9/24/2009
1
K Thut Nhit
M mn hc: 074001 Tn ting Anh: Thermo Engineering S tn ch: 02 Thi kha biu:
Th Su Tit 6,7 Phng B.205Th Su Tit 8,9 Phng B.209
Ging vin: Th.S Trn V Hi ng Cellphone No.: 0909.89.35.39 Email: [email protected] Forum: http://kdongtau.forumotion.com
Gio Trnh
Hc liu bt buc:
[1]. Phm L Dn, ng Quc Ph, 2009. C s k thut nhit,NXB Gio Dc.
[2]. Phm L Dn, ng Quc Ph, 2009. Bi tp C s k thutnhit NXB Gio Dc.
Hc liu tham kho:
[3]. Nguyn Bn, Hong Ngc ng, 1999. Nhit k thut, NXBGio Dc.
[4]. Bi Hi, Hong Ngc ng, 1999. Bi tp k thut nhit,NXB Khoa hc & K thut.
PHN 1
NHIT NGK THUT
mailto:[email protected]://kdongtau.forumotion.comGio
9/24/2009
2
Chng 1:Nhng khi nim c bn &Phng trnh trng thi ca
mi cht th kh
1.1. NGUYN L LM VIC CA THIT B NHIT
Thit b Nhit:- ng c nhit- My lnh / Bm nhit
ng c Nhit My hi, ng c t trong, Tuabin hi, Tuabin
kh, ng c phn lc, tn la, ... Bin nhit nng thnh c nng hoc in nng. Nguyn l: mi cht nhn nhit t ngun nng,
chuyn ha 1 phn nhit nng thnh c nng vnh phn nhit cn li cho ngun lnh ri tip tc1 chu trnh mi.
Ngun nng: bung t, phn ng ht nhn, bcx nhit, a nhit,...
Ngun lnh: khng kh v nc trong mi trng
9/24/2009
3
Bm nhit / My lnh
Nguyn l: Mi cht nhn nhit t ngun lnh,em nhit lng cng vi phn nng lngdo bn ngoi h tr truyn cho ngun nng.
Nng lng bn ngoi: C nng, in nng,Nhit nng,...
Mt s khi nim v nh ngha H thng nhit: tp hp nhng i tng c
tch ra nghin cu cc hin tng v nhit. Cth chia thnh h thng kn, h thng h, h thngc lp, h thng on nhit,...
Ngun nhit: nhng vt trao i nhit vi micht. Ngun c nhit cao l ngun nng, ngunc nhit thp hn l ngun lnh.
Mi cht: cht m thit b dng truyn ti vchuyn ha nhit nng vi cc dng nng lngkhc. Thng dng mi cht pha hi (kh) v ckh nng co dn rt ln.
1.2. S THAY I TRNG THI &CHUYN PHA CA N CHT
Cc qu trnh:- Nng chy v ng c- Ha hi v ngng t- Thng hoa v ngng kt
Cc trng thi:- Nc si (nc bo ha)- Hi bo ha kh- Hi bo ha m- Nc cha si- Hi qu nhit- Kh l tng v kh thc
9/24/2009
4
1.3. THNG S TRNG THI CA MI CHT
3 thng s trng thi c bn trong nhit kthut:- Nhit - p sut- Th tch ring / Khi lng ring
Ngoi ra cn cc thng s nh ni nng,Entanpi, Entrpi, Execgi.
Nhit & nh lut nhit th khng
Nhit biu th mc nng / lnh ca mi cht. nh lut nhit th khng:
Nu t1= t3 v t2= t3 th t1= t2 Thang nhit bch phn Celcius (toC) Thang nhit tuyt i:Kelvin (TK), Rankine (ToR),
Fahrenheit (toF)
toC = TK 273 = 5/9 (toF 32) = 5/9 ToR 273
p sut tuyt i
p sut tuyt i p l lc ca mi cht tcdng thng gc ln mt n v din tch b mttip xc.
n v p sut tuyt i thng dng l N/m2
Cc n v khc: bar, mmHg, mmH2O, atm. 1Pa=1N/m2 =1/9,81 mmH2O =1/133,32 mmHg
=10-5 bar
1 atm = 760 mmHg
9/24/2009
5
p sut tuyt i
p = pk + pd (p ln hn p sut kh tri) p = pk - pck (p nh hn p sut kh tri)Trong :
p : p sut tuyt ipk: p sut kh tripd: p sut dpck: p sut chn khng
Ni nng
L tng ca ni ng nng v ni th nng K hiu: U (i vi Gkg), u (i vi 1kg) n v:
1kJ = 0,239 kcal = 277,78.10-6 kWh
= 0,948 BTU = 0,527 CHU
Entanpi
i vi 1 kg mi cht: i = u + p.v
i vi G kg mi cht: I = G.i = U + p.V
9/24/2009
6
Entrpi
L thng s trng thi c trng cho qu trnhnhn / thi nhit.
K hiu: s n v: thng l kJ
Execgi L nng lng c ch ti a m mi cht c th nhn
c tin n trng thi cn bng vi mi trngbn ngoi.
K hiu: e e = (i i0) T0 (s s0)
i: entanpi trng thi cn xc nhi0: entanpi trng thi cn bngT0: Nhit tuyt i trng thi cn bngs : entrpi trng thi cn xc nhs0: entrpi trng thi cn bng
1.4. PHNG TRNH TRNG THI CA MI CHT
nh lut pha ca Gibbs:V = C + 2 P
V: s thng s c lp ti thiu cn thit xc nh mt trng thiC: s thnh phn trong hP: s pha cng tn ti trong h
V d: S thng s ti thiu cn bit xc nh trng thi cami cht n 1 pha l: V = C + 2 P = 1 + 2 1 = 2
9/24/2009
7
Phng trnh trng thi ca kh l tng
pV = GRTp p sut tuyt i (N/m2)T nhit tuyt i (K)V th tch ca mi cht (m3)G khi lng mi cht (kg)R hng s cht kh = 8314/ ( l phn t
lng ca mi cht)
Home Works
1, 2, 3, 4 trang 152 sch C s K thutNhit
Ton b 20 bi tp Chng 1 sch Bi tp cs k thut Nhit
c trc Chng 2 nh lut nhit th nht& Cc qu trnh nhit c bn ca mi cht pha kh
9/17/2009
1
Chng 2:nh lut nhit th nht
&Cc qu trnh nhit c bn ca
mi cht pha kh
2.1. NHIT, CNG V CC PHNG PHP XC NH
Nhit lng: l nng lng i xuyn qua b mt ranh gii khi gia mi cht v mi trng c s chnh lch nhit . n v: kJ, kcal,...
Cng: Cng thay i th tch (cng dn n), Cng k thut.
Tnh nhit lng theo s thay i nhit
Nhit dung ring c l nhit lng cn thit a nhit ca mt n v mi cht tng thm 1 theo mt qu trnh no .
Da vo c im ca qu trnh v n v o lng, ta chia ra: Nhit dung ring khi lng ng p: cp (J/kg.K) Nhit dung ring khi lng ng tch: cv (J/kg.K) Nhit dung ring th tch ng p: cp (J/m3tc.K) Nhit dung ring th tch ng tch: cv (J/m3tc.K) Nhit dung ring kmol ng p: cp (J/mol.K) Nhit dung ring kmol ng tch: cv (J/mol.K)
9/17/2009
2
Mi quan h gia cc loi nhit dung ring
k : s m on nhitkh 1 nguyn t: k = 1,67kh 2 nguyn t: k = 1,4kh 3 nguyn t: k = 1,3
Cng thc Mayer i vi kh l tng:
8314
Rcc vp
kcc
cc
cc
v
p
v
p
v
p
Mi quan h gia cc loi nhit dung ring
T cc cng thc trn, ta c:
Nhit dung ring trong qu trnh a bin c s m n l:
1
kRcv Rk
kcp 1
1
n
kncc v
Nhit dung ring ca kh l tng
Loi kh k
Kh 1 nguyn t 1,67 12,6 20,9Kh 2 nguyn t 1,4 20,9 29,3Kh 3 nguyn t 1,3 29,3 37,7
).
(kkmol
kJcv ).(
KkmolkJcp
Khi yu cu chnh xc cao, c th coi nhit dung ring c quan h bc 1 (ng thng) vi nhit theo cng thc:
taac 10
9/17/2009
3
Tnh nhit lng theo nhit dung ring
Nu c = const:
Nu c = a0 + a1t:
)( 122;1 ttcq
2
12;1 cdtq
1221102;1 2 ttttaaq
Tnh nhit lng theo s thay i Entropi
Nhit lng cn thit a mt n v mi cht t trng thi 1 sang trng thi 2:
2
1
.2
12;1
s
s
dsTdqq
Cng thay i th tch
L cng do mi cht thc hin khi c s thay i v th tch.
Cng thay i th tch ca mi cht khi th tch thay i t v1 n v2:
2
1
v
v
pdvdll
9/17/2009
4
Cng k thut
L cng ca dng mi cht chuyn ng (h h) thc hin khi p sut ca mi cht thay i
Cng k thut c th tnh theo:
1
2
2
1
2
1
p
p
p
pktkt vdpvdpdll
NH LUT NHIT NG TH NHT
Ni dung nh lut:Nhit lng cp vo cho h, mt phn dng thay i ni nng, mt phn dng sinh cng.
ngha nh lut: Cho php ta vit phng trnh cn bng nng lng cho mt qu trnh nhit ng.
Biu thc: dq = du + dl
Cc biu thc ca nh lut nhit ng I
dq = du + pdv dq = di vdp dq = di dlkt
i vi kh l tng: dq = cvdT + pdvdq = cpdT vdp
9/17/2009
5
CC QU TRNH C BN CA KH L TNG
Qu trnh a bin Qu trnh ng p Qu trnh ng tch Qu trnh ng nhit Qu trnh on nhit
QU TRNH NG TCH
L qu trnh nhit ng c tin hnh trong iu kin th tch khng i.(v = const, dv = 0)
1
2
1
2
pp
TT
QU TRNH NG P
L qu trnh nhit ng c tin hnh trong iu kin p sut khng i.(p = const, dp = 0)
1
2
1
2
TT
vv
9/17/2009
6
QU TRNH NG NHIT
L qu trnh nhit ng c tin hnh trong iu kin nhit khng i.(T=const, dT = 0)
1
2
2
1
vv
pp
QU TRNH ON NHIT
L qu trnh nhit ng c tin hnh trong iu kin khng trao i nhit vi mi trng.(q = 0, dq = 0)
k
vv
pp
1
2
2
1
QU TRNH A BIN
L qu trnh nhit ng c tin hnh trong iu kin nhit dung ring ca qu trnh khng i.(cn = const)
n
vv
pp
1
2
2
1
9/17/2009
7
Lng thay i cc thng s trng thi Lng thay i ni nng:
Lng thay i entanpi:
Trong qu trnh ng nhit th u=0 v i=0
)( 12122
1
TTcdTcuuu vT
Tv
12122
1
TTcdTciii pT
Tp
Lng thay i entrpi Qu trnh ng tch:
Qu trnh ng p:
Qu trnh ng nhit:
Qu trnh on nhit:
1
2lnTTcs v
1
2lnTTcs p
1
2
1
2 lnlnppR
vvRs
0s
Tnh nhit lng trong cc qu trnh Qu trnh ng tch:
Qu trnh ng p:
Qu trnh ng nhit:
Qu trnh on nhit:
Qu trnh a bin:
Tcq p
Tcq v
2
111
1
211 lnln p
pvpvvvpq
Tn
kncq v
1
0q
9/17/2009
8
Tnh cng thay i th tch trong cc qu trnh
Qu trnh ng tch:
Qu trnh ng p:
Qu trnh ng nhit:
Qu trnh on nhit:
0ttl
)( 12 TTRltt
2
122
2
111
2
1 lnlnlnppvp
ppvp
ppRTltt
2
111 kk
tt vdvvpl
Tnh cng thay i th tch trong qu trnh a bin
221111 vpvp
nltt
1
2
11 11
n
tt vv
nRTl
n
n
tt pp
nRTl
1
1
21 11
1
21 11 T
TnRTltt
Tnh cng k thut trong cc qu trnh
Qu trnh ng tch:
Qu trnh ng p:
Qu trnh ng nhit:
Qu trnh on nhit:
Qu trnh a bin:
0ktl
)( 12 ppvlkt
ttkt ll
ttkt kll
ttkt nll
9/17/2009
9
Home works
Bi tp 5 13 trang 152 155 sch C s k thut nhit.
Ton b bi tp Chng 2 sch Bi tp c s k t
