Bài giảng Kỹ thuật nhiệt - Chương 5.2 Các quá trình nhiệt động cơ bản của chất thuần khiết

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