Giải: p1 = 30 bar - bảng hơi bão hòa theo áp suất [Bảng 2] nhiệt độ sôi Ts = 233.83oC ; i’ = 1008.3 kJ/kg ; i” = 2804 kJ/kg i’ < i < i” : trạng thái hơi bão hòa ẨM Trạng thái 2: p2 = p1 = 30 bar ; T2 > Ts = 233.83oC - Hơi quá nhiệt - Quá trình ĐẲNG ÁP - Q = Gq = G[i2 − i1] = 250[3229 −1500] = 432250 kJ p2 = 30 barT2 = 400oCi2 = 3229 kJ/kg
Bạn đang xem nội dung tài liệu Bài giảng Kỹ thuật nhiệt - Chương 5.2 Các quá trình nhiệt động cơ bản của chất thuần khiết, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Chương 5 [Phần 2]: 5 Các quá trình nhiệt động cơ bản của CTK 1. Quá trình đẳng tích: v = const 2. Quá trình đẳng áp: p = const 3. Quá trình đẳng nhiệt: T = const 4. Quá trình đoạn nhiệt: q = 0 Người soạn: TS. Hà anh Tùng ĐHBK tp HCM 1/2009 p.1 a. Các quá trình nhiệt động cơ bản của CTK * Chú ý: CTK [ví dụ nước] ở trạng thái hơi là khí thựcÆ không thể dùng pt Khí lý tưởng Bảng nước chưa sôi và hơi quá nhiệt Bảng hơi nước bão hòa ẩm HOẶC Bảng hơi nước bão hòa ẩm Trạng thái - Lỏng chưa sôi - Hơi bão hòa ẩm - Hơi quá nhiệt hay hay Các thông số trạng thái: p, T, v, i, s Bước 2: Dựa vào đặc tính quá trình + Định luật Nhiệt động 1 Công W và Nhiệt Q tham gia trong quá trình Bước 1: xác định các thông số trạng thái của quá trình: dùng BẢNG Người soạn: TS. Hà anh Tùng ĐHBK tp HCM 1/2009 p.2 1. Quá trình đẳng tích: v = const T s x = 1 x = 0 x 1 2 1 p 1 p 2 v = constp v x = 1 x = 0 x 1 2 1 p1 v = const i s 1 2 p 1 p 2 x 1 ¾ Nội năng: [ ] [ ]11122212 vpivpiuuu −−−=−=Δ ¾ Công của quá trình: ∫ == 2 1 0pdvw ¾ Nhiệt lượng tham gia trong quá trình: uwuq Δ=+Δ= Người soạn: TS. Hà anh Tùng ĐHBK tp HCM 1/2009 p.3 2. Quá trình đẳng áp: p = const p v x = 1 x = 0 x 1 21 p = const T s x = 1 x = 0 x 1 2 1 p = const T1 p = const i s 1 2x1 i2 ¾ Nội năng: [ ] [ ]11122212 vpivpiuuu −−−=−=Δ ¾ Công của quá trình: [ ]∫ −== 2 1 12 vvppdvw ¾ Nhiệt lượng tham gia trong quá trình: 12 iiwuq −=+Δ= Người soạn: TS. Hà anh Tùng ĐHBK tp HCM 1/2009 p.4 3. Quá trình đẳng nhiệt: T = const p v x = 1 x = 0 x 1 21 T = const T s x = 1 x = 0 x 1 2 1 p 1 p 2 T = const i s 1 2x1 i2 p2 ¾ Nội năng: [ ] [ ]11122212 vpivpiuuu −−−=−=Δ ¾ Nhiệt lượng tham gia trong quá trình: [ ]12 ssTq −= ¾ Công của quá trình: uqw Δ−= Người soạn: TS. Hà anh Tùng ĐHBK tp HCM 1/2009 p.5 4. Quá trình đoạn nhiệt: q = 0 p v x = 1 x = 0 x 1 2 1 p2 p1 T s x = 1 x = 0 x 1 2 1 p 1 p 2 i s 1 2 x 1 p1 p2 ¾ Nhiệt lượng tham gia trong quá trình: 0=q ¾ Công của quá trình: uuqw Δ−=Δ−= ¾ Nội năng: [ ] [ ]11122212 vpivpiuuu −−−=−=Δ ¾ Công kỹ thuật của quá trình: 21 iiiwKT −=Δ−= Người soạn: TS. Hà anh Tùng ĐHBK tp HCM 1/2009 p.6 Vd 5.1: p1= 30 bar i1= 1500 kJ/kg 250 kg hơi nước Đẳng áp T2= 400oC Hỏi ?Q - Trạng thái nước đầu và cuối ? Giải: p1 = 30 bar Æ bảng hơi bão hòa theo áp suất [Bảng 2] Æ nhiệt độ sôi Ts = 233.83oC ; i’ = 1008.3 kJ/kg ; i” = 2804 kJ/kg Æ i’ < i < i” : trạng thái hơi bão hòa ẨM - Trạng thái 2: p2 = p1 = 30 bar ; T2 > Ts = 233.83oC Æ Hơi quá nhiệt - Quá trình ĐẲNG ÁP Æ [ ] [ ] kJiiGGqQ 4322501500322925012 =−=−== p2 = 30 bar T2 = 400oC i2 = 3229 kJ/kg Người soạn: TS. Hà anh Tùng ĐHBK tp HCM 1/2009 p.7 Người soạn: TS. Hà anh Tùng ĐHBK tp HCM 1/2009 p.8 Vd 5.2: p1= 80 bar t1= 600oC hơi nước 1000 kg/ph Giãn nở đoạn nhiệt p2= 0.045 bar Hỏi WKT ? Giải: Giãn nở đoạn nhiệt [ ]21 iiGWiw KTKT −=⇒Δ−= * Để tính i1 Xác định trạng thái & thông số trạng thái tại 1 p1 = 80 bar Æ bảng hơi bão hòa theo áp suất [Bảng 2] Æ ts = 294.98oC t1 = 600oC > tsÆ hơi nước tại 1 là hơi quá nhiệt Bảng 3 i1 = 3640 kJ/kg s1 = 7.019 kJ/kg.K* 1-2 là quá trình đoạn nhiệt thuận nghịch p2 = 0.045 bar s2 = s1 = 7.019 kJ/kg.K 2 là hơi bão hòa ẩm Độ khô x2 i2 Người soạn: TS. Hà anh Tùng ĐHBK tp HCM 1/2009 p.9 Ôn tập chuẩn bị thi kiểm tra giữa HK * Nội dung: toàn bộ kiến thức đã học từ chương 1 đến chương 5 * 2 phần quan trọng nhất: 1/ Các quá trình nhiệt động cơ bản của khí lý tưởng PT trạng thái của KLT & hỗn hợp KLT Định luật nhiệt động 1 2/ Các quá trình nhiệt động cơ bản của chất thuần khiết [NƯỚC] Cách xác định trạng thái & các thông số trạng thái của CTK = tra bảng
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- c5_2_cac_qua_trinh_nhiet_dong_cua_chat_thuan_khiet_on_tap_ghp_2468.pdf
Full PDF PackageDownload Full PDF Package
This Paper
A short summary of this paper
36 Full PDFs related to this paper
Download
PDF Pack
16 194 KB 0 18
Nhấn vào bên dưới để tải tài liệu
Để tải xuống xem đầy đủ hãy nhấn vào bên trên
Kỹ thuật nhiệt giáo trình nhiệt tài liệu nhiệt hơi nước quán trình hóa hơi
Chương 4: HƠI NƯỚC 4.1 TỔNG QUÁT
4.2 QUÁ TRÌNH HÓA HƠI ĐẲNG ÁP
4.3 CÁC GIẢN ĐỒ BIỂU THỊ MỐI QUAN HỆ P-V-T
4.4 QUÁ TRÌNH NÓNG CHẢY VÀ THĂNG HOA
4.5 CÁCH XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ
4.6 CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CƠ BẢN 4.1 TỔNG QUÁT 4.1.1 Khái niệm cơ bản
Hơi nước là khí thực
Hơi nước có rất nhiều ưu điểm so với các môi chất
khác như có nhiều trong thiên nhiên, rẻ tiền và đặc biệt
là không độc hại đối với môi trường và không ăn mòn
thiết bị, do đó nó được sử dụng rất nhiều trong các
ngành công nghiệp.
Hơi nước thường được sử dụng trong thực tế ở
trạng thái gần trạng thái bão hoà nên không thể bỏ qua
thể tích bản thân phân tử và lực hút giữa chúng. Vì vậy
không thể dùng phương trình trạng thái lí tưởng cho hơi
nước được dùng nhiều nhất hiện nay là phương trình
Vukalovich-novikov: 4.1.2 Vai trò của nước và tuần hoàn nước
• Nước chiếm 80-90% trọng lượng cơ thể thực vật
• Trao đổi nước giữa khí quyển, đất liền và đại
dương
• Vận chuyển năng lượng trong khí quyển [hoàn
lưu khí quyển và bão nhiệt đới]
• Điều hòa độ mặn của nước biển.
• Cung cấp nguồn dinh dưỡng cho sinh vât biển
[quyết định năng suất của hệ sinh thái biển] 4.2 QUÁ TRÌNH HÓA HƠI ĐẲNG ÁP Mô tả quá trình Vậy ở áp suất p không đổi, khi cấp nhiệt
cho nước ta sẽ có các trạng thái O, A, C
tương ứng với nước chưa sôi, nước sôi và
hơi bão hoà khô. Quá trình đó đ−ợc gọi là
quá trình hoá hơi đẳng áp.
Tương tự như vậy, nếu cấp nhiệt đẳng áp
cho nước ở áp suất p1 = const thì ta có các
trạng thái tương ứng kí hiệu O1, A1, C1 và
ở áp suất p2 = const ta cũng có các điểm
tương ứng là O2, A2, C2.... Khi nối các điểm O, O1 , O2 , O3 ...........ta được
một đường gọi là đường nước chưa sôi, đường này
gần như thẳng đứng, chứng tỏ thể tích riêng của nước
rất ít phụ thuộc vào áp suất.
Khi nối các điểm A, A1 ,A2, A3...........ta được một
đường cong biểu thị trạng thái nước sôi gọi là đường
giới hạn dưới. Khi nhiệt độ sôi tăngthì thể tích riêng của
nước sôi v’ tăng, do đó đường cong này dịch dần về
phía bên phải khi tăng áp suất.
Khi nối các điểm C, C1, C2, C3........ta được một
đường cong biểu thị trạng thái hơi bão hoà khô, gọi là
đường giới hạn trên. Khi áp suất tăng thì thể tích riêng
của hơi bão hoà khô giảm nên đường cong này dịch về
phía trái. 4.4 QUÁ TRÌNH NÓNG CHẢY VÀ THĂNG HOA * Quá trình bay hơi:
Quá trình bay hơi là quá trình hoá hơi chỉ xảy ra
trên bề mặt thoáng chất lỏng, ở nhiệt độ bất kì.
- Điều kiện để xảy ra quá trình bay hơi : Muốn xảy ra
quá trình bay hơi thì cần phải có mặt thoáng.
- Đặc điểm của quá trình bay hơi: Quá trình bay hơi xảy
ra do các phân tử nước trên bề mặt thoáng có động
năng lớn hơn sức căng bề mặt và thoát ra ngoài, bởi
vậy quá trình bay hơi xảy ra ở bất kì nhiệt độ nào.
- Cường độ bay hơi phụ thuộc vào bản chất và nhiệt độ
của chất lỏng. Nhiệt độ càng cao thì tốc độ bay hơi
càng lớn. * Quá trình sôi:
Quá trình sôi là quá trình hoá hơi xảy ra cả trong
lòng thể tích chất lỏng.
- Điều kiện để xảy ra quả trình sôi: Khi cung cấp
nhiệt cho chất lỏng thì nhiệt độ của nó tăng lên và
cường độ bay hơi cũng tăng lên, đến một nhiệt độ xác
định nào đó thì hiện tượng bay hơi xảy ra cả trong toàn
bộ thể tích chất lỏng, khi đó các bọt hơi xuất hiện cả trên
bề mặt nhận nhiệt lẫn trong lòng chất lỏng, ta nói chất
lỏng sôi. Nhiệt độ đó được gọi là nhiệt độ sôi hay nhiệt
độ bão hoà.
- Đặc điểm của quá trình sôi: Nhiệt độ sôi phụ
thuộc vào bản chất và áp suất của chất lỏng đó. ở áp
suất không đổi nào đó thì nhiệt độ sôi của chất lỏng
không đổi, khi áp suất chất lỏng càng cao thì nhiệt độ
sôi càng lớn và ngược lại. * Quá trình ngưng tụ
Quá trình ngược lại với quá trình sôi là quá
trình ngưng tụ, trong đó hơi nhả nhiệt và biến thành
chất lỏng. Nhiệt độ của chất lỏng không thay đổi suốt
trong quá trình ngưng tụ . 4.5 CÁCH XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ
* Bảng nước chưa sôi và hơi qua nhiệt:
Để xác định trạng thái môi chất ta cần biết hai thông số
trạng thái độc lập.
Trong vùng nước chứa sôi và vùng hơi qua nhiệt, nhiệt độ
và áp suất là hai thông số độc lập, do đó bảng nước chưa sôi
và hơi quá nhiệt được xây dựng theo hai thông số này. Bảng
nước chưa sôi và thông qua hơi nhiệt được trình bày ở phần
phụ lục, bảng này cho phép xác định các thông số trạng thái v,
i, s của nước chưa sôi và hơi quá nhiệt ứng với một áp suất và
nhiệt độ xác định nào đó.
Từ đó định được:
u = i – pv 4.6 CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CƠ BẢN 4.6.1. Quá trình đẳng tích v= const
Quá trình đẳng tích của hơi nước được biễu diễn
bằng đường 1-2 trên đồ thị i-s hình 5.4. Trạng thái đầu
được biểu diễn bằng điểm 1, là giao điểm của đường p1
= const với đường t1 = const. Các thông số còn lại i1,
s1, v1 được xác định bằng cách đọc các đường i, s và v
đi qua điểm 1. Trạng thái cuối được biễu diễn bằng điểm 2, được
xác định bằng giao điểm của đường v2 = v1 = const
và đường p2 = const, từ đó xác định các thông số
khác như đối với điểm 1
- Công của quá trình: dl = pdv = 0 vì dv = 0,
hay:
l=0
- Biến thiên nội năng:
∆u = [i2- p2v2] – [i1 – p1v1]
∆u = i2 – i1 – v[p2 – p1]
- Nhiệt lượng trao đổi trong quá trình:
q = ∆u + 1 = ∆u 5.4.2. Quá trình đẳng áp Quá trình đẳng áp của hơi nước được biểu diễn
bằng đường 1-2 trên đồ thị i–s hình 5.5. Trạng thái đầu
được biễu diễn bằng điểm 1, là giao điểm của đường p1
= const với đường t1 = const. Các thông số còn lại i1,
s1, v1 được xác định bằng cách đọc các đường i, s và v
đi qua điểm 1. Trạng thái cuối được biểu diễn bằng điểm 2, được
xác định bằng giao điểm của đường p2 = p1 = const
với đường x2 = const, từ đó xác định các thông số
khác như đối với điểm 1.
- Công của quá trình:
V2
l
=
∫pdv =p[v2v1]
V1
- Biến thiên nội năng:
∆u = i2 – i1 – p [v2 – v1]
- Nhiệt l−ợng trao đổi:
q= ∆u + 1 = i2 - 11 This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.
Video liên quan