BÀI TẬP NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC VÀ TRUYỀN NHIỆT HOÀNG ĐÌNH TÍNH BÙI HẢI PDF MỚI NHẤT 2020bài tập nhiệt động lực học và truyền nhiệtnhiệt động lực họcnhà xuất bản đại học quốc gia hồ chí minhgiá chỉ 18000 đ
vaTRIIYENNHIET ٠٠ BBS' BBB - ٠ \ﺀ ﻹ NHÀXUẤĨBẢN ĐẠI HỌC QuOc QUOc GIA TP Hồ CH ؛MINH ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP H CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Hồng Đình Tín ٠Bùi Hải BÀITỢP NHIỆT DỘNG HỌC KỸ THUẬT VÀ TRUYỀN NHIỆT (Tái lầ n thứ tư) NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH - 2012 MỤC LỤC Lời nói đầu PHẢN L NHIỆT ĐỘNG I.ự c HỌC KỸ IHUẬT Chương L CÁC THÔNG s ố TRẠNG THÁI 1.1 Áp suất 1.2 Nhiệt độ 1.3 Thể tích riêng V, m ’/kg 1.4 Nội Li, J/kg 1.5 Entanpi i, J/kg 1.6 Eiìtropi s, J/kg"K 1.7 Exergi e, J/kg Bài tập Chương PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁỊ HỗN HỢP NHIỆT DUNG RIÊNG 10 10 10 11 11 11 12 k h í, 16 2.1 Phương trình trạng thái khí lý tưíởng 2.2 Hỗn hợp khí lý tưởng 2.3 Nhiệt dung riêng (NDR) Bài tập Chương ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG THỨ NHẤT VÀ CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CIỈA CHẤT KHÍ 16 17 18 19 3.1 Định luật nhiệt động thứ 3.2 Các trình nhiệt động khí lỷ tưởng 3.3 Q trình hỗn hợp khí 3.4 Q trình nén khí Bài tập Chương CHU TRÌNH CHẤT KHÍ 26 27 2j 30 33 49 4.1 Chu trình nhiệt động 4.2 Chu trình động Cơ dốt 4.3 Chu trình tua bin khí 4.4 Chu V,٠11U trình uiiiiiỉ UỤII động ؛؛٧٧ phản piiaii luc lực Chương HƠI Nl/ỚC VÀ CHU TRÌNH THIẼT BỊ ĐỘNG Lực HƠI NƯỚC 49 51 51 53 ٧٧ 69 5.1 Hơi nước 5.2 Các trình nhiệt động nước Bài tập Chương ổ LƯU ĐỘNG VÀ TIẾT LƯU 69 70 71 6.1 Lưu động 6.2 Quá trình tiết lưu Bài tập 26 101 101 104 104 Chương KHONG KHÍ ẨM 113 7.1 Khơng ẩm 7.2 Quả trinh sâ'y 7.3 Quá trinh áiều tiết,khơng Bài tập Chương CHU TRÌNH THi Et bị l n h 113 117 8.1 Chu trinh lạnh dUng khơng 8.2 Chu trình thiết bị lạnh dUng có máy nén Bầi tập 121 125 145 145 147 151 PHẦNII T R l ^ N r a iỆ T 181 و ﺟﺊﺀأﻟﻢﺀDẪN NHIỆT 183 9.1 Dẫn nhiệt ổn định 9.2 Dẫn nhiệt không ổn định Bằi tập Chương 10 TỎA NHIỆT D ốl LƯU 183 189 192 274 10.1 Tỏa nhiệt dối 1 سtự nhiên 10.2 Tỏa nhiệt dối liAí cưỡng (dbng pha) 10.3 Tỏa nhiệt biến dổi pha Bài tập ơitũmg 17 t Ra O DỔI NHIỆT BỨC XẠ 215 216 11.1 Cấc định luật bẳn xạ nhiệt 11.2 Trao dổi nhiệt xạ cấc vật 11.3 Bức xạ chất Bầi tập C h ằ g 72 t Ri ^ N n h iệ t v TÍNH TỐN THIẾT BỊ TRAO D ỗl NHIỆT ( 251 252 253 255 12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 Tniyền nhiệt qua vdch phảng Truyền nhiệt qua vdch trụ Vdch cố cdnh Thiết bị trao dổi nhiệt Phương phấp hiệu suất - hệ số chuyển nhiệt (phương phấp e-N T U ) Bầi tập PM n/7/ PH ỤLỤC Tài liệu tham khảo 220 221 251 265 265 265 266 266 271 273 297 439 ﻻ ﻗ ﻪ 7101 0؟ ا ا 0ل 1ﺟ ﺄ أ ا 0 0ة ﻻ 0 ٤٣0ا 0 0اﻻ 00,0أ 0ﻷ ﻵط €أ 1ﺣﺐ ١ا q m n g iu p 0أأ ل ٤ر ج ٤وﺀ 1,أ 1ةا 0ا ﻷ 0ﻻ ا 0جﺀ ٦أ 0ج ٠ج ٣ 0؛ أﻷﻷ 0 8أل 0 ا 1؟ 1أ1ل1١ ؤ ﻵ ة ٤أ > ج ٤ 72ﻳ ﻖ d aﻵ ۵ف و ا 0 80 ج 0ة ا آ]\| ٤ ١ ﺐ 0أ ا١0 11ل ا 0 (1 6ج 0ﻳ ﻖ ا 0٤ا ا 1ا أ ا٠حﺳ س/ ة ٤ 0ةا ح الأ ٤ج ا 1١,آ اا 1د ج 00ا ل ا 1ج 11لما 0ا ج 1)0ا ج § 0ةااا إاآ 0ا ج 1ج 1ا 1أا لا0لآأ 0اا , 0أ> 00أ لا 0آ٣١ 0ﻟﻤﻐﻞ١ 00اأا 0 Tllгdp ^ 0 plгdτn 0ة ح 800. ky 17101, 00 ر دة n g u y b اج 0و ج ذ 0ﻻ 0ج أ ] أ ا 1\0أل ج 0ﻻ ا ٤ة ا ا 0ﺟ ﺞ ج ' 0أ٤ c ng n g h $ﻵ ج٠ﺀ ٠ر ٤ ا٣0 p lιd t 1^ 0 ﻻ 0ا٢ ﻻ 0ج0 أ ﺟﺄاا 0 .0 0ﻻ ٩ج 0ة ﺋ ﺎ ا 1أ ا 0 00 0ﻻ 1ﺻ ﺄ ] ا ﻵ ط ا ا 0ج 0 أ ا '0ل1 أ 0أ0 ? 1 أ! 0أ001 1 / 00أ!( ^ ل { أ 1أ ا 0أ ] أ 10011أل 110 ٧ 0أ 07أأ ﻷ ل ل 0أ ,أ 6أ ا ا أ /ص/ th iet bi ^٧0 ٤ﻳﺘ ﻢ ﺀ ﺀ ر ٤ ﻣﻢ ﺀ ج ﺀ/ ٧0أ 6أ٧ ١ 1ا 0ﻻاﻻ ﻵة ١؟ا0 1ﻟﻤﺎا § 0ﻳ ﺞ 1ج 1أ\1ا ﻏﺪ 0ئ 0ﻏﻞ ٤ ١ةا ﻷ ﻻ ίểا 1ﻟﻤﺎة 1.ج 1أ ا 00 0ﻻ0اا)0 1 01011 00 ٤ oangي ﺀ ﺀ ﺀ ٤ / 80 00 9أ} ky ,01011 81/ 0 أ 1أ 7أ 0 8أل 0 0 ٤ ١د ا ا ﻻ ﻵ ط £ong 011اplг 0ئ 0ا ا 0ا0 0١ﻟﻤﺎا ١ا ﻷ أ 0ا أ 11ج 0ﺑﺎ ق 1ﺟ ﺄ ا 1ا ا ﺧﻞ doy ohuyen o6 ng n glι 00011! $ 7 RUYEN NN 7 H U A VA 7 & 11/0 1 000 g iu p ndy 80أ ] ة 8ؤا ﻻ ^tron gﻟﺪة DQNG 7 NN!$ اأ 0ﻷ ج ٤٣00ئ ٧ 0 hqp أا 0 0 ? ^ 7 BAI nι t 0؟ا0 0100 1ئ l ậ p 00 0ا ١اا 0ا٠ا0 1ﻻ ٩ج0 1٣00غ ١1ا اآ 0اp 8ﻻا gﺟﺎا'0ا p 1lầ o 0161 ٩000 1ا , 100.ا 0ا 0و 0ا'00 11ﻻج ا 0ا ا ا 00 0ﻻﻟﻤﺎ'ا 00 1ﻳ ﻼ ا 11ﻵط 00ا0 1ﻟﻤﺎا ج 0ﻳ ﺞ ا 0ا ا ا 0 ج 000ا ١ﺟﻰ ة 0011 1ة1 ش 8ا 0ا 1ج 61ا ج 0ذااا ح ﻵ ؛ 1ا 1ج 0اا 0اط ج0ىاا ٤0 0ااا0 1ط ﺟﺎا 0.ج ة0 0 nhang uy vdy , trong 8&1 001 7 g id odo 6011 doo tod 1lﺀ ( 2ة 011 (160 00/0 11000 11& 001 0 81/0 10171 0 0 phuc أ 7ا 0أ 1أ ا u‘ng ddy du you 1)011 o6 ng nghí^p thι/дng gQp /.ddpأأل 0أ 6أ d ^o 6011ز ة 000ا N a o g 0ﻻ M lo ll 268ا116 01 اﻷ 1ﻏ ﺎ ا ا آ ﻻئ o 0ح؛10.01 N g 1l ohung 0ج ٤أ / 81/ g 6p 011. ! ؛N 111 dι/qo cdm أا 4ا أا ل1 0 ٠ D i n hج ٠ة1 « ٠ ? 8 Bùi Hải m ong أ ] أ ا 0أ 11أ ا 0أ ا 0 0ا ة 0ﺟﻼ 00 ٩اا ا 0ة 00 -ا 1اا اا 00ة 0؟اا ا 0ة giảف0 0^1 0 0 ^ $ 11أ (1 X in ج 00ا ا آ :؛!) 0ﺟﺎا ا ا ا 0ا ة - 7) : (0 ) 5 ااا 1 ق /أأ 1أ ا 111/00 oang q l 0 ,ﺀج ٠ه ,0 ،ﻟﺞ^ ٠ا آ 0101 hudng 7 PHẦN I NHIỆT ĐỘNG Lực HỌC KỸ THT Chương CÁC THƠNG SỐ TRẠNG THA i Thơng số trạng thái dại lượng vật lý có giá trị xác định ỏ trạng thai dó Thông số trạng thái hàm phụ thuộc vào trạng thái mà khOng phụ thuộc vào ٩uá trinh Các thông số trạng thái gồm: áp suất p, nhiệt độ T, thể tích riêng V, entanpi 1, entropi s, exergi e Trong p, V, T gọi thông số trạng thái dây cần lưu ý nhiệt lượng q, công hàm phụ thuộc vào trin h nên thOng số trạng thái 1.1 ÁP suAt Các dơn vị thường dbng dể áp suất N/m2 = Pa (Pascal) MPa = 10 قkPa bar at = 10 ةPa = I qB N/m2 = 10 جN/ni2 = 750 mm Hg = 0,981 bar = 0,981 10 جPa 735,5 تmmHg = lOm IÍ2٠ = 14,696 psi mm, Hg = 32ل33 لN/m2 (Imm Hg cbn gọi la tor) psi =1 Zbf /1٧2 = 6894,76 N/m2 Ap suất t إاyệt dô'i binh chứa dược tinh sau: - Áp suất binh chứa lớn ap suất trơi: Ptđ=Pd fPkt ٠ - Áp suâ't binh chứa nhỏ ấp suất trdi: Ptd=Pkt-Pck dây: Ptđ - áp suất tuyệt dốÌỊ Pkt - ấp suất trơi (do baromet) Pd ٠áp suất dư (do manomet) Pck - áp suất chân không (do vacumet) 10 CHƯƠNG 1.2 NHIỆT oộ Nhiệt độ biểu thị mức độ nóng lạnh vật Khi đo nhiệt độ người t,a thường dùng thang đo nhiệt độ sau đây: nhiệt độ bách phân (nhiệt độ Celsius) t٥c , nhiệt độ tuyệt đô١ (nhiệt độ Kenvin) T٥K , nhiệt độ Farenheit t ٥F Quan hệ chúng sau: T.K = t c ٠f 273,15 t ٥c = - ( t ٥F - ) t٥F = 1,8 t c + 32 At(٥C) = At(٥K) At٥F = l,8At٥C Cần lưu ý có T.K thông sô" trạng thái ٠0_ 212 F Nhiệt độ điểm sôi nước 100.C t 180 khoảng chia độ 100 khoảng chia độ điều kiện áp suất tiêu chuẩn vật lý ị 32.F ٥ OF -40.F Điểm đóng băng nước 0c ị ٥ 32.F -17.8.C -40٥ c ٠٠ Để dễ dàng sử dụng phần phụ lục có bảng tính đổi c F ٩ THỂ TÍCH RIÊNG V, m^/kg Thể tích riêng th ể tích đơn vị khơi lượng V, m^/kg _ V 3/ V = ^ ٠ m /kg; G G ١ , p = — = — , kg/m (khôi lương riêng) V V 1.4 Nội NĂNG u, J/kg Nội (nội nhiệt năng) lượng phân tử chuyến động vật Nội náng khí lý tưởng phụ thuộc vào nhiệt độ xác định: Ai = U2 - U1 = Cv (t2 - ti) đây: Cv nhiệt dung riêng khơi lượng đẳng tích to Với khí thực nội náhg hàm phụ thuộc vào ba thông số p, V, T 11 CÁC THÓNG SỐ TRẠNG THẢI 1.5 ENTANPI ỉ, J/kg Entanpi định nghĩa biểu thức.: i r- u + pv Eiitanpi khí Iv tưởng phụ thuộc, vào n.hiệt độ xác định theo quan hệ: Ai = Ì2 - ii = Cp (t2 - ti) đây: Cj) - nhiệt dung riêng khối lượng đẳng áp Với khí thực entanpi hàm phụ thuộc VỒIO ؛cả bai thông số p, V, T 1.6 ENTROPI s, J/kg٥ K Entropi hàm trạng thái, vi phân vi phân toàn phần xác định biểu thức: ds = dq / T 1.7 EXERGI e, J/kg Chúng ta biết tất dạng lượng fngoài nhiệt năng) như: năng, điện nàng, hóa biến đổi hồn tồn thành cơng trình thuận nghịch Ngược lại dù trình thuận nghịch '١húng ta biến đổi phần lượng nhiệt thành công Chúng ta gọi exergi lượng biến đổi hồn tồn thành cơng q trình thuận nghịch Đơi với nhiệt q ta viết: q=e+a đó: e - exergi; a - anergi (là phán nhiệt không th ể biến đổi th n h công) Người ta chứng minh công thức sau: Exergi dòng chất chuyển dộng: e= -T ٥{s-s، ١) (1.1) đây: i, s - entanpi entropi chất trạng thái ban đầu io , So ٠các thơng số chát trạng thái cì cân với mơi trường có Po, To khơng đổi Exergi nhiệt lượng q nhiệt độ T: T q ^ T ( 1.2 ) đây: To - nhiệt độ không đổi môi trường Giá trị exergi mang dấu dương âm Độ lớn exergi giá trị tuyệt đơì 12 CHƯƠNG BÀI TẬP 1.1 Chỉ số Manomet lò 0,3 at, số Baroinet ٥c 785 mniHg Xác định áp suất tuyệt đôi lò Giải Áp suất tuyệt đơl lò hơi: 785 = 1,367 at Ptđ = Pd + Pkt = 0,3 + 735,5 Ptđ = 1,367 X ơ,981 = 1,34 bar 1.2 Xác định áp suất tuyệt đơl khí bình có lắp áp kế Nếu manomet 500 mmHg, Baromet áp suất khí 750 mm Hg ٥c, (ở ta coi cột áp Manomet o c , nghĩa không cần hiệu chỉnh độ giản nở cột áp này) Đáp sô": 1,69 at hay 1,666 bar 1.3 Xác định áp suất tuyệt đơl khí bình chứa có nhiệt độ 170 ٠c Manomet 500 mmHg, áp suất khí trời đo baromet 760 mmHg nhiệt độ 30 ٠c hai trường hợp: a) Coi chiều cao cột thủy ngân áp kế không đổi theo nhiệt độ b) Coi chiều cao cột thủy ngân h phụ thuộc vào nhiệt độ theo quan hệ: ho= h (l - 0,000172 t) đây: ho - chiều cao cột thủy ngân o c 1260 = 1,68 bar 760 Chiều cao cột thủy ngân manomet qui o c : G iải, a) p = Pd + Pkt = 500 + 760 = 1260 mHg; p = b) ho = h (l - 0,000172 t) = 500(1 - 0,000172 X 100) = 491,4 mmHg nhiệt độ cột thủy ngân lấy nhiệt độ trung bình nhiệt độ ngồi trời 30.C nhiệt độ bình 170.C : t = (170 + 30) = lOO.C Chiều cao cột thủy ngân Baromet qui o c : ho = h (l - 0,000172t) = 760(1 - 0,000172 30) = 756 mmHg Vậy áp suất tuyệt đơi khí bình: p = 491,4 + 756 = 1247,4 mmHg o c 1247,4 = 1.663 bar p = 750 ...ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP H CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Hồng Đình Tín Bùi Hải BÀITỢP NHIỆT DỘNG HỌC KỸ THUẬT VÀ TRUYỀN NHIỆT (Tái lầ n thứ tư) NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ... Nhiệt dung riêng (NDR) Bài tập Chương ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG THỨ NHẤT VÀ CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CIỈA CHẤT KHÍ 16 17 18 19 3.1 Định luật nhiệt động thứ 3.2 Các trình nhiệt động khí lỷ tưởng 3.3 Q... piiaii luc lực Chương HƠI Nl/ỚC VÀ CHU TRÌNH THIẼT BỊ ĐỘNG Lực HƠI NƯỚC 49 51 51 53 ٧٧ 69 5.1 Hơi nước 5.2 Các trình nhiệt động nước Bài tập Chương ổ LƯU ĐỘNG VÀ TIẾT LƯU 69 70 71 6.1 Lưu động 6.2