HƠI NƯỚC VÀ KHÔNG KHÍ ẨM

CHƯƠNG 6: HƠI NƯỚC VÀ KHÔNG KHÍ ẨM PGS TS Trương Vĩnh ThS Diệp Thanh Tùng KS Đào Ngọc Duy 6.1 HƠI NƯỚC Hơi nước khí thực Được sử dụng nhiều lĩnh vực: Chất môi giới chu trình động lực nhà máy nhiệt điện, đầu máy nước Trong CN, dùng đun, nấu, sấy, hấp Trong sinh hoạt, dùng sấy, sưởi Hơi nước có nhiều ưu điểm như: có nhiều thiên nhiên, rẻ tiền, không độc hại với môi trường không ăn mòn thiết bị 6.1 HƠI NƯỚC Hơi nước thường sử dụng thực tế trạng thái gần trạng thái bão hòa nên bỏ qua thể tích thân phân tử lực hút chúng PT trạng thái lý tưởng cho nước? Phương trình trạng thái cho nước dùng nhiều phương trình vukalovich-novikov 𝐚 𝐩+ 𝟐 𝐯 𝐯 − 𝐛 = 𝐑𝐓(𝟏 − 𝐜 𝟑 +𝐦 𝟐 𝐓 ) 6.1 HƠI NƯỚC 6.1 HƠI NƯỚC 6.1.1 Các khái niệm: Hiện tượng sôi: áp suất định, cấp nhiệt liên tục nhiệt độ nước tăng lên đến lúc hóa xảy sôi Nhiệt đô bão hòa: nhiệt độ sôi ts = f(p) Áp suất bão hòa: áp suất trạng thái sôi 6.1 HƠI NƯỚC 6.1.1 Các khái niệm: Hơi bão hòa khô: bão hòa mà nước hoàn toàn biến thành Hơi bão hòa ẩm: bão hòa khô có lẫn hạt nước sôi Hơi nhiệt: tiếp tục cấp nhiệt cho bão hòa khô, ta nhiệt có nhiệt độ cao Hơi nhiệt gần khí lý tưởng 6.1 HƠI NƯỚC 6.1.1 Các khái niệm: Độ khô x: thành phần khối lượng khô ẩm x= Gh Gẩm = Gh Gh +Gn Gh: khối lượng BH khô Gn: khối lượng nước sôi Ñoä aåm y: y = - x thành phần khối lượng nước ẩm x = (y=0): bão hòa khô y = (x=0): nước bắt đầu sôi < x < < y < bão hòa ẩm 6.1 HƠI NƯỚC 6.1.2 Quá trình hóa nước: QT nước chuyển từ thể lỏng sang thể Được thực cách bay sôi * Quá trình bay hơi: • Quá trình hóa xảy bề mặt thoáng chất lỏng, nhiệt độ • Điều kiện để xảy trình: có mặt thoáng 6.1 HƠI NƯỚC 6.1.2 Quá trình hóa nước: * Quá trình bay hơi: •Đặc điểm: trình xảy nhiệt độ Nguyên nhân? •Cường độ bay phụ thuộc vào chất nhiệt độ chất lỏng Nhiệt độ cao tốc độ bay hơi? 6.1 HƠI NƯỚC 6.1.2 Quá trình hóa nước: * Quá trình sôi: •Quá trình hóa diễn toàn thể tích chất lỏng •Điều kiện: cung cấp nhiệt cho chất lỏng nhiệt độ, cường độ bay tăng Đến nhiệt độ xác định, tượng bay xảy toàn thể tích chất lỏng sôi Nhiệt độ sôi hay nhiệt độ bão hòa (ts) BÀI TẬP: 6.1 HƠI NƯỚC Dựa vào đồ thị T-s, xác định nhiệt độ, enthalpy, entropy nước bar, độ khô 0,9 So sánh kết với phương pháp dùng bảng Đồ thị: t = 110C; ix = 2500 kJ/kg; sx = 6,6 kJ/kg.độ Bảng: ix = 2486,78 kJ/kg; sx = 6,567 kJ/kg.độ Dựa vào đồ thị T-s, xác định độ khô, áp suất, enthalpy nước 200C, entropy 4,5 kJ/kg So sánh kết với phương pháp dùng bảng Đồ thị: x = 0,52; p = 17,5 bar; ix = 1850 kJ/kg Bảng: vx = 0,067 kg/m3; ix = 1859,952 kJ/kg; sx = 4,46332 kJ/kg.độ BÀI TẬP: 6.1 HƠI NƯỚC Dựa vào đồ thị T-s, xác định thể tích riêng, áp suất, enthalpy nước 600C, entropy kJ/kg So sánh kết với phương pháp dùng bảng Đồ thị: v = 3,33 kg/m3; p = 1,25 bar; i = 3725 kJ/kg Bảng: v = 3,357 kg/m3; i = 3725 kJ/kg; s = 9,013 kJ/kg.độ 6.2 KHÔNG KHÍ ẨM 6.2.1 Định nghĩa: Không khí khô: hỗn hợp chất khí N2, O2, CO2, Không khí ẩm: hỗn hợp không khí khô nước p = pk + ph G = Gk + Gh V = Vk + Vh T = Tk = Th 6.2 KHÔNG KHÍ ẨM 6.2.2 Phân loại: Không khí ẩm BH: kk ẩm chứa lượng nước lớn mh.Max Hơi nước không khí bão hòa bão hòa khô Không khí ẩm BH: kk ẩm chứa lượng nước lớn mh.Max Hơi nước BH ẩm, tức nước BH khô có lượng nước ngưng định (mn) VD: sương mù 6.2 KHÔNG KHÍ ẨM 6.2.2 Phân loại: Không khí ẩm chưa BH: kk ẩm chứa lượng nước nhỏ mh.Max, tức nhận thêm nước để trở thành bão hòa Hơi nước không khí ẩm chưa bão hòa nhiệt KK ẩm chưa BH + Hơi nước KK ẩm BH + Hơi nước KK ẩm BH 6.2 KHÔNG KHÍ ẨM 6.2.2 Phân loại: Không khí ẩm chưa BH chuyển sang trạng thái kk ẩm BH cách? C1: theo đường BA1 C2: theo đường BA2 6.2 KHÔNG KHÍ ẨM 6.2.3 Các đại lượng đặc trưng: Độ ẩm tuyệt đối: khối lượng nước có m3 không khí ẩm Ф= Gh V (kg/m3)  Vì phân áp suất nước kk ẩm nhỏ  nước xem khí lý tưởng phV = GhRhT ph = RhT 6.2 KHÔNG KHÍ ẨM 6.2.3 Các đại lượng đặc trưng: Độ ẩm tương đối: tỷ số độ ẩm tuyệt đối kk ẩm chưa BH độ ẩm tuyệt đối kk ẩm BH Ф RH = Фs ph /R h T ph RH = 0: kk khô RH = = ps /R h T ps RH = 100%: bão hòa ph: phân áp suất nước kk ẩm ps: áp suất bão hòa nước nhiệt độ t 6.2 KHÔNG KHÍ ẨM 6.2.3 Các đại lượng đặc trưng: Dụng cụ đo độ ẩm tương đối gọi ẩm kế Gồm nhiệt kế thủy ngân: NK khô (tk) NK ướt (tư) t = tk – tư t  RH: bảng/đồ thị RH nhỏ  t lớn RH lớn  t nhỏ 6.2 KHÔNG KHÍ ẨM 6.2.3 Các đại lượng đặc trưng: Độ chứa hơi: lượng nước chứa kk ẩm ứng với kg kk khô Gh ph RH ps H d = = 0,622 = 0,622 Gk p − ph p − RH ps Hmax= 𝐩𝐬 𝟎, 𝟔𝟐𝟐 𝐩−𝐩𝐬 (kgH2O/kg kk khô) Enthalpy: I = ik + H.ih (kJ/kg kk khô) = t + H (2500+1,86 t) t (C) 6.2 KHÔNG KHÍ ẨM 6.2.4 Đồ thị không khí ẩm: •Đường d=const: đường thẳng đứng Đồ thị I-d: •Đường I=const: đường nghiêng góc 135 •Đường t=const: đường thẳng chếch lên phía •Đường RH=const: đường cong lên, gặp đường t=100C đường thẳng đứng •Đường RH=100%: chia đồ thị thành vùng, phía kk ẩm chưa BH, phía kk ẩm BH •Đường ph=const: đường phân áp suất nước kk ẩm 6.2 KHÔNG KHÍ ẨM 6.2.4 Đồ thị không khí ẩm: Đồ thị t-d: 6.2 KHÔNG KHÍ ẨM BÀI TẬP: Dựa vào đồ thị I-d, xác định nhiệt độ, enthalpy không khí ẩm có độ chứa 26 g/kgkkk, độ ẩm tương đối 50% t = 42,5C; I = 27 kcal/kg kkk Dựa vào đồ thị I-d, xác định độ ẩm tương đối, nhiệt độ không khí ẩm có độ chứa 50 g/kgkkk, enthalpy 45 kcal/kgkkk RH = 45%; t = 56C 6.2 KHÔNG KHÍ ẨM BÀI TẬP: Dựa vào đồ thị I-d, xác định độ ẩm tương đối, độ chứa không khí ẩm có enthalpy 30 kcal/kgkkk, nhiệt độ 45C RH = 50%; H = 30,5 g/kgkkk Dựa vào đồ thị I-d, xác định độ chứa hơi, enthalpy không khí ẩm có độ ẩm tương đối 30%, nhiệt độ 70C H = 64 g/kgkkk; I = 57,5 kcal/kg kkk 6.2 KHÔNG KHÍ ẨM BÀI TẬP: Không khí ẩm áp suất bar, nhiệt độ 55C, phân áp suất nước ph = 0,0787 bar Xác định độ ẩm tương đối, enthalpy, độ chứa Kiểm tra lại kết đồ thị Giải: • t = 55C  ps = 0,15740 bar Công thức: RH = 50% • Tính RH H = 0,053 kgH2O/kgkkk • Tính H I = 192,92 kJ/kgkkk • Tính I Đồ thị: H = 54 gH2O/kgkkk I = 47 kcal/kgkk = 196 kJ/kgkkk ... loại: Không khí ẩm BH: kk ẩm chứa lượng nước lớn mh.Max Hơi nước không khí bão hòa bão hòa khô Không khí ẩm BH: kk ẩm chứa lượng nước lớn mh.Max Hơi nước BH ẩm, tức nước BH khô có lượng nước. .. 6.2 KHÔNG KHÍ ẨM 6.2.2 Phân loại: Không khí ẩm chưa BH: kk ẩm chứa lượng nước nhỏ mh.Max, tức nhận thêm nước để trở thành bão hòa Hơi nước không khí ẩm chưa bão hòa nhiệt KK ẩm chưa BH + Hơi nước. .. 6.2 KHÔNG KHÍ ẨM 6.2.1 Định nghĩa: Không khí khô: hỗn hợp chất khí N2, O2, CO2, Không khí ẩm: hỗn hợp không khí khô nước p = pk + ph G = Gk + Gh V = Vk + Vh T = Tk = Th 6.2 KHÔNG KHÍ ẨM 6.2.2