Bài giảng Nhiệt động lực học kỹ thuật - Chương 5: Chất thuần khiết - Nguyễn Thị Minh Trinh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM – TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA MÔN HỌC: NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC KỸ THUẬT CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM 1 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM – TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CHƢƠNG 5: CHẤT THUẦN KHIẾT CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM 2 Chƣơng 5 Quá trình hóa hơi đẳng áp p p p p p Hôi ts Hôi Hôi t > ts ts t Loûng ts Loûng Loûng q q q q q p Loûng chöa soâi Hôi baõo hoøa aåm Hôi quaù nhieät p = const t ts Loûng soâi Hôi baõo hoøa khoâ CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM v 3 Chƣơng 5 Xây dựng đồ thị p p" 1" 2" p' 1' 2' p 1 2 v T p K K Loûng Hôi chöa quaù soâi nhieät Hôi Hôi baõo hoøa khoâ baõo hoøa x = const x = 1 aåm Loûng soâi x = 0 A B x = 0 x = 1 v s CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM 4 Chƣơng 5 Cách xác định các thông số trạng thái của nƣớc và hơi nƣớc Bảng nước và hơi nước bão hòa (theo nhiệt độ) v’ v” ” i’ i” r s’ s” t 0C p bar s m3/kg m3/kg kg/ m3 kJ/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kgK kJ/kgK 30 0,04241 0,0010044 32,93 0,03037 125,71 2556 2430 0,4366 8,4523 35 0,05622 0,0010061 25,24 0,03962 146,60 2565 2418 0,5049 8,3519 100 1,0132 0,0010435 1,673 0,59770 419,10 2676 2257 1,3071 7,3547 Bảng nước và hơi nước bão hòa (theo áp suất) p v’ v” ” i’ i” r s’ s” s t 0C 3 3 3 bar m /kg m /kg kg/ m kJ/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kgK kJ/kgK 1,00 99,64 0,0010432 1,694 0,5903 417,4 2675 2258 1,3026 7,360 1,1 102,32 0,0010452 1,550 0,6453 428,9 2679 2250 1,3327 7,328 10 179,88 0,0011273 0,1946 5,1390 762,4 2778 2015 2,1360 6,587 CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM 5 Chƣơng 5 Cách xác định các thông số trạng thái của nƣớc và hơi nƣớc BẢNG NƢỚC VÀ HƠI NƢỚC BÃO HÒA  Các thông số trạng thái trong bảng: . v’, i’, s’  tra cho trạng thái lỏng sôi . v”, ”, i”, s” tra cho trạng thái hơi bão hòa khô . r = i” – i’ : ẩn nhiệt hóa hơi  Gọi vx , ix , sx , ux là các thông số trạng thái của hơi bão hòa ẩm có độ khô là x, ta có: v’ < vx < v” i’ < ix < i” s’ < sx < s” u’ < ux < u” CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM 6 Chƣơng 5 Cách xác định các thông số trạng thái của nƣớc và hơi nƣớc BẢNG NƢỚC VÀ HƠI NƢỚC BÃO HÒA (tt)  Xác định các thông số trạng thái của hơi bão hòa ẩm: 3 vx = v’ + x.(v” – v’) , m /kg ix = i’ + x.(i” – i’) = i’ + x.r ,kJ/kg sx = s’ + x.(s” – s’) ,kJ/kgK ux = ix – pvx ,kJ/kg i  i v  v s  s    x  x  x  x  x i  i v  v s  s    0  x 1 CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM 7 Chƣơng 5 Cách xác định các thông số trạng thái của nƣớc và hơi nƣớc BẢNG NƢỚC CHƢA SÔI VÀ HƠI QUÁ NHIỆT p bar t 0C 20 100 120 200 220 600 v[m3/kg] 0,0010018 0,0010434 1,491 1,807 1,886 3,357 1,2 i [kJ/kg] 83,9 419,0 2715 2874 2913 3705 s[kJ/kgK] 0,2964 1,3067 7,376 7,742 7,824 9,013 v[m3/kg] 0,0010009 0,0010424 0,0010593 0,0011561 0,1021 0,1995 20 i [kJ/kg] 85,7 420,1 504,7 852,4 2821 3690 s[kJ/kgK] 0,2957 1,3048 1,5252 2,328 6,385 7,701 Công thức nội suy tuyến tính: a  a1 b  b2  b1  b1 a 2  a1 CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM 8 Chƣơng 5 Các quá trình nhiệt động cơ bản của hơi nƣớc QUÁ TRÌNH ĐẲNG ÁP . Phương trình: p  const . Công trao đổi của quá trình: 2 wtt  pv2  v1.10 , kJ/kg . Độ biến thiên nội năng: 2 u  i2 i1  pv2  v1.10 , kJ/kg . Nhiệt lượng trao đổi của quá trình: q  u  wtt  i2 i1 , kJ/kg CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM 9 Chƣơng 5 Các quá trình nhiệt động cơ bản của hơi nƣớc QUÁ TRÌNH ĐẲNG ÁP T p K K 2 1 2 p1 = p2 p1 = p2 1 x = 0 x = 1 x = 0 x = 1 v s CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM 10 Chƣơng 5 Các quá trình nhiệt động cơ bản của hơi nƣớc QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH . Phương trình: v  const . Công trao đổi của quá trình: wtt  0 . Độ biến thiên nội năng: 2 u  i2 i1  vp2  p1.10 , kJ/kg . Nhiệt lượng trao đổi của quá trình: q  u  wtt  u , kJ/kg CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM 11 Chƣơng 5 Các quá trình nhiệt động cơ bản của hơi nƣớc QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH p K T K 2 2 v1 = v2 2 1 = v 1 v1 x = 0 x = 1 x = 0 x = 1 v s CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM 12 Chƣơng 5 Các quá trình nhiệt động cơ bản của hơi nƣớc QUÁ TRÌNH ĐẲNG NHIỆT . Phương trình: T  const . Công trao đổi của quá trình: wtt  q  u , kJ/kg . Độ biến thiên nội năng: 2 u  i2 i1 p2v2  p1v1.10 , kJ/kg . Nhiệt lượng trao đổi của quá trình: q  T(s2 s1) , kJ/kg CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM 13 Chƣơng 5 Các quá trình nhiệt động cơ bản của hơi nƣớc QUÁ TRÌNH ĐẲNG NHIỆT p K T K 1 1 2 T1 = T2 T1 = T2 2 x = 0 x = 1 x = 0 x = 1 v s CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM 14 Chƣơng 5 Các quá trình nhiệt động cơ bản của hơi nƣớc QUÁ TRÌNH ĐOẠN NHIỆT . Phương trình: s  const q  0 . Độ biến thiên nội năng: 2 u  i2 i1 p2v2  p1v1.10 , kJ/kg . Công trao đổi của quá trình: q  u  wtt  wtt  u , kJ/kg q  i  wkt  wkt  i , kJ/kg CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM 15 Chƣơng 5 Các quá trình nhiệt động cơ bản của hơi nƣớc QUÁ TRÌNH ĐOẠN NHIỆT p K T K 2 2 s1 = s2 s1 = s2 1 1 x = 0 x = 1 x = 0 x = 1 v s CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM 16 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM – TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ế ƣơ H t ch ng 5 CBGD: ThS.NGUYỄN THỊ MINH TRINH – ĐHBK TP.HCM 17