và hơi nước. 3.1.1. Định nghĩa, tính chất và phân loại. c. Phân loại: - Không khí ẩm chưa bão hòa: là không khí mà có thể nhận thêm hơi nước vào. - Không khí ẩm bão hòa: là không khí mà lượng hơi nước trong đó đã đạt đến mức tối đa (tức là không thể nhận thêm hơi nước từ ngoài vào được nữa). - Không khí bão hòa: là không khí bão hòa mà có lẫn những giọt hơi nước 3.1.2. CÁC THÔNG SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA KK ẨM. a. Độ ẩm tuyệt đối: b. Độ ẩm tương đối, φ: * Nhận xét: - Khi φ = 0 - trạng thái không khí khô. - Khi 0<φ<100 - trạng thí không khí ẩm chưa bão hòa. - Khi φ = 100 - không khí ẩm bảo hòa. 3.1.2. CÁC THÔNG SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA KK ẨM. c. Nhiệt độ đọng sương và nhiệt độ nhiệt kế ướt: * Nhiệt độ đọng sương, tđs: Làm lạnh không khí ở điều kiện ph=const hoặc dung ẩm không đổi (d=const) đến một nhiệt độ tđs thì bắt đầu xuất hiện sự ngưng tụ hơi nước trong không khí. Tđs - là nhiệt độ đọng sương. * Nhiệt độ nhiệt kế ướt, tư: - tư phụ thuộc vào tốc độ bay hơi của nước vào không khí ẩm quanh bấc 3.1.2. CÁC THÔNG SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA KK ẨM. d. Độ chứa hơi (dung ẩm): [kg/kgKKK] e. Entanpi của không khí ẩm Entanpi không khí ẩm = entanpi KKK + entanpi hơi nước I = ik + d.ih => I = Cpk.t + d.(r0 + Cph.t) I = 1,005.t + d(2500 + 1,84.t) 3.1.3. ĐỒ THỊ I – d của không khí ẩm. Ví dụ: KK ẩm ở 250C, φ = 60% Xác định: t ; t ; I; dư đs Hướng dẫn Xác định bằng đồ thị I-d 3.1.4. Các quá trình của KK ẩm. a. Quá trình sấy: 3.1.4. Các quá trình của KK ẩm. b. Quá trình điều hòa không khí: 3.2. HƠI NƯỚC 3.2.1. Hơi nước và các ứng dụng. James Watt Máy hơi nước 3.2.1. Hơi nước và các ứng dụng. Quá trình chuyển pha và đồ thị pha của hơi nước 3.2.2. Quá trình hóa hơi đẳng áp của nước. Mô tả Quá trình hóa hơi đẳng áp của nước 3.2.2. Quá trình hóa hơi đẳng áp của nước. Đồ thị P-v của nước, hơi nước 3.3. CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT ĐỘNG KHÁC 3.3.1. Quá trình tiết lưu. a. Định nghĩa: môi chất qua tiết diện bị giảm đột ngột, làm cho áp suất bị giảm xuống (nhưng khôn gsinh công) - Là quá trình không thuận nghịch với sự tăng entropi: Δs > 0 - Là quá trình giảm áp suất: Δp = f(ω, độ giảm tiết diện) = p1 – p2 b. Tính chất: - Là quá trình đẳng entanpi: i1 = i2 -Tốc độ của dòng không đổi: ω1 = ω2 3.3.2. Quá trình nén khí. 1. Các loại máy nén trong thực tế 3.3.2. Quá trình nén khí. 2. Các quá trình của Máy nén piston 1 cấp lý tưởng 3.3.2. Quá trình nén khí. 3. Tính công tiêu tốn trong quá trình Công tiêu tốn cho toàn quá trình: 22 2 1 1 . 1 .. vPdvpvPllll xanénnap  a) Nén theo quá trình đẳng nhiệt, T = 0, P1.v1 = P2.v2  2 .dvpl 2ln.. P P TRl  1 1 b) Nén theo quá trình đoạn nhiệt, q = 0, 222 . 2111 . 1 .)..( 1 1 vPvPvP k vPl k     )..( 1 2 . 211 vPvP k k l k    )1(. 1 1 2 1 T T RT k k l k    c) Nén theo quá trình đa biến, )1(. 1 1 2 1 T T RT n n l n    3.3.2. Quá trình nén khí. 4. Nhược điểm của máy nén một cấp Khi P2 tăng => λ càng giảm Khi P2 = Pmax nào đó thì Vci = V1-V4 = 0 => λ = 0 3.3.2. Quá trình nén khí. 4. Máy nén piston nhiều cấp p1, t1 p2, t2 p3, t3 p4, t4 a. Nguyên lý làm việc: b. Đặc điểm của máy nén đa cấp: P2 = P3 T1 = T3 T2 = T4 3.3.2. Quá trình nén khí. 4. Máy nén piston nhiều cấp c. Xác định tỷ số nén:  3 4 1 2 p p p p β – tỉ số nén mỗi cấp 1 4 p p  d. Xác định công tiêu tốn: cấp 1:                          1 1 1 2. 1 .. 11 n n P P TR n n l Cấp 2:                          1 1 2 3 4. 3 .. 1 n n P P TR n n l 21 ll  Công tiêu hao của máy nén:              1... 1 .2 1 1 1 .2 n n TR n n ll  3.3.2. Quá trình nén khí. Bài tập ví dụ: Máy nén lý tưởng 2 cấp có làm mát trung gian, áp suất ban đầu p1 = 1 bar, t1=20 0 C, áp suất cuối quá trình nén là p4 = 9bar. Xác định công tiêu hao của máy nén, nhiệt độ cuối quá trình nén nếu quá trình nén là đoạn nhiệt Hướng dẫn giải: - Quá trình nén là đoạn nhiệt => n = k = 1,4 (không khí) - Xác định tỉ số nén mỗi cấp: với m là số cấp nén m c p  đ p              1... 1 .2 1 1 n n TR n n l - Xác định công tiêu hao: , J/kg - Xác định nhiệt độ cuối quá trình nén: n n n n T P P TTT 1 1 1 1 2 124 ..              