Giáo trình hình thành hệ thống ứng dụng cấu tạo giữa đường kính và thời gian đồ thị quan hệ p5 potx

52 Đồ thị gồm các đờng : Đờng đẳng áp (p=const) trong vùng hơi ẩm là các đờng thẳng nghiêng đi lên, trùng với đờng đẳng nhiệt tơng ứng; trong vùng hơi quá nhiệt là các đờng cong lõm đi lên. Đờng đẳng nhiệt trong vùng hơi ẩm trùng với đờng đẳng áp, là những đờng thẳng nghiêng đi lên, trong vùng hơi quá nhiệt là những đờng cong lồi đi lên và càng xa đờng x = 1 thì càng gần nh song song với trục hoành. Đờng đẳng tích dốc hơn đờng đẳng áp một ít. Đờng độ khô x = const là chùm đờng cong xuất phát từ điểm K đi xuống phía dới. 5.4. các quá trình nhiệt động của hơi nớc 5.4.1. Quá trình đẳng tích v= const Quá trình đẳng tích của hơi nớc đợc biễu diễn bằng đờng 1-2 trên đồ thị i-s hình 5.4. Trạng thái đầu đợc biểu diễn bằng điểm 1, là giao điểm của đờng p 1 = const với đờng t 1 = const. Các thông số còn lại i 1 , s 1 , v 1 đợc xác định bằng cách đọc các đờng i, s và v đi qua điểm 1. Trạng thái cuối đợc biễu diễn bằng điểm 2, đợc xác định bằng giao điểm của đờng v 2 = v 1 = const và đờng p 2 = const, từ đó xác định các thông số khác nh đối với điểm 1 - Công của quá trình: dl = pdv = 0 vì dv = 0, hay: l = 0 (5-7) - Biến thiên nội năng: u = (i 2 - p 2 v 2 ) (i 1 p 1 v 1 ) u = i 2 i 1 v(p 2 p 1 ) (5-8) - Nhiệt lợng trao đổi trong quá trình: q = u + 1 = u (5 -9) 5.4.2. Quá trình đẳng áp 53 Quá trình đẳng áp của hơi nớc đợc biểu diễn bằng đờng 1-2 trên đồ thị i s hình 5.5. Trạng thái đầu đợc biễu diễn bằng điểm 1, là giao điểm của đờng p 1 = const với đờng t 1 = const. Các thông số còn lại i 1 , s 1 , v 1 đợc xác định bằng cách đọc các đờng i, s và v đi qua điểm 1. Trạng thái cuối đợc biểu diễn bằng điểm 2, đợc xác định bằng giao điểm của đờng p 2 = p 1 = const với đờng x 2 = const, từ đó xác định các thông số khác nh đối với điểm 1. - Công của quá trình: == 2 1 V V 12 vvppdv1 )( (5-10) - Biến thiên nội năng: u = i 2 i 1 p (v 2 v 1 ) (5-11) - Nhiệt lợng trao đổi: q= u + 1 = i 2 - 1 1 (5-12) 5.4.3. Quá trình đẳng nhiệt Quá trình đẳng nhiệt của hơi nớc đợc biểu diễn bằng đờng 1-2 trên đồ thị i-s hình 5.6. Trạng thái đầu đợc biểu diễn bằng điểm 1, là giao điểm của đờng t 1 và x 1 . Các thông số còn lại v 1 , i 1 ,s 1 đợc xác định bằng cách đọc các đờng v, i, s đi qua điểm 1. Trạng thái cuối đợc biễu diễn bằng điểm 2, là giao điểm của đờng p 2 với đờng t 2 = t 1 = const, từ đó xác định các thông số khác nh đối với điểm 1. - Biến thiên nội năng: u = i 2 i 1 (p 2 v 2 p 1 v 1 ) (5- 13) - Nhiệt lợng trao đổi trong quá trình: == 2 1 s s 12 ssTTdsq )( (5-14) - Công của quá trình: 1= q -u (5-15) 5.4.4. Quá trình đoạn nhiệt Quá trình đoạn nhiệt của hơi nớc đợc biễu diễn bằng đờng 1-2 trên đồ thị i-s hình 5-7. Trong quá trình này, dq = 0 nếu ds = 0. Trên đồ thị T-s và i-s quá trình đoạn nhiệt là một đoạn thẳng song song với trục tung có s = const. - Nhiệt lợng trao đổi : dq = 0 hay q = 0, do đó: 0== T dq ds (5-16) - Công và biến thiên nội năng: 1= u = i 2 - i 1 (p 2 v 2 - p 1 v 1 ) (5- 17) 54 84 Ch−¬ng 5: C¸C lo¹i g−¬ng ph¶n x¹ Âãø táûp trung nàng lỉåüng bỉïc xả chiãúu tåïi màût thu F t , nhàòm náng cao nhiãût âäü ca F t v mäi cháút tiãúp xục nọ, ngỉåìi ta dng thãm cạc gỉång phn xả. Gỉång phn xả l cạc bãư màût nhàơn bọng, coi l váût âủc D = 0, cọ hãû säú háúp thủ A bẹ, v hãû säú phn xả R = (1-A) låïn. Gỉång phn xả cọ thãø cọ dảng phàóng, cän, nọn, parabol trủ hồûc parabol trn xoay. Gỉång phn xả thỉåìng âỉåüc chãú tảo bàòng màût kim loải bọng nhỉ inox, nhäm, tän âạnh bọng, hồûc kênh hay plastic cọ trạng bảc. Âàûc trỉng ca mäüt gỉång phn xả bao gäưm: - Cạc thäng säú hçnh hc v kãút cáúu. - Âäü phn xả R, âiãưu kiãûn âãí màût thu cọ thãø hỉïng ton bäü phn xả tỉì gỉång. - Âäü táûp trung nàng lỉåüng bỉï c xả (kê hiãûu l k). Âäü táûp trung nàng lỉåüng bỉïc xả k : -Âënh nghéa: Âäü táûp trung nàng lỉåüng bỉïc xả k ca mäüt hãû gỉång phn xả v màût thu, l tè säú ca cỉåìng âäü bỉïc xả tåïi màût thu F t trãn cỉåìng âäü bỉïc xả tåïi màût hỉïng nàõng: k = E E t Cỉåìng âäü bỉïc xả tåïi màût hỉïng nàõng E thỉåìng l cỉåìng âäü bỉïc xả tåïi màût âáút nåi âàût thiãút bë, tỉïc l cỉåìng âäü bỉïc xả lục tråìi nàõng bçnh thỉåìng, chỉa cọ gỉång phn xả. -Láûp cäng thỉïc tênh k: cho mäüt hãû gäưm màût thu F t âàût vng gọc våïi tia nàõng, xung quanh cọ gỉång phn xả våïi hãû säú phn xả R, D = 0 v màût hỉïng nàõng diãûn têch F h , màût F h thỉåìng cng vng gọc våïi tia nàõng (hçnh 5.1). Gi thiãút cạc gỉång âàût sao cho ton bäü cạc tia phn xả tỉì gỉång âỉåüc chiãúu hãút lãn màût thu F t . Khi âọ, cäng sút bỉïc xả chiãúu âãún F t l: Q t = E. F t + E.( F h - F t ).R =E.(1 - R). F t + E.R.F h Cỉåìng âäü bỉïc xả âãún F t l: E t = Q t /F t = E.(1 - R) + E.R. F h / F t Do âọ, k = E t /E = 1 - R + R. F h / F t = 1 + R.( F h / F t - 1). Nãúu coi R ≈ 1 thç k ≈ F h /F t . R Fh Ft E R Hçnh 5.1 Hãû gỉång v màût thu 85 5.1. Gổồng phúng Xeùt gổồng phúng BC coù hóỷ sọỳ phaớn xaỷ R, õỷt nghióng goùc so vồùi mỷt thu AB. Dổỷa vaỡo õởnh luỏỷt phaớn xaỷ aùnh saùng i 1 = i 2 , coù thóứ tỗm õổồỹc õióửu kióỷn õóứ toaỡn bọỹ phaớn xaỷ tổỡ gổồng BC chióỳu hóỳt lón mỷt AB õỷt vuọng goùc vồùi tia nừng laỡ: = arcsin a ba 2 + Vỗ sin < 1 nón phaới coù b < a vaỡ 4 < < 2 . Khi õoù chióửu rọỹng gổồng bũng: f = ba a b b = 2 cos Vaỡ õọỹ tỏỷp trung nng lổồỹng k = 1 + R.(b/a). Do õoù, nóỳu duỡng mọỹt gổồng phúng thỗ 1<k<2, nóỳu duỡng bọỳn gổồng phúng cuỡng phaớn xaỷ lón mọỹt mỷt thu hỗnh vuọng thỗ coù 1<k<5. Hỗnh 5.3, 5.4 giồùi thióỷu sồ õọử 1 nhaỡ maùy õióỷn mỷt trồỡi, trong õoù duỡng hóỷ thọỳng gổồng phúng, õổồỹc õióửu khióứn bũng maùy tờnh, tỏỷp trung nng lổồỹng vaỡo mọỹt loỡ hồi õỷt trón cao, trong 1 lọửng kờnh, õóứ cỏỳp hồi cho 1 turbine phaùt õióỷn. C i 1 i 2 f A aB b R Hỗnh 5.2. Mọ taớ quan hóỷ (, a, b) Hỗnh 5.3. Sồ õọử nhaỡ maùy õióỷn mỷt trồỡi duỡng hóỷ gổồng phaớn xaỷ. 86 Hỗnh 5.4. Nhaỡ maùy õióỷn mỷt trồỡi duỡng hóỷ gổồng phaớn xaỷ. 5.3. Gổồng noùn 5.3.1. Gổồng noùn cuỷt Gổồng noùn cuỷt thổồỡng duỡng õóứ phaớn xaỷ lón mỷt thu phúng õỷt taỷi õaùy noùn, luọn õổồỹc quay õóứ vuọng goùc vồùi tia nừng. ióửu kióỷn õóứ 100% phaớn xaỷ tổỡ gổồng õóỳn mỷt thu laỡ: = arcsin t th R RR 4 + Khi õoù R h < 3R t vaỡ õọỹ tỏỷp trung bũng: k = 1+ R () [] 122111 2 += CosR F F t h Vỗ 4 < < 2 nón khi duỡng gổồng noùn cuỷt thỗ 1< k < 9. ổồỡng sinh cuớa noùn cuỷt tờnh theo: f = () ht h th th RR R RR RR = 3 2 cos vồùi R h < 3R t . RR R t R h Hỗnh 5.5. Quan hóỷ (, R h , R t ) 87 5.3.2. Gỉång nọn Gỉång nọn âỉåüc dng âãø phn xả lãn màût thu hçnh äúng trủ âàût tải trủc nọn. Ty theo gọc âènh nọn nh hån, bàòng hồûc låïn hån 45 0 , chiãưu cao H ca äúng thu bỉïc xả hçnh trủ cọ thãø nh hån, bàòng hồûc låïn hån chiãưu cao h ca nọn, nhỉ mä t trãn hçnh 5.6. Chiãưu cao H thêch håüp ca äúng thu, cho phẹp nháûn ton bäü phn xả tỉì gỉång nọn cọ chiãưu cao h, gọc âènh γ l: H = ( ) γ 2 1 2 tg h + våïi tgγ = h r Nãúu chn gỉång nọn cao h, bạn kênh r, thç chiãưu cao màût thu hçnh trủ l: ( ) 22 2 1 rh h H += Khi r < h tỉïc l γ < 45 0 thç H < h Khi r = h tỉïc l γ = 45 0 thç H = h Khi r > h tỉïc l γ > 45 0 thç H > h Âäü táûp trung nàng lỉåüng ca gỉång nọn l: k = 1+ R ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ −+= ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ −+= ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ − 1 2 1111 2 22 γ Cos dh r R dH r R F F t h ⇒ () ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − + += 1 2 1 22 2 hrd hr Rk Nãúu gi t = tg h r = γ thç ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ + += 1 1 2 1 2 t t d r Rk r h H R γ 0 < γ < π/4 r H= h R γ γ = π /4 H r h R π /4 < γ < π/2 Hçnh 5.6. Gỉång nọn våïi màût thu hçnh äúng trủ 88 Suy ra k max = k (t = 1) = += 11 d r Rk , õaỷt õổồỹc khi choỹn r = h hay = 45 0 , khi R = 1 thỗ k max = d r . Khi tng r vaỡ giaớm d, õọỹ tỏỷp trung k seợ khaù lồùn. 5.4. Gổồng Parabol 5.4.1. Gổồng Paraol troỡn xoay Xeùt gổồng parabol troỡn xoay do õổồỡng parabol y = f x 4 2 quay quanh truỷc y taỷo ra. Khi quay truỷc gổồng theo hổồùng tia nừng, thỗ taỷi gỏửn tióu õióứm F ta thu õổồỹc aớnh cuớa mỷt trồỡi, laỡ mọỹt õộa saùng troỡn coù õổồỡng kờnh d õổồỹc xaùc õởnh theo hóỷ phổồng trỗnh: =+ = fpb b p D d 111 Giaới hóỷ trón tỗm õổồỹc d vaỡ p seợ õổồỹc: fff b d fb Df d 2 100093,0 === = . f fb b p = , tổùc aớnh MT õỷt taỷi tióu õióứm F, coù õổồỡng kờnh d = 10 -2 f. Do õoù mỷt thu cỏửn õỷt taỷi tióu õióứm cuớa gổồng, coù õổồỡng kờnh d 10 -2 f. Nóỳu mỷt thu hỗnh cỏửu õổồỡng kờnh d, gổồng parabol coù baùn kờnh r, thỗ hóỷ sọỳ tỏỷp trung laỡ: += 11 2 d r Rk k max = k(R=1) = 2 d r . vồùi D = 1,4.10 9 m laỡ õổồỡng kờnh MT, b = 1,5.10 11 m khoaớng caùch gổồng tồùi MT vaỡ f laỡ tióu cổỷ gổồng, p khoaớng caùch aớnh tồùi gổồng. R f F db D r p Hỗnh 5.7. Aớnh cuớa mỷt trồỡi qua gổồng parabol 89 Khi tng r vaỡ giaớm d õóỳn 10 -2 f, thỗ k seợ rỏỳt lồùn tuỡy yù. Vờ duỷ: choỹn F h = 1m 2 hay 1 =r m, f = 0,2m, R = 1thỗ d = 0,002m vaỡ k = 2 d r = 79577; khi choỹn tióu cổỷ f = 0,1m coù k = 318310 lỏửn. 5.4.2. Gổồng parabol truỷ Xeùt gổồng parabol truỷ rọỹng 2r, daỡi L tỏỷp trung phaớn xaỷ vaỡo mỷt thu hỗnh ọỳng truỷ õổồỡng kờnh d õỷt taỷi tióu õióứm, thỗ õọỹ tỏỷp trung laỡ: k = + 1 2 1 d r R k max = k(R = 1, d = 10 -2 f) = f r d r 2002 = . Nóỳu choỹn r = 0,5m vaỡ f = 0,2m thỗ k max =159lỏửn. Loaỷi gổồng naỡy dóự chóỳ taỷo, bũng caùch uọỳn tỏỳm tọn phúng theo õổồỡng parabol y = f x 4 2 . óứ coù 1 mỷt parabol truỷ y = f x 4 2 coù tióu cổỷ f, õọỹ rọỹng r, cỏửn uọỳn 1 tỏỳm tọn coù õọỹ daỡi s tờnh theo cọng thổùc sau: Do: ds = 2 22 1. +=+ dx dy dxdydx s = + r dx dx dy 0 2 12 = dx f x r 2 0 4 2 12 + = dxfx f r + 0 22 4 1 Vy s = + +++ 1 22 ln21 2 22 f r f r f f r r R r L Hỗnh 5.8. Gổồng parabol truỷ r r y f ds dy d x 0 x M(x,y) Hỗnh 5.9. óứ tờnh s 90 Vờ duỷ: õóứ coù parabol truỷ vồùi r = 0,5m, f = 0,2m cỏửn tỏỳm tọn daỡi s = 1219,43mm. Hỗnh 5.10. Hóỷ thọỳng nhióỷt nng lổồỹng mỷt trồỡi duỡng gổồng phaớn xaỷ. . dới. 5.4. các quá trình nhiệt động của hơi nớc 5.4.1. Quá trình đẳng tích v= const Quá trình đẳng tích của hơi nớc đợc biễu diễn bằng đờng 1-2 trên đồ thị i-s hình 5.4. Trạng thái đầu. quá trình: == 2 1 s s 12 ssTTdsq )( (5-14) - Công của quá trình: 1= q -u (5-15) 5.4.4. Quá trình đoạn nhiệt Quá trình đoạn nhiệt của hơi nớc đợc biễu diễn bằng đờng 1-2 trên đồ thị. của hơi nớc đợc biễu diễn bằng đờng 1-2 trên đồ thị i-s hình 5-7. Trong quá trình này, dq = 0 nếu ds = 0. Trên đồ thị T-s và i-s quá trình đoạn nhiệt là một đoạn thẳng song song với trục tung