3.1.1 Các trình nhiệt động kLT& Công thức tính Các trình klt 3.1.2 Các trình nhiệt động kLT& Các trình khí thực Công thức tính Hàm trạng thái s = s2 s1 Δi = i2 – i1 Δu = u2 – u1 = (i2 – p2v2) - (i1 – p1v1) = (i2 – i1) – (p2v2 – p1v1) = Δi - (pv) Lu ý: KLT, trình đẳng nhiệt cã Δi = ΔU = KhÝ thùc kh«ng b»ng 3.1.2 Các trình nhiệt động kLT& Các trình khí thực Công thức tính Quan hệ hàm trạng thái hàm trình Quá trình Nhiệt (q) Công giãn nở (l) Công kĩ thuật (lkt) Đẳng tích Q = U+L=U L=0 Llt = v.(p1-p2) Đẳng áp Q=i+Lkt=i L = p(v2-v1) Lkt = L = Q - ΔU Lkt = Q - i Đẳng nhiệt Q = T(s2 Đoạn nhiÖt Q = T Δs = L = Q-ΔU=U1-U2 Lkt=Q-Δi=i1-i2 dQ = Tds = dU+dL=di+dLkt dL = pdV dLkt = -Vdp §a biÕn s1) 2.2.2 KhÝ lý t−ëng & Hỗn hợp KLT Xác định thông số trạng thái Thông số trạng thái (TSTT) bản: nhiệt độ (T), áp suất (p) v thể tích riêng (v) Xác định: Đo; công thức Quan hệ c¸c TSTT: pv = RT or pV = GRT [p] = N/m2 hc Pa [v] = m3/kg [T] = K h»ng sè chÊt khÝ R = Rμ/μ , [R] = J/(kg.K) h»ng sè phỉ biÕn cđa chÊt khÝ Rμ= 8314 (J/kmol.K) [μ] = kg/kmol 2.2.3 KhÝ lý t−ëng & Hỗn hợp KLT Các đại lợng đặc trng Thành phần hỗn hợp Thnh phần khối lợng: gi = Gi/G; Thnh phÇn kmol, vμ thμnh phÇn thĨ tÝch ri = Mi/M = Vi/V = pi/p Σri = Quan hƯ gi÷a thành phần: ri = giRi/ (giRi) = (gi/i)/ (gi/i) gi = μiri/ Σ(μiri) = (ri/Ri)/ Σ(ri/Ri) Σgi = 2.2.3 Khí lý tởng & Hỗn hợp KLT Các đại lợng đặc trng Thành phần tơng đơng: Hằng số chÊt khÝ cña HH KLT: R = Σ(giRi) = 1/ (ri/Ri) Thể tích riêng HH KLT : v = (givi) = 1/ (ri/vi) Phân tử lợng tơng đơng: = (ri i) = 1/ (gi/i) Nhiệt dung riêng khối lợng hỗn hợp: C = (giCi) Nhiệt dung riêng thể tích hỗn hợp: C = (riCi) Nhiệt dung riêng kmol hỗn hợp: Cμ = Σ(riCμi) 4.2.1 Chu tr×nh khÝ lý t−ëng Chu trình động đốt - Hình thức cấp nhiệt (Cách đốt) Cấp nhiệt hỗn hợp, Trinkler Cấp nhiệt đẳng tích, otto Cấp nhiệt đẳng áp, Diesel Phân loại v,p=const v=const p=const - Thải nhiệt Thải nhiệt đẳng áp: Thải nhiệt đẳng tích: Tuabin khí, động phản lực Động đốt - Nhiên liệu: Rắn Lỏng (ĐCơ Otto dùng xăng, Đcơ Diesel dùng dầu) 4.2.1 Chu trình Khí lý tởng Chu trình động đốt cấp nhiệt hỗn hợp = v v ; 13 ÷ 18 λ = p p x ρ = v3 v x q1 = CV(TX-T2) + Cp(T3-TX)= CV.T1εk-1[(λ-1)+kλ(ρ - 1)] ,(j/kg) q2 = -Cv(T4-T1) = -Cv.T1 [λ.ρk - 1] , (j/kg) l =q1 - |q2| = CV.T1εk-1[(λ-1)+kλ(ρ - 1)] Cv.T1(λρk - 1) , (j/kg) l λρ k − η t = q = − ε k −1 [(λ − 1) + kλ (ρ − 1)] 4.2.1 Chu trình Khí lý tởng Chu trình động đốt cấp nhiệt đẳng tích = v v ε ≈ 5÷7 λ= p p ρ =1 q1 = CV(T3-T2) = CV.T1εk-1[λ-1] ,(j/kg) q2 = -Cv(T4-T1) = -Cv.T1 [λ - 1] , (j/kg) l =q1 - |q2| = CV.T1εk-1[λ-1] - Cv.T1(λ - 1) = CV.T1[εk-1-1].[λ-1] η t = (j/kg) l = − k −1 q1 ε 4.2.1 Chu tr×nh KhÝ lý t−ëng Chu trình động đốt cấp nhiệt đẳng áp = v v ; ε ≈ 13 ÷ 18 λ = ρ = q1 = CP(T3-T2) = CP.T1εk-1.(ρ - 1) ,(j/kg) q2 = -Cv(T4-T1) = -Cv.T1 (ρk – 1) , (j/kg) l =q1 - |q2| = Cp.T1εk-1.(ρ - 1) – Cv.T1(ρk - 1) , (j/kg) l ρ k −1 η t = q = − ε k −1 k (ρ − 1) v v 7.1 Các khái niệm Khái niệm, đặc trng v đặc tính xạ - Dòng xạ Q [J/s=W], - Dòng xạ đơn sắc Q [W], - Năng suất xạ Ec [W/m2], Ec = dQ/dF = Ehd + Et? - NS xạ riêng Eriêng [W/m2], E = .C0.(T/100)4 - NS xạ hiệu dơng EHd[W/m2], Ehd= E + (1-A).Et - NS bøc x¹ đơn sắc (cờng độ xạ) I[W/m3], I = dE/d - VËt s¸m: Iλ / I0,λ = const 7.2 Trao đổi nhiệt xạ vật Trao đổi nhiệt vách phẳng song song rộng vô hạn q12 = E12=Ehd1-Ehd2 T1 E12 A1 F1 T2 Ehd1=E1+(1-A1)Ehd2 A2 Ehd2=E2+(1-A2)Ehd1 F2 E1=ε1Co(T1/100)4 E2=ε2Co(T2/100)4 4 ⎡ ⎛ T1 ⎞ ⎛ T2 ⎞ ⎤ q12 = CO ⎢⎜ ⎟ ⎥ ⎟ −⎜ 1 + − ⎢⎣⎝ 100 ⎠ ⎝ 100 ⎠ ⎥⎦ ε qd = ε1 ε2 1 ε1 + ε2 −1 7.2 Trao ®ỉi nhiƯt xạ vật Trao đổi nhiệt vËt bäc q12 Q: 1→2: Q1 Q12=Qhd1-Qhd2 Q: 2→1: Q2,1 Qhd1=Q1+(1-A1)ϕQhd2 Q: 2→2: Q2,2 Qhd2=Q2+(1-A2)Qhd1 +(1-A2)(1- ϕ)Qhd2 Q2 = Q2,1 + Q2,2 ϕ21 = Q2,1/Q2 = F1/F2 Q1=ε1Co(T1/100)4F1 Q2= ε2Co(T2/100)4 F2 4 ⎡ ⎛ T1 ⎞ ⎛ T2 ⎞ ⎤ Q12 = CO F1 ⎢⎜ ⎟ −⎜ ⎟ ⎥ ⎛ ⎞ F1 ⎝ 100 ⎠ ⎝ 100 ⎠ ⎥⎦ ⎢ ⎣ + ⎜⎜ −1⎟⎟ ε1 ⎝ ε ⎠ F2 4 ⎡ ⎛ T1 ⎞ ⎛ T2 ⎞ ⎤ F2 >> F1 :→ Q12 = ε1COF1 ⎢⎜ ⎟ − ⎜ ⎟ ⎥ ε qd = ⎛ ⎞ F1 ⎢⎣⎝100⎠ ⎝100⎠ ⎥⎦ + ⎜⎜ −1⎟⎟ ε1 ⎝ ε ⎠ F2 T2 > T1 : 8.1 Trun nhiƯt Trao ®ỉi nhiƯt phøc tạp, hệ số tỏa nhiệt tổng hợp T ⎛ T f ⎞ ⎤ ⎟⎟ ⎥ ε wCO ⎢⎜ w ⎟ − ⎜⎜ ⎢⎣⎝ 100 ⎠ ⎝ 100 ⎠ ⎥⎦ α bx = Tw − T f qbx = α bx (Tw − T f ) q’ αdl αbx Q=α.F.Δt =αbx.F.Δt +αdl.F.Δt = (αbx+ αdl).F.Δt α = bx+ dl 8.1 Truyền nhiệt Truyền nhiệt qua vách phẳng vμ nhiỊu líp t tf1 qα1 q1 q2 δ1 λ1 i Vf1 qα2 q3 tf2 δ2 λ2 δ3 λ3 Q = K.F.ΔT = F.ΔT/R q x Rα1 V1 Rd1 V2 Rd2 V3 Rd3 V4 Rα2 Vf2 = = k= δ1 δ δ Rα + R1 + R2 + R3 + Rα + + + + α1 λ1 λ2 λ3 α2 1 = ∑ Ri R 8.1 Trun nhiƯt Trun nhiƯt qua v¸ch trơ t tf1 ql,α1 ql1 ql2 i Vf1 tf2 Q = Kl.L.ΔT = L.ΔT/Rl ql r4 λ3 r1 λ2 λ1 qlα2 ql3 x Rα1 V1 k= = Rd1 V2 Rd2 V3 Rd3 V4 Rα2 Vf2 d d d 1 1 + ln + ln + ln + πd1α1 2πλ1 d1 2πλ2 d 2πλ3 d πd 2α = Rl ,α + Rl ,1 + Rl , + Rl ,3 + Rl ,α 1 = ∑ Ri Rl 8.1 Trun nhiƯt Trun nhiƯt qua v¸ch cã c¸nh Tw2 Tw1 α1 Tf1 Qα1 = Qλ = Qα2 = Q α2 λ δ Tf2 F1 F2 Q= 1 δ + + α1 F1 λF1 α F2 (t f1 − t f ) = kc (t f − t f ) l q1 = q2 = 1 Q ( (t f − t f ) tf1 −tf 2)= = δ 1 δ F F1 + + + + α1 λ α F2 α1 λ α ε c 1 Q ( (t f − t f ) tf1 −tf 2)= = 1 1 δ F F δ F2 2 ε c + ε c + + + λ α2 α1 F1 λ F1 α α1 8.1 Trun nhiƯt Gi¶i pháp tăng cờng truyền nhiệt, cách nhiệt Tw1 Tw2 α2 Tf1 F1 q = α1 F1 (t f − t w1 ) = λ δ Tf2 F2 Tw2 Tw1 λ F1 (t f − t w1 ) = α F2 (t w − t f ) δ α α2 Q= (t f1 −tf 2) 1 δ + + α1 F1 λF1 α F2 Tf1 λ δ Tf2 F1 F2 l - Tăng cờng dẫn nhiệt: - Tăng cờng TĐN ĐL: - Tăng cờng TĐN BX: - Nếu 1>>2 1