Giáo trình Nhiệt kỹ thuật (Nghề Vận hành thiết bị chế biến dầu khí - Cao đẳng)

TẬP ĐỒN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ  GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: NHIỆT KỸ THUẬT NGHỀ : VẬN HÀNH THIẾT BỊ CHẾ BIẾN DẦU KHÍ TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số: 209/QĐ-CĐDK ngày 01 tháng năm 2022 Trường Cao Đẳng Dầu Khí) Bà Rịa-Vũng Tàu, năm 2022 (Lưu hành nội bộ) TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm Trang LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình NHIỆT KỸ THUẬT biên soạn theo chương trình khung nghề Vận hành thiết bị khai thác dầu khí, Vận hành thiết bị chế biến dầu khí, Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí, Sửa chữa thiết bị khai thác dầu khí Vận hành nhà máy nhiệt điện Bộ Lao động – Thương binh Xã hội Giáo trình dựa tham khảo nhiều tài liệu, sách, giáo trình mơn học môn liên quan khác dành cho hệ đào tạo đại học, cao đẳng, đào tạo nghề trung học chuyên nghiệp nước Các kiến thức toàn giáo trình có mối liên hệ lơgic chặt chẽ Tuy vậy, giáo trình phần nội dung chuyên ngành đào tạo người dạy, người học cần tham khảo thêm giáo trình có liên quan ngành học để việc sử dụng giáo trình có hiệu Giáo trình “Nhiệt kỹ thuật” tài liệu bắt buộc học viên nghề, Vận hành thiết bị chế biến dầu khí, Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí, Vận hành nhà máy nhiệt điện hệ Cao đẳng nghề Trung cấp nghề Nội dung giáo trình gồm chương: Chương 1: Một số khái niệm phương trình trạng thái vật chất thể khí Chương 2: Định luật nhiệt động thứ I Các phương pháp tính nhiệt cơng Chương 3: Định luật nhiệt động thứ II Giáo trình biên soạn sở người học nắm vững kiến thức phần nhiệt môn vật lý phổ thông, nên không sâu vào phần lý luận mà ý nhiều đến phần ứng dụng kỹ thuật, phục vụ cho việc học môn chuyên môn Tài liệu lưu hành nội nhà Trường Trong trình biên soạn khơng tránh khỏi thiếu sót, mong người sử dụng đồng nghiệp đóng góp nhằm làm cho giáo trình ngày hồn thiện Trân trọng cảm ơn./ Bà rịa - Vũng Tàu, tháng năm 2022 Tham gia biên soạn Chủ biên: Ths Phạm Thị Nụ Ths Nguyễn Thị Thùy Trần Thu Hằng Th.S Nguyễn Văn Hòa Ks Phạm Công Quang Trang MỤC LỤC TRANG LỜI GIỚI THIỆU CHƯƠNG 1: MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN VÀ PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA VẬT CHẤT Ở THỂ KHÍ .12 1.1 THÔNG SỐ TRẠNG THÁI 13 1.1.1 Đối tượng nghiên cứu nhiệt động học kỹ thuật 13 1.1.2 Hệ nhiệt động 14 1.1.3 Tính chất thơng số trạng thái 17 1.2 QUÁ TRÌNH NHIỆT ĐỘNG 19 1.2.1 Khái niệm 19 1.2.2 Các loại trình nhiệt động 20 1.3 PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA VẬT CHẤT Ở THỂ KHÍ 21 CHƯƠNG 2: ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG THỨ I CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH NHIỆT VÀ CƠNG 25 2.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH NHIỆT LƯỢNG VÀ CƠNG 26 2.1.1 Nhiệt lượng 26 2.1.2 Nhiệt dung riêng 29 2.1.3 Các phương pháp tính cơng 30 2.2 ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG THỨ I 32 2.2.1 Phát biểu định luật I 32 2.2.2 Các dạng biểu thức định luật nhiệt động I 33 2.2.3 Các trình nhiệt động khí lý tưởng 35 2.2.4 Các trình có thơng số bất biến 36 BÀI TẬP CHƯƠNG 46 CHƯƠNG 3: ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG THỨ II 48 3.1 ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG THỨ II VÀ CÁC LOẠI CHU TRÌNH NHIỆT ĐỘNG 49 3.1.1 Định luật nhiệt động thứ II 49 3.1.2 Chu trình thuận chiều 50 3.1.3 Chu trình ngược chiều 51 3.2 CHU TRÌNH CARNO THUẬN NGHỊCH 52 3.2.1 Chu trình Carno thuận nghịch thuận chiều 52 3.2.2 Chu trình Carno thuận nghịch ngược chiều 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 Trang DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Trang Hình 2.1 Q trình thay đổi trạng thái hệ nhiệt động 33 Hình 2.2 Trạng thái tiến hành trình nhiệt động .34 Hình 2.3 Biểu diễn trình nhiệt động đồ thị công a) đồ thị nhiệt b) 36 Hình 2.4 Đồ thị cơng đồ thị nhiệt q trình đẳng tích .37 Hình 2.5 Đồ thị công đồ thị nhiệt trình đẳng áp .39 Hình 2.6 Đồ thị cơng đồ thị nhiệt q trình đẳng nhiệt 40 Hình 2.7 Đồ thị cơng đồ thị nhiệt q trình đoạn nhiệt .42 Hình 3.1 Biểu diễn chu trình thuận chiều đồ thị cơng nhiệt 50 Hình 3.2 Biểu diễn chu trình ngược chiều đồ thị công nhiệt 51 Hình 3.3 Biểu diễn chu trình Carnot thuận chiều đồ thị công nhiệt 52 Trang DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1 Chỉ số đoạn nhiệt nhiệt dung riêng khí lý tưởng .29 Trang GIÁO TRÌNH MƠN HỌC Tên môn học: NHIỆT KỸ THUẬT Mã mơn học: PETR63004 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học: 3.1 Vị trí: Là môn học thuộc phần môn học sở chương trình đào tạo nghề Vận hành thiết bị chế biến dầu khí, Vận hành thiết bị khai thác dầu khí, Khoan khai thác dầu khí, nghề sửa chữa bơm quạt máy nén hệ trung cấp Môn học dạy trước môn học, mô đun chuyên môn nghề 3.2 Tính chất: Mơn học trang bị kiến thức thơng số trạng thái khí, phương pháp tính nhiệt cơng q trình nhiệt động học có liên quan đến nghề: Vận hành thiết bị chế biến dầu khí, Vận hành thiết bị khai thác dầu khí, Khoan khai thác dầu khí, nghề sửa chữa bơm quạt máy nén hệ trung cấp 3.3 Ý nghĩa vai trị mơn học Mục tiêu mơn học: 4.1 Về kiến thức: A1 Trình bày thơng số trạng thái phương trình trạng thái A2 Trình bày khái niệm Nhiệt, Cơng phương pháp tính tốn A3 Trình bày q trình nhiệt động, nội dung ý nghĩa định luật nhiệt động 4.2 Về kỹ năng: B1 Phân tích Chu trình nhiệt động, chu trình Carno thuận nghịch B2 Giải toán nhiệt động 4.3 Về lực tự chủ trách nhiệm: C1 Rèn luyện tác phong làm việc khoa học cho học sinh, tính kiên nhẫn, chăm khả làm việc theo nhóm C2 Rèn luyện tính nghiêm túc, cẩn trọng trình làm việc Nội dung mơn học: 5.1 Chương trình khung Mã MH/MĐ/HP Tên môn học, mô đun Thời gian đào tạo (giờ) Trong Trang Thi/ Thực Kiểm hành/ Số Tổng Lý tra thí nghiệm/ tín số thuyết tập/ thảo luận LT TH Các môn học chung/ đại cương Giáo dục trị Pháp luật Giáo dục thể chất Giáo dục quốc phòng An ninh Tin học Tiếng Anh An tồn vệ sinh lao động Các mơn học, mô đun chuyên II môn ngành, nghề II.1 Môn học, mô đun kỹ thuật sở MECM52003 Vẽ kỹ thuật - ELEI53011 Điện kỹ thuật AUTM52111 Cơ sở điều khiển q trình PETR52002 Nhiệt kỹ thuật Mơn học, mô đun chuyên môn II.2 ngành, nghề Cơ sở trình thiết bị PETR63004 cơng nghệ hóa học PETR53005 Sản phẩm dầu mỏ PETR56107 Vận hành máy thuỷ khí I PETR64108 Vận hành máy thuỷ khí II Vận hành hệ thống đường ống PETR56109 bể chứa PETR62110 Vận hành thiết bị tách dầu khí PETR53111 Vận hành lò gia nhiệt, thiết bị nhiệt PETR62114 Kỹ thuật phòng thí nghiệm Vận hành phân xưởng chưng cất PETR56115 dầu thô Vận hành phân xưởng chế biến PETR56116 dầu I Vận hành phân xưởng chế biến PETR64117 dầu II Vận hành phân xưởng chế PETR56118 biến khí PETR54219 Thực tập sản xuất PETR66220 Khóa luận tốt nghiệp Tổng Cộng: I COMP64002 COMP62004 COMP62008 COMP64010 COMP63006 FORL66001 SAEN512001 23 2 465 75 30 60 75 75 120 30 183 41 18 36 15 42 26 257 29 10 51 35 58 72 17 2 0 2 0 70 1825 530 1180 36 79 2 165 45 45 45 30 93 15 36 14 28 63 28 29 3 61 1660 437 1117 30 76 45 42 3 45 150 100 42 28 28 106 66 2 14 150 28 106 13 45 75 45 14 21 13 29 50 30 1 145 42 94 6 145 42 94 100 28 66 150 36 108 4 93 195 270 2290 45 28 713 138 230 1437 53 12 87 5.2 Chương trình chi tiết mơn học Trang Thời gian (giờ) Số Tên chương, mục TT Chương Một số khái niệm Tổng Lý Thực Kiểm số thuyết hành tra 11 10 11 11 30 28 phương trình trạng thái vật chất thể khí Chương Định luật nhiệt động thứ Các phương pháp tính nhiệt cơng Chương Định luật nhiệt động thứ Cộng 28 Điều kiện thực môn học: 6.1 Phòng học Lý thuyết/ Thực hành: Đáp ứng phòng học chuẩn 6.2 Trang thiết bị dạy học: Projector, máy vi tính, bảng, phấn 6.3 Học liệu, dụng cụ, mơ hình, phương tiện: Giáo trình, mơ hình học tập,… 6.4 Các điều kiện khác: Người học tìm hiểu thực tế cơng tác xây dựng phương án khắc phục phịng ngừa rủi ro doanh nghiệp Nội dung phương pháp đánh giá: 7.1 Nội dung: - Kiến thức: Đánh giá tất nội dung nêu mục tiêu kiến thức - Kỹ năng: Đánh giá tất nội dung nêu mục tiêu kỹ - Năng lực tự chủ trách nhiệm: Trong trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu trước đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học + Nghiêm túc trình học tập 7.2 Phương pháp: Người học đánh giá tích lũy mơn học sau: Trang 7.2.1 Cách đánh giá - Áp dụng quy chế đào tạo Cao đẳng hệ quy ban hành kèm theo Thông tư số 09/2017/TT-LĐTBXH, ngày 13/3/2017 Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh Xã hội Hướng dẫn thực quy chế đào tạo áp dụng Trường Cao đẳng Dầu khí sau: Điểm đánh giá + Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1) + Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2) + Điểm thi kết thúc môn học Trọng số 40% 60% 7.2.2 Phương pháp đánh giá Phương pháp đánh giá Phương pháp tổ chức Hình thức kiểm tra Chuẩn đầu đánh giá Số cột Thời điểm kiểm tra Thường xuyên Viết/ Tự luận/ A2, B2, Sau 21 Thuyết trình Trắc nghiệm/ C1, C2 Sau 10 Trắc nghiệm/ A3, B1, B2, C1, C2 Báo cáo Sau 30 Trắc nghiệm Sau 30 Báo cáo Định kỳ Viết/ Thuyết trình Kết thúc môn học Viết Tự luận/ A1, B2, C1, C2 A1, A2, A3 B1, B2, C1, C2 7.2.3 Cách tính điểm - Điểm đánh giá thành phần điểm thi kết thúc môn học chấm theo thang điểm 10 (từ đến 10), làm tròn đến chữ số thập phân - Điểm môn học tổng điểm tất điểm đánh giá thành phần môn học nhân với trọng số tương ứng Điểm môn học theo thang điểm 10 làm tròn đến chữ số thập phân, sau quy đổi sang điểm chữ điểm số theo thang điểm theo quy định Bộ Lao động Thương binh Xã hội đào tạo theo tín Hướng dẫn thực mơn học 8.1 Phạm vi, đối tượng áp dụng: Đối tượng Cao đẳng Dầu khí Trang 10 ... THIỆU Giáo trình NHIỆT KỸ THUẬT biên soạn theo chương trình khung nghề Vận hành thiết bị khai thác dầu khí, Vận hành thiết bị chế biến dầu khí, Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí, Sửa chữa thiết bị. .. dụng giáo trình có hiệu Giáo trình ? ?Nhiệt kỹ thuật? ?? tài liệu bắt buộc học viên nghề, Vận hành thiết bị chế biến dầu khí, Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí, Vận hành nhà máy nhiệt điện hệ Cao đẳng... trang bị kiến thức thơng số trạng thái khí, phương pháp tính nhiệt cơng q trình nhiệt động học có liên quan đến nghề: Vận hành thiết bị chế biến dầu khí, Vận hành thiết bị khai thác dầu khí, Khoan