Công thức tra cứu môn Kỹ thuật Nhiệt

TÀI LIỆU TRA CỨU ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG THI KẾT THÚC MÔN HỌC Không được ghi chép gì thêm Họ tên học viên: ...

TÀI LIỆU TRA CỨU ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG THI KẾT THÚC MÔN HỌC

(Không được ghi chép gì thêm)

Họ tên học viên: Lớp:

I - TRẠNG THÁI, THÔNG SỐ TRẠNG THÁI VÀ QUÁ TRÌNH NHIỆT ĐỘNG

 Công thức quy đổi các thang đo nhiệt độ:

t ( C) T(K) 273 t( F) 32 T( R) 273

 Bảng quy đổi các đơn vị đo áp suất:

(KG/cm2) at vật lý torr mH2O

1 Pa = 1 N/m2 1 105 1,02 105 0,987 105 7,5 103 0,102 103

1 mmHg 133,32 1,333 103 1,359 103 1,31 103 1 13,6 103

 Công thức qui đổi chiều cao cột thuỷ ngân khi đo áp suất về chiều cao tiêu chuẩn:

 Sự thay đổi các thông số năng lượng của khí lý tưởng theo quá trình nhiệt động:

+ Độ biến đổi nội năng: UmC (Tv 2 T )1 ; J

+ Độ biến đổi entalpy:  I mC (Tp 2 T )1 ; J

; J/K

 

 

; J/K

1

T

S mC ln

T

 

  với Cn const

 Các công thức về nhiệt dung riêng:

+ Với khí lí tưởng: CC

 và

C C 22,4







v

C k

C  và Cp Cv R

k 1



 và v

1

k 1



 + Nhiệt dung riêng trung bình:

- Khi NDR thực có dạng Ca0 a t1 : 2

1

0 1 t

t t

2



- Khi NDR trung bình có dạng Ctb abt: 2  

1

t

1 2 t

C ab t t

- Khi NDR trung bình o

t

0 C

C xác định theo bảng:

2 1

0 C 0 C t

t

2 1

C

t t







II - CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CƠ BẢN

Đặc tính

quá trình

Quan hệ

Đa biến

n

2 1

1 2

 

  

 

n 1

n 1 n





    

 

 

=

n 1 n

1 1 2

1

1



 

    

=

n 1

1 1 1

2

1





Q UL

kt

Q  I L

n k

n 1





Đoạn nhiệt Giống quá trình đa

biến (thay n = k) Giống quá trình đa biến (thay n = k) Q0

1 1

1 1

v  T L p(V2 V )1 mR(t2 t )1 Q  I mC (Tp 2 T )1

1 2

p v

III - QUÁ TRÌNH HỖN HỢP KHÍ

Hỗn hợp khí lý tưởng

Thành phần Quan hệ giữa ri và gi

Thể tích riêng và khối lượng riêng

Khối lượng kilomol Hằng số chất khí

Thành phần

khối lượng

(gi)

i i

i n

i i

i 1

g R r

g R







=

i i n i i

i 1

g g









n

i i

i 1



i i

i 1

1 g



 





n i i

i 1

1 g



 





n

i i

i 1



n i i

i 1

g

R 8314









Thành phần

thể tích

(ri)

i i

i n

i i

i 1

r g

r









 =

i i n i i

i 1

r R r R





n i i

i 1

1 v r v







;

n

i i

i 1

r



i i

i 1

r



i i

i 1

1 R

r R







i i

i 1

8314 R

r









Quá trình hỗn hợp Thông số Hỗn hợp trong thể tích đã cho Hỗn hợp theo dòng Hỗn hợp bổ sung thể tích

Thể tích

n i

i 1





n

i i i

i 1

V

p  T

Nhiệt độ

n

i i i

i 1 n

i vi

i 1

g Cv T T

g C











n

i pi i

i 1 n

i pi

i 1

g C T T

g C











i

n

0 v 0 i p i

i 1 n

i v

i 0

T

g C













Áp suất

n

i i i

i 1

p

V  T

n

i i i

i 1

p

V  T

IV - DÒNG KHÍ ĐOẠN NHIỆT

 Dòng đoạn nhiệt:

+ Tốc độ (m/s):  2 2 i1i2  2lkt

=

2

+ Entalpy hãm (J/kg): io i 2

2



 

o

k 1

2



+ Áp suất hãm (Pa):

- Dòng không nén được: po p 2

2



 

- Dòng nén được:

k

k 1 2 o

2





 Ống tăng tốc:

Tỉ số giảm áp

suất tới hạn

k

k 1 th

th 1





Xác định p2

Nếu: pmt p  1 th lấy p2 pmt

mt 1 th

p p   lấy p2 pmt

mt 1 th

p p   lấy p2  th 1p pmt

k 1 k 2

2 1 1

1

p v 1



 

 

Tốc độ

(m/s)

 2 2lkt  2(i1i )2

k 1 k 2

1

p v 1



 

 

2 k 1

2



Lưu lượng

(kg/s)

2

k 1 1

max 2

1



2

k 1 1

min

1



hay

2

1 min

1



V - MÁY NHIỆT

1 Thiết bị nén khí

 Quạt gió

+ Chênh áp quạt:

2 2

2 2

2

u



+ Công suất quạt: N pV

 ; W

 Máy nén piston

+ Công nén:

n 1 n 2

1



 

; J/kg

+ Công suất máy nén: N  Gln

 ; W

2 Động cơ nhiệt

 Hiệu suất nhiệt động cơ đốt trong kiểu piston:

+ Chu trình cấp nhiệt đẳng tích:  

v 1

tv k 1

v 1

 

 

   hay tv

k 1

1 1



  

 + Chu trình cấp nhiệt đẳng áp:

k

v 1 tp

k 1

p 1

C T ( 1) 1

C T  ( 1)

 

  

   hay

k

tp k 1

1 1

k  ( 1)

 

  

   + Chu trình cấp nhiệt hỗn hợp:

k tvp

k 1

1 1

( 1) k ( 1)



 

      

 Hiệu suất nhiệt động cơ turbine khí:

+ Chu trình cấp nhiệt đẳng áp: tp k 1

k

1

  



hay tp

k 1

1



 



+ Chu trình cấp nhiệt đẳng tích:

1 k tv

k 1

1

( 1)



 

  

  

 Chu trình động cơ tên lửa:

+ Tốc độ dòng khí ra khỏi loa phụt ở chế độ tính toán:

k 1 k 4 3

3

RT 1



 

 

; m/s + Lực đẩy động cơ ở chế độ tính toán:

k 1 k 4 3

3



 

 

; N

+ Hiệu suất nhiệt:

k 1 k 4 t

3

p 1 p



 

    

 

VI - DẪN NHIỆT

 Dẫn nhiệt qua vách phẳng: w1 w n 1

n i i

i 1

q F













; W/m2

 Dẫn nhiệt qua vách trụ: w 1 w n 1

i 1

i i

i 1

q

ln









; W/m

VII - TỎA NHIỆT ĐỐI LƯU

1 Tỏa nhiệt đối lưu tự nhiên

 Trong không gian vô hạn:  

0,25

n f

w

Pr

Nu C Gr Pr

Pr

Trong đó: C và n là những hệ số xác định theo bảng sau:

(Grm.Prm) C n

103  5 102 1,18 1 8

5 102  2 107 0,54 1 4

2 107  1013 0,135 1 3

 Trong không gian hữu hạn (khe hẹp):



t® ; W/m2 với t®   ®l f Trong đó, ®l được xác định như sau:

f f

Gr Pr 10   ®l 1

f f

10 Gr Pr 10   ®l 0,105 Gr Pr f f0,3

f f

10 Gr Pr 10   ®l 0,4 Gr Pr f f0,2

2 Tỏa nhiệt đối lưu cưỡng bức

 Khi môi chất chảy trong ống:

+ Đối với chất lỏng:

- Khi chảy tầng (Re2.10 )3 :

0,25 f 0,33 0,43 0,1

w

Pr

Pr

- Khi chảy rối Re104:

0,25 f 0,8 0,43

w

Pr

Pr

+ Đối với chất khí (không khí):

- Khi chảy tầng (Re2.10 )3 : Nuf 0,13Re0,33f Gr f0,1 l R

- Khi chảy rối Re104: 0,8

Nu 0,018Re  

Hệ số hiệu chỉnh R: R 1 1,77d

R

  

l d

f

< 2300 1,90 1,70 1,44 1,28 1,18 1.13 1,05 1,02 1

1 104 1,65 1,50 1,34 1,23 1,17 1,13 1,07 1,03 1

2 104 1,51 1,40 1,27 1,18 1,13 1,10 1,05 1,02 1

5 104 1,34 1,27 1,18 1,13 1,10 1,08 1,04 1,02 1

1 105 1,28 1,22 1,15 1,10 1,08 1,06 1,03 1,02 1

1 106 1,14 1,11 1,08 1,05 1,04 1,03 1,02 1,01 1

 Khi môi chất chảy bọc ống đơn:

+ Đối với chất lỏng:

f

Re 10 :

0,25 f 0,47 0,38

w

Pr

f

Re 10 :

0,25 f 0,62 0,38

w

Pr

+ Đối với chất khí (không khí):

f

Nu 0,52Re 

f

Nu 0,18Re 

Hệ số hiệu chỉnh  : 

 Khi môi chất chảy bọc chùm ống:

+ Chùm ống song song:

- Với chất lỏng:

0,25 f 0,65 0,33

w

Pr

Nu 0,21Re    + Chùm ống so le:

- Với chất lỏng:

0,25 f 0,6 0,33

w

Pr

Nu 0,37Re   

Hệ số hiệu chỉnh i:

- Đối với chùm ống song song:  1 0,6; 2 0,9;   3 4   n 1

- Đối với chùm ống so le:  1 0,6; 2 0,7;   3 4   n 1

Hệ số hiệu chỉnh S:

- Đối với dãy ống song song:

0,15 2 S

S d



 

   

 

- Đối với dãy ống so le: Khi 1

2

S 2

S  

1 6 1 S 2

S S

 

   

 

2

S 2

S     S 1

+ Hệ số tỏa nhiệt trung bình của chùm:

 

2

.K) Nếu các dãy ống đều giống nhau:

(n 2) n

VIII - BỨC XẠ NHIỆT

 Quan hệ giữa bức xạ hiệu dụng và bức xạ hiệu quả:

  ; W/m

2

 Dòng nhiệt riêng trao đổi bằng bức xạ giữa 2 tấm phẳng song song:

1 2

q

; W/m2

Khi giữa 2 tấm phẳng có các màn chắn cùng có độ đen như nhau:

m

q

; W/m2

 Dòng nhiệt trao đổi bằng bức xạ giữa 2 vật bọc nhau:

1

1 2 2

Q

1 F

; W

Trong đó Co = 5,7 W/(m2.K4)

IX - TRUYỀN NHIỆT PHỨC TẠP

 Công thức truyền nhiệt:

 Truyền nhiệt qua vách phẳng:

i

1 i 1 i 2





; W/m2

 Truyền nhiệt qua vách phẳng có cánh với hệ số làm cánh 2

1

F F

  :

c 1

Q K F t





; W

 Truyền nhiệt qua vách trụ:

i 1

1 1 i 1 i i 2 n 1

Q

ln







; W/m

 Đường kính giới hạn ứng với dòng nhiệt cực đại:

2

2



 Điều kiện chọn vật liệu cách nhiệt:

2



 Độ chênh nhiệt độ trung bình logarit:

1 2

t

t ln t

  

 





+ Với sơ đồ truyền nhiệt cùng chiều:  t1 tf 1 tf 2 và t2 tf 1 tf 2

+ Với sơ đồ truyền nhiệt ngược chiều:  t1 tf 1 tf 2 và t2 tf 1 tf 2

X - PHẦN BẢNG TRA CỨU

 Nhiệt dung riêng hằng số:

Khí

 Nhiệt dung riêng trung bình phụ thuộc tuyến tính vào nhiệt độ: (Trong khoảng 0C  1500C) Khí Nhiệt dung riêng khối lượng; kJ/(kg.K) Nhiệt dung riêng thể tích; kJ/(m3tc.K)

O2

Cptb = 0,9203 + 1,065.104.t

Cvtb = 0,6603 + 1,065.104.t

C'ptb = 1,3138 + 1,577.104.t C'vtb = 0,9429 + 1,577.104.t

N2

Cptb = 1,0240 + 8,855.105.t

Cvtb = 0,7272 + 8,855.105.t

C'ptb = 1,2799 + 1,107.104.t C'vtb = 0,9089 + 1,107.104.t Không khí Cptb = 0,9956 + 9,299.10

5

.t

Cvtb = 0,7088 + 9,299.105.t

C'ptb = 1,2866 + 1,201.104.t C'vtb = 0,9757 + 1,201.104.t

H2O Cptb = 1,8330 + 3,111.10

4

.t

Cvtbv = 1,3716 + 3,111.104.t

C'ptb = 1,4733 + 2,498.104.t C'vtb = 1,1024 + 2,498.104.t

CO2

Cptb = 0,8654 + 2,443.104.t

Cvtb = 0,6764 + 2,443.104.t

C'ptb = 1,6990 + 4,798.104.t C'vtb = 1,3281 + 4,798.104.t

CO Cptb = 1,0350 + 9,681.10

5

.t

Cvtb = 0,8331 + 9,681.105.t

C'ptb = 1,2910 + 1,210.104.t C'vtb = 0,9173 + 1,210.104.t

 Thông số vật lí của không khí khô ở p = 760 mmHg

t

o

C

 kg/m3

Cp

kJ/(kg.K)

.102 W/(m.K)

a.106

m2/s

.106 Ns/m2

.106

m2/s Pr

 Thông số vật lí của khói:

(p = 760 mmHg ; rCO2= 0,13 ; rH O2 = 0,11 ; rN2= 0,76)

t

o

C

 kg/m3

Cp

kJ/(kg.K)

.102 W/(m.K)

a.106

m2/s

.106 Ns/m2

.106

m2/s Pr

900 0,301 1,290 10,00 258,0 45,9 152,50 0,59

1000 0,275 1,306 10,90 303,4 48,4 174,30 0,58

1100 0,257 1,323 11,75 345,5 50,7 197,10 0,57

1200 0,240 1,340 12,62 392,4 53,0 221,00 0,56

 Thông số vật lí của dầu máy biến áp:

t

o

C

 kg/m3

Cp

kJ/(kg.K)

.102 W/(m.K)

a.106

m2/s

.106 Ns/m2

.106

m2/s

.104

 Thông số vật lí của nước trên đường bão hòa

t

o

C

p

bar



kg/m3

i

kJ/kg

Cp kJ/(kg.K)

.102 W/(m.K)

.104 1/K

.106 N.s/m2

.106

m2/s

a.106

m2/s

.104 N/m Pr

0 0,981 999,9 0,0 4,212 55,1 -0,63 1788 1,789 13,1 756,4 13,67

10 0,981 999,7 42,0 4,191 57,4 +0,70 1306 1,306 13,7 741,6 9,52

20 0,981 998,2 83,9 4,183 59,9 1,82 1004 1,006 14,3 726,9 7,02

30 0,981 995,7 125,7 4,174 61,8 3,21 801,5 0,805 14,9 712,2 5,42

40 0,981 992,2 167,5 4,174 63,5 3,87 653,3 0,659 15,3 696,5 4,31

50 0,981 988,1 209,3 4,174 64,8 4,49 549,4 0,556 15,7 676,9 3,54

60 0,981 983,2 251,1 4,179 65,9 5,11 469,4 0,478 16,0 662,2 2,98

70 0,981 977,8 293,0 4,187 66,8 5,70 406,1 0,415 16,3 643,5 2,55

80 0,981 971,8 335,0 4,195 67,4 6,32 355,1 0,365 16,6 625,9 2,21

90 0,981 965,3 377,0 4,208 68,0 6,95 314,9 0,326 16,8 607,2 1,95

100 1,013 958,4 419,1 4,220 68,3 7,52 282,5 0,295 16,9 588,6 1,75

110 1,43 951,0 461,4 4,233 68,5 8,08 259,0 0,272 17,1 569,0 1,60

120 1,98 943,1 503,7 4,250 68,6 8,64 237,4 0,252 17,1 548,4 1,47

130 2,70 934,8 546,4 4,266 68,6 9,19 217,8 0,233 17,2 528,8 1,36

140 3,61 926,1 589,1 4,287 68,5 9,72 201,1 0,217 17,2 507,2 1,26

150 4,76 917,0 632,2 4,313 68,4 10,3 186,4 0,203 17,3 486,6 1,17

160 6,18 907,4 675,4 4,346 68,3 10,7 173,6 0,191 17,3 466,0 1,10

170 7,92 897,3 719,3 4,380 67,9 11,3 162,8 0,181 17,3 443,4 1,05

180 10,03 886,9 763,3 4,417 67,4 11,9 153,0 0,173 17,2 422,8 1,00

190 12,55 876,0 807,8 4,459 67,0 12,6 144,2 0,165 17,1 400,2 0,96

200 15,55 863,0 852,5 4,505 66,3 13,3 136,4 0,158 17,0 376,7 0,93

210 19,08 852,8 897,7 4,555 65,5 14,1 130,5 0,153 16,9 354,1 0,91

220 23,20 840,3 943,7 4,614 64,5 14,8 124,6 0,149 16,6 331,6 0,89

230 27,98 827,3 990,2 4,681 63,7 15,9 119,7 0,145 16,4 310,0 0,88

240 33,48 813,6 1037,5 4,756 62,8 16,8 114,8 0,141 16,2 285,5 0,87

250 39,78 799,0 1085,7 4,844 61,8 18,1 109,9 0,137 15,9 261,9 0,86

260 46,94 784,0 1135,1 4,949 60,5 19,7 105,9 0,135 15,6 237,4 0,87

270 55,05 767,9 1185,3 5,070 59,0 21,6 102,0 0,133 15,1 214,8 0,88

280 64,19 750,7 1236,8 5,230 57,4 23,7 98,1 0,131 14,6 191,3 0,90

290 74,45 732,3 1290,0 5,485 55,8 26,2 94,2 0,129 13,9 168,7 0,93

300 85,92 712,5 1344,9 5,736 54,0 29,2 91,2 0,128 13,2 144,2 0,97

310 98,70 691,1 1402,2 6,071 52,3 32,9 88,3 0,128 12,5 120,7 1,03

320 112,90 667,1 1462,1 6,574 50,6 38,2 85,3 0,128 11,5 98,10 1,11

330 128,65 640,2 1526,2 7,244 48,4 43,3 81,4 0,127 10,4 76,71 1,22

340 146,08 610,1 1594,8 8,165 45,7 53,4 77,5 0,127 9,17 56,70 1,39

350 165,37 574,4 1671,4 9,504 43,0 66,8 72,6 0,126 7,88 38,16 1,60

360 186,74 528,0 1761,5 13,981 39,5 109,0 66,7 0,126 5,36 20,21 2,35

370 210,53 540,5 1892,5 40,321 33,7 164,0 56,9 0,126 1,86 4,71 6,79