Giáo trình tuốc bin và nhiệt điện part 3 ppt

- 47 - di + CdC - dp - dl = 0 (3-17) Nhỉỵng phỉång trçnh trãn âáy cho ta gii âỉåüc nhiãưu bi toạn thỉûc tãú trong viãûc tênh toạn cạc rnh, cạc äúng phun håi, v.v 3.2- Nhỉỵng âàûc tênh v cạc thäng säú håi ch úu ca dng trong rnh Dng chy mäüt chiãưu trong rnh âỉåüc chia ra dng tàng täúc v dng tàng ạp (gim täúc) Dng tàng täúc l dng trong rnh våïi täúc âäü ca mäi cháút tàng lãn theo hỉåïng dng. Trong pháưn chuøn håi ca mạy túc bin (túc bin håi v khê, mạy nẹn) dng tàng täúc l dng chy trong rnh äúng phun v cạnh âäüng túc bin, trong äúng vo ca chụng v.v dng tàng ạp l dng chy trong rnh hỉåïng v cạ nh âäüng ca mạy nẹn, trong cạc äúng thoạt ca túc bin håi, túc bin khê v mạy nẹn, trong cạc bäü pháûn khúch tạn ca van stop v van âiãưu chènh. Chụ ràòng, trong rnh cạnh âäüng nhỉỵng táưng âàûc biãût dng chy ca håi hay khê cọ thãø l tàng ạp (gim täúc). Nhỉỵng phỉång trçnh cå bn ca dng mäüt chiãưu â trçnh by trong mủc 3.1 cho ta tênh toạn dng chy trong cạc rnh túc bin. Tỉì phỉång trçnh (3.16) tháúy ràòng, våïi dng tàng täúc, vê dủ, trong cạc äúng phun túc bin, dc theo dng chy, cng våïi sỉû tàng täúc âäü ca mäi cháút, entanpi tàng, båíi vç täúc âäü gim. Trong cạc rnh äúng phun, khi entanpi gim, ạp sút dc theo rnh cng gim, tỉï c l mäi cháút (håi) gin nåí v ngỉåüc lải, trong cạc rnh tàng ạp, ạp sút tàng lãn theo hỉåïng dng, tỉïc l mäi cháút bë nẹn. Gi thiãút ràòng, håi chuøn âäüng trong rnh khäng trao âäøi nhiãût våïi mäi trỉåìng bãn ngoi. Tỉì phỉång trçnh (3.16) ta cọ säú gia âäüng nàng khi gin nåí s l : to t ii CC 1 2 0 2 1 2 −= − (3-18) Âäúi våïi quạ trçnh thỉûc : t1o 2 0 2 1 ii 2 CC −= − (3-18’) Trong âọ : [i] = [J/kg] ; [C] = [m/s] Nhỉ váûy l sỉû thay âäøi âäüng nàng ca dng håi do sỉû thay âäøi entanpi quút âënh. Nãúu âäúi våïi “håi l tỉåíng”, cọ thãø viãút cäng thỉïc (3.18a) nhỉ sau : - 48 - )vpvp( 1k k 2 CC t11oo 2 0 2 t1 = (3-19) ọỳi vồùi doỡng thổỷc )( 12 11 2 0 2 1 vpvp k k CC oo = (3-19) Nhổ vỏỷy, khi khọng coù trao õọứi nhióỷt vồùi mọi trổồỡng bón ngoaỡi (doỡng chaớy õoaỷn nhióỷt) sọỳ gia õọỹng nng chố do traỷng thaùi õỏửu vaỡ cuọỳi cuớa hồi xaùc õởnh vaỡ khọng phuỷ thuọỹc vaỡo õởnh luỏỷt thay õọứi caùc tọứn thỏỳt (trong quaù trỗnh giaợn nồớ). Ta seợ xeùt nhổợng trổồỡng hồỹp ổùng duỷng khaùc nhau cuớa caùc phổồng trỗnh õaợ tỗm õổồỹc õóứ tờnh toaùn ọỳng phun theo sồ õọử trón hỗnh Hỗnh.3.5. Giaới phổồng trỗnh (3.18b) ta tỗm õổồỹc. 2 o1o1 C)ii(2C += m/s (3-20) Trong õoù i tờnh theo õồn vở J/kg ; C - tờnh theo õồn vở m/s Nóỳu i tờnh theo õồn vở kJ/kg thỗ: 2 o1o 3 1 C)ii(10.2C += m/s (3-20) Entanpi i o cuớa hồi õổa vaỡo tỗm õổồỹc ngay trón õọử thở i-s (Hỗnh 3.6). Nóỳu entanpi i 1 ồớ cuọỳi quaù trỗnh giaợn nồớ cuợng õaợ cho, thỗ cọng thổùc (3-20a) cho ta tỗm õổồỹc tọỳc õọỹ chuyóứn õọỹng cuớa hồi. Giaớ sổớ chuyóứn õọỹng khọng coù tọứn thỏỳt vaỡ khọng coù trao õọứi nhióỷt vồùi mọi trổồỡng bón ngoaỡi, quaù trỗnh giaợn nồớ cuớa hồi trong ọỳng phun laỡ õúng entrọpi. Bióỳt õổồỹc aùp suỏỳt p 1 cuớa hồi khi ra khoới ọỳng phun, veợ õổồỡng thúng entrọpi a-a trón õọ thở i-s (Hỗnh 3.6), ta tỗm i 1t , vaỡ tờnh õổồỹc tọỳc õọỹ C 1t , (3.20). Nóỳu cỏửn tờnh tióỳt dióỷn ra cuớa ọỳng phun thỗ theo traỷng thaùi hồi ồớ õióứm a, tỗm õổồỹc thóứ tờch rióng v 1t ồớ cuọỳi quaù trỗnh giaợn nồớ, aùp duỷng phổồng trỗnh lión tuỷc, ta coù : p 1 1 p 1 p p C p C C 1 C C Hỗnh 3.5. ọử thở thay õọứi aùp suỏỳt vaỡ tọỳc õọỹ doỹc theo tỏm ọỳng phun a p p h x i i 1 1 t i 1 t v t p 1 s h x i Hỗnh.3.6. Quaù trỗnh giaớn nồớ cuớa hồi trón õọử thi i-s - 49 - t1 t1 1 C v .GF = Trong õoù, G laỡ lổu lổồỹng hồi trong 1 giỏy õaợ cho trổồùc Vồùi doỡng chaớy õúng nhióỷt tióỳt dióỷn beù nhỏỳt cuớa ọỳng phun, cuợng nhổ caùc thọng sọỳ hồi ổùng vồùi tióỳt dióỷn ỏỳy, õóửu truỡng vồùi caùc giaù trở tồùi haỷn, tổùc laỡ, tọỳc õọỹ cuớa doỡng hồi C 1 taỷi tióỳt dióỷn beù nhỏỳt cuớa ọỳng phun õaỷt tồùi tọỳc õọỹ truyóửn ỏm thanh a. *Thọng sọỳ haợm óứ tờnh toaùn doỡng mọỹt chióửu trong caùc raợnh ngổồỡi ta õổa ra khaùi nióỷm vóử caùc thọng sọỳ haợm hoaỡn toaỡn cuớa doỡng taỷi tióỳt dióỷn õang xeùt. Ta bióỳt rũng, sọỳ gia õọỹng nng cuớa doỡng chỏỳt loớng chởu neùn coù daỷng : )vpvp( 1k k 2 CC 11oo 2 0 2 1 = Do õoù , 2 C )vpvp( 1k k 2 C 2 o 11oo 2 1 + = (3-21) Ta thỏỳy rũng, õọỹng nng cuớa doỡng hồi khi ra khoới ọỳng phun do sổỷ thay õọứi caùc thọng sọỳ nhióỷt õọỹng xaùc õởnh vaỡ phuỷ thuọỹc vaỡo õọỹng nng ban õỏửu. Nóỳu õọỹng nng ban õỏửu C o 2 /2 beù vaỡ coù thóứ boớ qua õổồỹc, thỗ tọỳc õọỹ doỡng chaớy chố laỡ haỡm sọỳ cuớa caùc thọng sọỳ nhióỷt õọỹng maỡ thọi. )( 12 11 2 1 vpvp k k C oo = (3-21) Nóỳu khọng thóứ boớ qua õọỹng nng ban õỏửu, thỗ coù thóứ coi rũng, õọỹng nng ỏỳy laỡ kóỳt quaớ giaợn nồớ õúng entrọpi cuớa hồi tổỡ caùc thọng sọỳ aớo o p , o v naỡo õoù vồùi tọỳc õọỹ ban õỏửu bũng khọng (C o = 0) tồùi thọng sọỳ cuớa doỡng p o , v o ồớ trổồùc ọỳng phun vồùi tọỳc õọỹ bũng C o . Noùi mọỹt caùch khaùc, seợ õaỷt õổồỹc thọng sọỳ o p , o v nóỳu õem haợm hoaỡn toaỡn doỡng õang chuyóứn õọỹng vồùi tọỳc õọỹ C o theo quaù trỗnh õúng entrọpi cho õóỳn khi coù tọỳc õọỹ bũng khọng ( C o = 0). Tổỡ õỏỳy, caùc thọng sọỳ o p , o v , o i õổồỹc goỹi laỡ thọng sọỳ haợm õúng entrọpi cuớa doỡng, hay goỹi từt laỡ caùc thọng sọỳ haợm . Ta seợ bióứu thở õọỹng nng ban õỏửu cuớa doỡng qua caùc thọng sọỳ haợm : )vpvp( 1k k 2 C oo o o 2 o = (3-22) Thay vaỡo phổồng trỗnh (3.21), ta coù : )vpvp( 1k k 2 C 11 o o 2 1 = (3-23) hay laỡ - 50 - = k 1k o o 2 1 1vp 1k k 2 C (3-24) Trong õoù : o 1 p p = - Tyớ sọỳ aùp suỏỳt tộnh p 1 trón aùp suỏỳt haợm cuớa doỡng o p Aẽp suỏỳt p o vaỡ p 1 õổồỹc goỹi laỡ aùp suỏỳt tộnh, khaùc vồùi aùp suỏỳt haợm (aùp suỏỳt toaỡn phỏửn). Coù thóứ tỗm thọng sọỳ haợm bũng nhióửu caùch; Nóỳu duỡng giaớn õọử i-s (Hỗnh 3.8) thỗ õỷt õoaỷn thúng entrọpi AA = C o 2 /2 tổỡ õióứm A , ổùng vồùi thọng sọỳ ban õỏửu p o vaỡ t o , ta tỗm õổồỹc ồớ õióứm A caùc thọng sọỳ cuớa doỡng bở haợm o p , o v , o t Nóỳu tờnh toaùn bũng phổồng phaùp giaới tờch, õọỳi vồùi hồi quaù nhióỷt, õóứ xaùc õởnh o p , o v phaới thóm vaỡo phổồng trỗnh (3.22) phổồng trỗnh õúng entrọpi pv k = const, tổùc laỡ p o v o k = o p o v = const. Sau khi bióỳn õọứi ta coù : 1k k oo 2 o o o vkp C 2 1k 1 p p += (3-25) Vaỡ 1k k oo 2 o o o vkp C 2 1k 1 v v += Nóỳu tọỳc õọỹ C o khọng lồùn lừm vaỡ khọng vổồỹt quaù 100 ữ 150m/s, thỗ coù thóứ duỡng cọng thổùc gỏửn õuùng õóứ xaùc õởnh caùc thọng sọỳ haợm : o 2 o oo v2 C pp += o 2 o o o kp2 C vv += (3-26) Tọỳc õọỹ ỏm thanh, tọỳc õọỹ giồùi haỷn. ọỳi vồùi caùc õỷc tờnh cuớa doỡng tọỳc õọỹ ỏm thanh vaỡ tọỳc õọỹ tồùi haỷn coù yù nghộa quan troỹng. Tọỳc õọỹ ỏm thanh laỡ tọỳc õọỹ truyóửn ỏm õổồỹc xaùc õởnh theo caùc thọng sọỳ tộnh cuớa doỡng : i s t t p p A A ' C 2 2 Hỗnh.3.8. Xaùc õởnh thọng sọỳ haợm bũng õọử thở i-s - 51 - a = kRTkpv = (3-27) Coù thóứ bióỳn õọứi cọng thổùc (3.24) dổồùi daỷng : 11 2 1 vp 1k k 2 C + 0 o vp 1k k = (3-28) hay laỡ : 1k a 1k a 2 C 2 o 2 1 2 1 = + õỏy, a 1 - tọỳc õọỹ ỏm thanh vồùi caùc thọng sọỳ hồi p 1 , v 1 ; o a - tọỳc õọỹ ỏm thanh vồùi caùc thọng sọỳ haợm o p , o v , Nóỳu õem chia phổồng trỗnh (3.28) cho 1k v p k 11 ta coù : 11 o o 2 1 vp v p 1 2 1 k M =+ (3-29) Trong õoù : M 1 = C 1 /a 1 - tọỳc õọỹ ỏm thanh cuỷc bọỹ tổồng õọỳi cuớa doỡng. Tyớ sọỳ tọỳc õọỹ naỡy õổồỹc goỹi laỡ sọỳ Max. Trổồỡng hồỹp coù giaợn nồớ õúng entrọpi, coù thóứ vióỳt : k k 1 11 o o vp vp = vaỡ phổồng trỗnh (3.29) coù daỷng : =+ 1 2 1 k M 2 1 k k 1 (3-29) Giaới õúng thổùc naỡy, ta tỗm õổồỹc : M 1 = () k k1 1 1k 2 Nóỳu trong quaù trỗnh giaợn nồớ, tọỳc õọỹ cuớa doỡng õaỷt õổồỹc tọỳc õọỹ ỏm thanh C 1 = a 1 = a * thỗ tọỳc õọỹ ỏỳy õổồỹc goỹi laỡ tọỳc õọỹ tồùi haỷn, vaỡ caùc thọng sọỳ tổồng ổùng - thọng sọỳ tồùi haỷn. Roợ raỡng laỡ vồùi tọỳc õọỹ tồùi haỷn M 1t = 1. Thay giaù trở M 1t vaỡo phổồng trỗnh (3.29), ta tỗm õổồỹc tyớ sọỳ aùp suỏỳt tồùi haỷn. 1k k 1k 2 + = (3-30) ọửng thồỡi tổỡ phổồng trỗnh (3.28) ta tỗm tọỳc õọỹ tồùi haỷn cuớa doỡng 1k a 1k a 2 a 2 o 2 * 2 * = + - 52 - Vaỡ a * = o a o o vp 1k k 2 1k 2 + = + (3-31) * Lổu lổồỹng tồùi haỷn : Ta seợ aùp duỷng phổồng trỗnh lión tuỷc FC 1 = Gv 1 vaỡ thay thóỳ bũng caùc thọỳng sọỳ tồùi haỷn * * * v a F G = Chuù yù rũng, vồùi quaù trỗnh õúng entrọpi k 1 * k 1 * o o * p p v v = = Ta tỗm õổồỹc : )1k(2 1 k o o k 1 * * * 1k 2 v a v a F G + + == Sau khi bióỳn õọứi phổồng trỗnh naỡy, ta coù : 1k 1k o o * 1k 2 v pk F G + + = (3.32) Nóỳu thay caùc giaù trở bũng sọỳ cuớa sọỳ muợ k vaỡo cọng (3.30) vaỡ (3.32) caùc thọng sọỳ tồùi haỷn seợ coù daỷng nhổ trong baớng 3-1. Baớng 3-1 : Caùc thọng sọỳ tồùi haỷn cuớa doỡng khi giaợn nồớ õúng entrọpi. Mọi chỏỳt Sọỳ muợ õúng entrọpi k Tyớ sọỳ aùp suỏỳt tồùi haỷn * Tọỳc õọỹ tồùi haỷn., C * m/s Lổu lổồỹng tồùi haỷn (G/F) * , kg/s.m 2 Khọng khờ 1,4 0,5283 C * = 0,913 o o o vp08,1a = (G/F) * = 0,57 o o va = 0,685 o o vp / Hồi quaù nhióỷt 1,3 0,5457 C * =0,932 o o o vp064,1a = (G/F) * = 0,585 o o va = 0,667 o o v/p Hồi baớo hoỡa khọ 1,135 0,5774 C * = ,967 o o o vp032,1a = (G/F) * = 0,598 o o va = 0,635 o o v/p - 53 - Caùc thổù nguyón duỡng ồớ õỏy nhổ sau : o p - N/m 2 ( 1bar = 10 5 N/m 2 ) ; o v - m 3 /kg ; o a - m/s ; F - m 2 vaỡ G - kg ; * Sổỷ thay õọứi caùc thọng sọỳ vaỡ tióỳt dióỷn ngang cuớa raợnh. Ta seợ xem xeùt caùc thọng sọỳ vaỡ tióỳt dióỷn ngang cuớa raợnh thay õọứi nhổ thóỳ naỡo. Chỏỳp nhỏỷn bióỳn sọỳ ồớ õỏy laỡ õọỹ giaợn nồớ, tổùc laỡ = p 1 / o p Bióỳn õọứi phổồng trỗnh (3.24) theo daỷng sau õỏy : )1( 1k 2 aC k 1k o t1 = () k k k k a 1 * 1 1 1 . + = (3-33) Nóỳu chia 2 vóỳ cuớa õúng thổùc trón cho tọỳc õọỹ tồùi haỷn a * , ta õổồỹc bióứu thổùc : + == k k t k k a C 1 * 1 1 1 1 (3.34) où laỡ sổỷ phuỷ thuọỹc cuớa tọỳc õọỹ khọng thổù nguyón (tờnh theo mọỹt phỏửn cuớa tọỳc õọỹ tồùi haỷn) vaỡo õọỹ giaợn nồớ . Nóỳu hồi giaợn nồớ tồùi chỏn khọng tuyóỷt õọỳi ( = 0), tọỳc õọỹ cổỷc õaỷi seợ bũng: 1k 1k max + = ọỳi vồùi hồi quaù nhióỷt k = 1,3 , max = 2,77 aùp duỷng phổồng trỗnh lión tuỷc õọỳi vồùi bỏỳt kyỡ naỡo ta coù thóứ tỗm õổồỹc bióứu thổùc : === + k 1k k 2 o o k 1 o 1 1 1 1k 2 v a v C v C F G = + k 1k k 2 o o v p 1k k2 (3-35) Mọỹt thọng sọỳ khọng thổù nguyón quan troỹng nổợa laỡ lổu lổồỹng quy dỏựn. Lổu lổồỹng quy dỏựn hay lổu lổồỹng tổồng õọỳi laỡ tyớ sọỳ cuớa lổu lổồỹng troỹng lổồỹng õi qua õồn vở dióỷn tờch G/F cuớa tióỳt dióỷn õang xeùt trón lổu lổồỹng troỹng lổồỹng õi qua õồn vở dióỷn tờch G * /F cuớa tióỳt dióỷn ỏỳy vồùi caùc thọng sọỳ tồùi haỷn, tổùc laỡ q = ** G G G F . F G = Hay laỡ, sau khi thay thóỳ giaù trở cuớa F G vaỡ F G * Ta coù q = + = + + k 1k k 2 k1 k1 * 1k 2 1k 2 G G (3-36) - 54 - Vồùi lổu lổồỹng õaợ cho, quan saùt sổỷ thay õọứi dióỷn tờch cuớa tióỳt dióỷn ngang õổồỹc bióứu thở bũng mọỹt phỏửn cuớa dióỷn tờch tồùi haỷn F * , tổùc laỡ f = F/F * thỗ thỏỳy rũng f laỡ õaỷi lổồỹng nghởch õaớo cuớa lổu lổồỹng quy dỏựn q * vaỡ bũng : f = + = + k 1k k 2 k1 k1 * 2 1k 1k 2 F F (3-37) Caùc quan hóỷ phuỷ thuọỹc trón õổồỹc dióựn õaỷt trón õọử thở hỗnh Hỗnh 3.9. ọử thở naỡy cho ta thỏỳy rũng, õỷc tờnh cuớa doỡng chỏỳt loớng chởu neùn õổồỹc chia ra laỡm hai vuỡng : vuỡng doỡng chaớy dổồùi ỏm trong phaỷm vi thay õọứi tổỡ 1 õóỳn * , vuỡng trón ỏm trong phaỷm vi thay õọứi tổỡ * õóỳn 0. Trong vuỡng dổồùi ỏm tióỳt dióỷn cuớa raợnh seợ giaớm khi hồi giaợn nồớ. Trong vuỡng trón ỏm khi doỡng hồi tng tọỳc õoỡi hoới phaới mồớ rọỹng dỏựn tióỳt dióỷn cuớa raợnh. Vồùi chuyóứn õọỹng õúng entrọpi tióỳt dióỷn beù nhỏỳt cuớa raợnh ổùng vồùi traỷng thaùi tồùi haỷn, tổùc laỡ khi tọỳc õọỹ cuớa doỡng chaớy C 1 = a hay laỡ = 1. óứ dóự thỏỳy nguyón nhỏn phaới giaớm tióỳt dióỷn ngang f ồớ vuỡng dổồùi ỏm vaỡ phaới tng ồớ vuỡng trón ỏm, ta duỡng phổồng trỗnh lión tuỷc dổồùi daỷng vi phỏn (3.7) C dC v dv F dF = vuỡng dổồùi ỏm C dC > v dv do õoù F dF < 0 tổùc laỡ, tióỳt dióỷn ngang phaới giaớm (raợnh nhoớ dỏửn). vuỡng trón ỏm C dC > v dv vaỡ F dF > 0 nghộa laỡ gia sọỳ cuớa thóứ tờch hồi trong quaù trỗnh giaợn nồớ bừt õỏửu trọỹi hồn gia sọỳ tọỳc õọỹ vaỡ tióỳt dióỷn ngang cuớa doỡng tng lón (raợnh to dỏửn). Cọng thổùc (3.35) cuợng coù thóứ duỡng õóứ tỗm quan hóỷ phuỷ thuọỹc vaỡo aùp suỏỳt sau ọỳng phun cuớa lổu lổồỹng hồi õi qua ọỳng phun nhoớ dỏửn vồùi tióỳt dióỷn ra F khọng õọứi. 1 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 0,90,80,70,60,50,40,30,20,1 0 f a a * f * a a * Hỗnh 3.9 Sổỷ thay õọứi caùc thọng sọỳ hồi, tọỳc õọỹ cuớa doỡng vaỡ tióỳt dióỷn tổồng õọỳi cuớa ọỳng phun theo õọỹ giaợn nồợ (k=1,3) - 55 - ổồỡng cung tổồng ổùng Oab õổồỹc thóứ hióỷn trón õọử thở hỗnh Hỗnh.3.10. Nhaùnh õổồỡng cong ab õaợ õổồỹc thổỷc nghióỷm kióứm chổùng. Nhổng bừt õỏửu tổỡ tyớ sọỳ aùp suỏỳt * thổỷc tóỳ laỡ lổu lổồỹng hồi giổợ khọng õọứi vaỡ bũng lổu lổồỹng tồùi haỷn ( G = G * ). Sổỷ khaùc nhau giổợa lổu lổồỹng hồi thổỷc vaỡ lổu lổồỹng tờnh theo cọng thổùc (3.35) cho ta thỏỳy rũng trong vuỡng * = 0,546 õóỳn = 0 khọng thóứ ổùng duỷng phổồng trỗnh lión tuỷc õổồỹc, trong khi vỏựn coi tióỳt dióỷn ồớ õỏửu ra cuớa ọỳng phun laỡ khọng õọứi. Quaớ vỏỷy, trón cồ sồớ cuớa phổồng trỗnh lión tuỷc cọng thổùc (3.35) seợ õuùng, nóỳu vồùi caùc thọng sọỳ ban õỏửu õaợ cho, aùp suỏỳt ồớ tióỳt dióỷn ra cuớa ọỳng phun bũng aùp suỏỳt p 1 , tổồng ổùng vồùi tyớ sọỳ aùp suỏỳt 1 . Ta seợ xem trong tỗnh huọỳng naỡo thỗ coù thóứ thổỷc hióỷn õổồỹc õióửu kióỷn ỏỳy. Bióỳt rũng, sổỷ lan truyóửn aùp suỏỳt trong mọi chỏỳt õaỡn họửi dióựn ra vồùi tọỳc õọỹ ỏm thanh a. Nóỳu doỡng hồi thoaùt ra khoới mióỷng ọỳng phun vồùi tọỳc õọỹ C 1 thỗ tọỳc õọỹ lan truyóửn aùp suỏỳt theo hổồùng ngổồỹc chióửu vồùi doỡng hồi seợ laỡ a 1 - C 1 . Cho nón sổỷ lan truyóửn aùp suỏỳt ngổồỹc doỡng chố coù thóứ xaớy ra trong trổồỡng hồỹp C 1 < a 1 . Tổỡ luùc, khi C 1 õaỷt õổồỹc tọỳc õọỹ ỏm thanh, tổùc laỡ C 1 = a * , traỷng thaùi hồi ồớ tióỳt dióỷn bỏỳt kyỡ cuớa ọỳng phun nhoớ dỏửn seợ khọng coỡn phuỷ thuọỹc vaỡo traỷng thaùi hồi sau ọỳng phun nổợa. Sổỷ giaợn nồớ cuớa hồi tổỡ aùp suỏỳt tồùi haỷn p * õóỳn aùp suỏỳt p 1 < p * seợ xaớy ra sau ọỳng phun, õọửng thồỡi vồùi moỹi giaù trở cuớa p 1 < p * taỷi tióỳt dióỷn cuớa ọỳng phun aùp suỏỳt p * vaỡ lổu lổồỹng hồi giổợ khọng õọứi vaỡ bũng lổu lổồỹng tồùi haỷn G * . Nhổ vỏỷy, khi xaùc õởnh lổu lổồỹng hồi õi qua ọỳng phun nhoớ dỏửn chố coù thóứ duỡng cọng thổùc (3.35) trong phaỷm vi thay õọứi tổỡ õóỳn * . Coù thóứ thay õọứi cọng thổùc (3.36) bũng cọng thổùc gỏửn õuùng trón cồ sồớ cho rũng õổồỡng ab (H 3.10) laỡ cung enlip. Ta coù q = 2 * * 2 *o *1 * )1(21 1 1 pp pp 1 G G = = (3.38) G = 1 , 0 0 b a G = p 1 p o = 0,546 * Hỗnh 3.10 ọử thở vóử sổỷ thay õọứi lổu lổồỹng hồi tuỡy thuọỹc vaỡo tyớ sọỳ aùp suỏỳt - 56 - Trong ráút nhiãưu trỉåìng håüp tênh toạn thỉûc tãú cäng thỉïc (3.38) â cho ta kãút qu khạ chênh xạc. Trong thỉûc tãú, nhỉ thê nghiãûm â chỉïng minh, lỉu lỉåüng håi tåïi hản khäng bàòng lỉu lỉåüng håi tênh toạn theo quạ trçnh l tỉåíng, âàóng entropi. T säú ca lỉu lỉåüng thỉûc tãú trãn lỉu lỉåüng l thuút gi l hãû säú lỉu lỉåüng µ µ = t* * G G V G * = µG *t = µG * o o 1k 1k v p 1k 2 k − + ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + (3-39) Âäúi våïi håi quạ nhiãût µ = 0,97 ÷ 0,95, tỉïc l bẹ hån 3 ÷5% so våïi khi tênh toạn theo cäng thỉïc G = 0,667F * q o o v p Trong chuøn âäüng ca håi bo ha nãúu trảng thại håi ban âáưu gáưn våïi âỉåìng cong giåïi hản trãn, theo kãút qu ca nhiãưu thê nghiãûm, lỉu lỉåüng håi tåïi hản qua äúng phun s låïn hån lỉu lỉåüng håi tênh toạn theo cäng thỉïc G = 0,635F * q o o v p Mỉïc tàng áúy cọ thãø âảt tåïi gáưn 2 ÷ 5 % v Stodola â gii thêch ràòng âọ l do sỉû quạ lảnh ca håi khi gin nåí trong äúng phun. Qu váûy, khi håi chuøn âäüng våïi trảng thại quạ nhiãût nhẻ v bo ha, quạ trçnh tảo thnh git nỉåïc v trao âäøi nhiãût trong häùn håüp håi khä v phán tỉí nỉåïc chỉa âỉåüc hon thiãûn, vç thåìi gian m dng âi qua âoản nh dáưn ca äúng phun l quạ ngàõn. Cho nãn, thỉûc cháút åí miãûng ra ca äúng phun cọ âäü áøm bẹ hån so våïi quạ trçnh chy l thuút. Nhiãưu thê nghiãûm â chỉïng minh ràòng, sỉû tảo thnh git nỉåïc khi håi bo ha gin nåí thỉåìng xy ra sau giåïi hản äúng phun v phán phäúi khäng âãưu theo tiãút diãûn dng chy, cho nãn lỉu lỉåüng håi bo ha thỉûc tãú låïn hån håi âỉåüc tênh theo cäng thỉïc åí trãn âäúi våïi håi bo ha. Hãû säú lỉu lỉåüng trong chuøn âäüng ca håi bo ha cọ thãø láúy gáưn bàòng µ =1,02 ÷ 1,05. 3.3- Cạc täøn tháút nàng lỉåüng trong dng chy thỉûc Trong dng thỉûc bao giåì cng cọ täøn tháút. Nhỉng täøn tháút ny phủ thüc vo hçnh dạng ca rnh hồûûc dy cạnh, vo cạc thäng säú mäi cháút v mäüt säú úu täú khạc. [...]... i o − i1 2 2 (3- 41) Láúy hiãûu säú ca (3. 40) v (3. 41) ta cọ: ∆h C = C12t − C12 = i o − i1t 2 (3. 42) Âọ l täøn tháút trong dy äúng phun lm cho entanpi åí âáưu ra khi dy cạnh tàng lãn (i1 > i1t) Âãø so sạnh dng thỉûc våïi dng l thuút ta dng khại niãûm vãư hãû säú täúc âäü ϕ Täúc âäü trung bçnh ca dng thỉûc cọ thãø biãøu thë bàòng : (3. 43) C1 = ϕ C1t Trong âọ ϕ < 1 Thay cạc âải lỉåüng vo (3. 42), ta cọ... − ϕ 2 ) = ⎜ h o + o ⎟(1 − ϕ 2 ) ⎜ϕ ⎟ ⎜ 2 2 ⎟ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ (3. 44) Cng cọ thãø dng täøn tháút nàng lỉåüng : ζC = hay l : ∆h C 2 C 1t 2 ⎛C =1−⎜ 1 ⎜C ⎝ 1t ⎞ ⎟ ⎟ ⎠ 2 ⎛ C2 ⎞ ∆h C = ζ C ⎜ h o + o ⎟ ⎜ 2 ⎟ ⎝ ⎠ Sỉû liãn hãû giỉỵa hãû säú täúc âäü v hãû säú täøn tháút nhỉ sau : ζC = 1 - ϕ2 ϕ = 1 − ζC (3. 45) (3. 46) (3. 47) (3. 48) - 58 - h∗ Hiãûu säú ηC = 1 - ζC (3. 49) l hiãûu sút ca dng Nhỉỵng hãû säú â liãût kã thỉåìng... (3- 54) - 62 - Phỉång trçnh ny liãn hãû chàût ch lỉu lỉåüng håi âi qua äúng phun nh dáưn våïi ạp sút tỉång âäúi ban âáưu εo v cúi ε1 Trãn âäư thë hçnh Hçnh 3. 14 l lỉåïi lỉu lỉåüng phn ạnh quan hãû áúy Phỉång trçnh (3. 54) chè âụng trong vng thay âäøi ε1 tỉì ε1 = εoε* âãún ε1 = εo εo= 0,1 1,0 q o= 0,9 0,8 0,9 G Go 0,8 0,7 0,7 0,6 0,6 0,5 0,5 0,4 0,4 0 ,3 0 ,3 0,2 0,1 0,2 εo= 0,1 ε1 , εo 0 0 0,1 0,2 0 ,3. .. tỉång âäúi phi âỉåüc xạc âënh trỉûc tiãúp theo (3. 51) v âäúi våïi håi quạ nhiãût : p G* = on = Go po To Ton (3. 53) Trong âọ, To v Ton - nhiãût âäü tuût âäúi ca håi Nãúu giỉỵ ạp sút pon = const, thay âäøi ạp sút åí âáưu ra ca âoản äúng dáùn håi ( vê dủ, âọng båït van B), thç quạ trçnh thay âäøi lỉu lỉåüng håi âỉåüc thãø hiãûn bàòng âỉåìng ABC ( Hçnh .3. 13) , thãm vo âọ t säú ạp sút tåïi hản s âảt âỉåüc... phỉång trçnh âäüng lỉåüng (3. 13) , nãúu biãút lỉûc cn dng S Phỉång trçnh bo ton nàng lỉåüng (3. 16) thç cọ thãø sỉí dủng cho trỉåìng håüp cọ v khäng cọ täøn tháút Âäúi våïi dng l tỉåíng, khi khäng cọ trao âäøi nhiãût våïi mäi trỉåìng bãn ngoi, nàng lỉåüng ca håi gin nåí åí âáưu ra khi äúng phun s l : 2 C 1t C 2 = o + i o − i 1t 2 2 (3- 40) (k hiãûu cạc entanpi â dáùn trãn hçnh Hçnh 3. 6 Trong quạ trçnh thỉûc... trçnh, tỉïc l phủ thüc vo cạc täøn tháút trong âọ Qu váûy, tỉì hçnh H 3. 11, täúc âäü tåïi hản s âảt âỉåüc våïi p1 khạc nhau, ty thüc vo âỉåìng thay âäøi trảng thại Âäúi våïi trỉåìng håüp l tỉåíng k ⎛ 2 ⎞ k −1 ε* = ⎜ ⎟ ⎝ k + 1⎠ Cn t säú ạp sút thỉûc ε*r < ε* , trong âọ täúc âäü ca dng bàòng täúc âäü tåïi hản cọ thãø tçm tỉì (3. 24) v (3. 31): ⎛ k −1 1 ε*r = ⎜1 − ⎜ k +1 1−ζ ⎝ k ⎞ k −1 ⎟ ⎟ ⎠ Âäưng thåìi, t... dáưn khi chãú âäü lm viãûc khạc nhiãưu våïi sỉû lm viãûc ca äúng phun nh dáưn Thäng thỉåìng khi tênh toạn ngỉåìi ta xạc âënh kêch thỉåïc ca tiãút diãûn bẹ nháút v tiãút diãûn ra ca äúng phun {xem (3. 35) v (3. 37)} Cạc tiãút diãûn trung gian s thỉûc hiãûn, sao cho diãûn têch ngang ca äúng phun thay âäøi âãưu âàûn dc tám äúng phun v dãù gia cäng Thỉåìng hay gàûp äúng phun cọ tám cán xỉïng hồûc äúng phun... gin: sin θ = a 1 = C1 M ÅÍ âáy, M - säú Max b Xẹt dng chy ca håi trong äúng phun phàóng to dáưn (Hçnh 3. 17) Trong âiãưu kiãûn tênh toạn khi a c håi gin nåí âàóng entropi âỉåìng cong b ε biãøu thë sỉû gim dáưn ạp sút dc tám äúng phun v cọ thãø tênh âỉåüc tỉì H 3. 17 Âäư thë quạ trçnh gin nåí phỉång trçnh (3. 35) Âải lỉåüng ε1 trong äúng phun to dáưn ỉïng våïi ạp sút tênh toạn åí âáưu ra äúng phun Gi sỉí ạp... trong vng ACA1 ạp sút giỉỵ khäng âäøi v bàòng ε1, trong vng 2 l ạp sút ca mäi trỉåìng xung quanh - 65 - A B E ε11 1 ε1 C D D1 A1 2 2 p1 < p 2 C1 3 ε11 1 ε1 C B p3 > p 2 2 3 2 B1 b) A1 2 4 2 2 L1 B1 E1 a) A A 2 L 4 2 5 2 B C A1 B1 c) A A A1 d) A1 e) Hçnh .3. 18 Så âäư cạc phäø ca dng trong äúng phun to dáưn våïi màût càõt thàóng Khi tåïi giåïi hản ngoi ca dng cạc âỉåìng âàóng ạp BD, C1E v B1D1, C1E1... Go 0,7 0,6 0,5 0,4 0 ,3 0,2 o 0,1 ε1 , εo 0 0 0,1 0,2 0 ,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 εa= 0,8 ε = 1,0 1 Hçnh 3. 19 Lỉåïi lỉu lỉåüng cho äúng phun to dáưn (våïi ạp sút ny s âảt âỉåüc lỉu lỉåüng tåïi hản) phủ thüc vo âäü loe ca äúng phun, tỉïc l f = F1/F* v cọ thãø tçm âỉåüc theo cäng thỉïc : ⎛1⎞ εa = o,546÷0,454 1 − ⎜ ⎟ ⎝f⎠ 2 Khi f = 1, ỉïng våïi äúng phun nh dáưn, εa = ε* = 0,546 (3- 55) - 67 - Nãúu âäưng . 1k 1k o o * 1k 2 v pk F G + + = (3. 32) Nóỳu thay caùc giaù trở bũng sọỳ cuớa sọỳ muợ k vaỡo cọng (3. 30) vaỡ (3. 32) caùc thọng sọỳ tồùi haỷn seợ coù daỷng nhổ trong baớng 3- 1. Baớng 3- 1 : Caùc thọng sọỳ. )vpvp( 1k k 2 C oo o o 2 o = (3- 22) Thay vaỡo phổồng trỗnh (3. 21), ta coù : )vpvp( 1k k 2 C 11 o o 2 1 = (3- 23) hay laỡ - 50 - = k 1k o o 2 1 1vp 1k k 2 C (3- 24) Trong õoù. thóứ duỡng cọng thổùc (3. 35) trong phaỷm vi thay õọứi tổỡ õóỳn * . Coù thóứ thay õọứi cọng thổùc (3. 36) bũng cọng thổùc gỏửn õuùng trón cồ sồớ cho rũng õổồỡng ab (H 3. 10) laỡ cung enlip.