🔙 Quay lại trang tải sách pdf ebook Bài tập nhiệt động học kỹ thuật và truyền nhiệt Ebooks Nhóm Zalo BAI TAP N '~ N 1 » ~ HUH NHA XUAT BAN OAI HOC QUOC GIA TP. HO CHI MINH BAI HOC QUOC GIA TP HO CHI MINH TRUING BAI HOC BACH KHOA Hoang Binh Tin - Bui Hii BR I Tf)P NHIET SONS HOG RY THUNT VR TRUVEN NHIET (Tai ban lan thu' tu) E BOO K B K M T. C O M HO TRO TAI LIEU HOC TAP NHA XUAT BAN BAI HOC QUOC GIA TP HO CHI MINH - 2012 PRAT I. NHIET DONG I.ISC HOC NY y'fl UA'I' Chuung 1. CAC THONG SP TRAM(' THAI ].]. Ap suat ].2 Nhiet do E BOO K B K M T . C O M910 ].3 The tich rieng v, i»'/kg ].4 Noi nang u, J/kg ].5 Entanpi i, J/kg 1.6 Entropi s, J/kg"K 1.7 Exergi e, J/kg Bai tap Chu'ong9. PHI ONG TRINH TRAYG THAI, HON HOP KHI, NHIET DUNG RIENG 2.1 Phu'ong trinh trang thai khi ly to ting 2.2 Hon hop khi ly thong 2.3 Nhiet dung rieng (NDR) Ikai tap Chu'o'ng 3. BINH LUAT NHIET BPNG THU ÃHAT VA CAC QUA TRINH NHIET BONG CUA CHAT KHI 3.1 Binh luat nhiet dong thu' iih it TAP 10 ]0 11 '1 ].1 12 16 17 18 19 26 26 3.2 Cac qua trinh nhiet dong co ban 3.3 Qua trinh hon hop cac khi 3.4 Qua trinh nen khi Bai tap Chuong 4. CHU TRINH CHAT I&il 4.1 Chu trinh nhiet do»g 4.2 Chu trinh doug co dnt trna>g 4.3 Chu trinh tua bin khi 4.4 .'h~'n~ '~B thie'.' bi nhiet, dong c0 do' trong, dong co tua bin khi, may lanh, nha may nhiet dien, thong gio ua dieu tie't khong khi.... Thie't bi nhiPt ngay nay phat trie'n ra't nhanh va da dang, xam nba vao nhieu nganh ky thuat va co anh hu'ong quan trong de'n cha'tluringsan pham. Cac t'hie't bi ludn luon du'0c cai tien tren c0 s8 phat trie'n cong nghe moi, ky thudt mai va vat lieu mai, tuy nhien no van tuan theo nhi2ng nguyen ly' ce ban vc nhiet dong lu'c hoc ky thuat ua tr uyen nhiet. St> hie'u bie't ue cac mon hoc nay se giup cho sinh uieri, ky su' ua ky thuat v ien cd co ski vung vang trong viec su' dung thiet bi, lu'a chori cac phu'kg an ky t h u at ve nhiet rnot each hpp ly trong cac day chuyen cong nghe. Cu6n BAI TAP NHIET BONG LUC KY THUAT VA TRUYEN NHI ET la mot phan quan trong giup sinh vien trong qua trinh hoc tap cac mon hoc nhiet dong lu'c hoc ky thuat va truyen nhiet du'oc thudn lqi hon. Chung toi da he't sec cubi' gang ke' thu'a nh8ng kinh nghiem to't a trong nude cung nha a nu de ngoai ua su'u tarr< cac bai toan sat uoi nh i ' ng va'n de ky thuat cong nghiep thu'0ng gap nhlrn phuc vu doc gia. Tuy vay, trong dieu kien hien nay chung toi chu'a thd dap u'ng day du you cd'u cac ban doc. A'6t mong nhan du'oc su' gop y' cua ban doc. Xin chdn thanh can~ urn. Bia chi Lien he: Trung tarn Nghien cu'u Thic't bi Nhiet va Nang lu'crng moi Tru'eng Bai hoc Bach khoa - Bai hoc Quo'c gia TI'. Ho Chi Minh 268 Ly' Thawing Kiet, Q.10 - BT: (08) 8652315 Cic tic gib P GS-TS. Hoang Dinh Ti n PGS-TS. Bui Hai NHIET BONG LUC HOC KY THUAT Chu.'dhg CAC THONG SO TRANG THAI Thong so' trang thai la nhOng dpi lvqng vat ly co gia tri xac dinh 0 mot tzang thai nao do. Thong so' trang thai la ham chi phu thuoc vao trang thai n>a khong phu thuoc vao qua trlnh. Cac thong so' trang thai gom: ap sua't p, nhiet dj T, the tich rieng v, entanpi i, entropi s, exergi e. Trong do p, v, T goi la cac thong so' trang thai co ban. 0 day can 1W y nhiet ltfqng q, cong 1 la cac ham phu thuoc vao qua trinh nen khong phai la cac thong so trang thai. 1.1 AP SUAT Cac don vi throng ditng de do ap suat 2 N/m = Pa (Pascal) 3 6 6 2 1MPa = 10 kP a = 10 Pa = 1 0 N/m 5 2 1 bar = 10 N /n > = 75 0 m m H g 1 at = 0,981 bar = 0,981 . 10 P a = 735,5 mmHg 10m H20 = 14,696 psi 2 1 rnm Hg = 183,3g 'N/m (1mm Hg cbn goi la tor) 1 psi =1 lbf /in = 6894,76 N/m Ap suat tuyet doi trong blnh chCfa duqc tinh nhu sau: - Ap suat binh chCfa ldn han 6p sub't khi troi: Ptd = Pd +Pkt - Ap sujet binh chQa nho han 6p suat khi trodi: P td P k t Pck o day: ptd - ap suat tuyet do'i; pk, - 6p suat khi troi (do b5ng baromet) pd - ap suat du (do bhng manomet) p„k - hp suat chan khong (do bkng vacumet). 10 CHLfONG t 1.2 NHIET 80 Nhiet do bieu thi mCfc do n6ng lanh cua vat. Khi do nhiet do nguii t.a thu'ong dung cac thang do nhiet do sau day: nhiet do bach phan (nhiet do Celsius) t'C, nhiet do tuyet do'i (nhiet do Kenvin) T'K , nhiet do Farenheit t'F. Quan he giu'a chung nhu sau: T'K = t' C + 2 7 3,15 t 'C = — ( t,'F — 32) 9 t,'F = 1 , 8 t,'C + 32 b,t('C) = bt('K ) at'F = 1,8at'C Can lou y la chi co T'K moi la thong so' trang thai 212 F Nhijt dj didym soi 100 C cua nUdc 180 khohng 0 dieu kien ap suat ti0u chuan vat ly 100 khoang chia do chia do 32 F OF -40 F Biem dong bhng cua nUdc OC 32 F -17.8 C 0 -40 C Be de dang khi sCf dung phan phu luc co bang tinh doi giua C va F 1.A THE TICH RIENG v, m /kg The' tich rieng la the tich cua mot don vi khoi luqng v, m /kg v = —,m/kg; p = — = —, kg/m (khoi luqng rieng) V 1 G G v V 1.4 NP,'i NANG u, J/kg Noi ning (noi nhiet ni ng) la ning laong cua cac phan tu chuyeri dong trong vat. Noi ning cua khi ly te&ng chi phu thuoc vho nhiet do va duoc xac dinh: h l = u 2 u y = cy (t2 t]) i day: c., nhiet dung rieng kho'i leong ding tich. Voi khi thi«noi nang 1h hhm phu thuoc vao ca ba thong so co ban p, v, T. CAC THONG SO TRANG THAI 1.5 ENTANPI i, J/kg Entanpi ddsc dIrih nghla bang bIeu thuc'. i = = u + pv. Entanpi cua khi ly t uorrg chi phu t.huoc vao n.hiet do va xac dinh th eo quan he: r ] = c )) (tj - t y). o day: c» - nhiet dung rieng khoi luong dang ap. Voi khi thee entanpi la harrr phu thvoc v~io ca bar thong so ca ban p, v, T. 1.6 EI4TROPI S, J/kg'K Entropi la harn trang thai, vi phan cua no la vi p han t oan phan duoc xac dinh bang bieu thuc: ds = d q / T 1.7 EXERGI e, J/kg Chung ta bie't rang ta't. ca car dang nang luo'ng g hqp b la: ' '= 1'7c 1,663 Tif day chung ta tha'y khi nhiet do trong binh va ngoai trodi khong cao thi ta co the bo qua viec hieu chinh chiAu cao cot thuy ngan trong cac ap ke cha't long thuy ngan. 1.4. Xac dinh ap sua't khi troi i 0 C ne'u baromet chi 755 mmHg a dies-kien nhiet do la 30'C Dap so': 1 bar hay 750 mmHg 1.5. Mot binh co granvacumet thuy ngan duqc dat trong ph6ng co granmanomet H 20. Xk c d i n h a p s u at t uyjt d o i c u a k h i tro n g binh n e u bi e t chi so vacumet lh 180 mmHg, chi so rnanomet la 50 mmH20 vh hp suat khi trai do bhng b'cromet 0 30'C la 750 mmHg. 150mm Hg 180mm Hg 750mm Hg Giai. - Ap suat tuyet doi trong phong: pf -— p< + pk, Vi 8 day khong cho bie't nhiet do trong binh va nhiet do phong nen ta co the bo qua hieu chinh cot cha't long trong vacumet va manomet. Ta se chi hiju chinh doi vdi baromet. 50 10.000 pd = 50 mm FI20 = = 0,005 at hkt = h(1 — 0,000172 t) 750(1 — 0,000172 x 30) = 746 mmHg 8 0 C 746 735,5 P kt = = 1,014 at pr = Pd + pkt, = 0,005 + 1,014 = 1,019 at - AP suat tuyet doi trong binh: Pb = Pf P k p - 1 ,019 — 0,245= 0,774 at 180 735,5 14 cHL/ONG i 1.6. Tren du'ctng khoi ra khoi lo hei do dht quat hut nen ap s«a't tuyet do'i cua khoi se nho hon hp suat khi :r si. Be do ap suat cua khoi n,;u'oi ta dung ip ke' cha't long H 0 2 dat n h i e n 30' . Bie't . g chieu dai cot nude trong 6p ke' la 160 mm, ip sua't khi quyen 740 rnmHg o O'C. Xhc dinh ap suat tuyet doi cua kh6i. Khoi Dap so': 734,1 mrnHg 1.7. Tren dUong kh6i ra cua 16 hoi co dat quat hut. Be do ap sua't cua kh6i ta dung ap ke' nghieng 30'C, chA't long 1h dau hoa c6 khoi luqng rieng 0,8 kg/lit. Chieu dhi cjt chat long trong ip ke' chi I, = 200mm, biet 6p sua't khi quyen 745 mm Hg. Xic dinh ap suat tuyet do'i cua khoi. Giai. Ap suat tuyet doi cua kh6i: p = pkt — p ,k a day: p,> = g. p.h Chieu cao cot dau trong h dupe tinh: h = cs in u = 2 00 x s i n 3 0' = 1 00 mm = 100.10 m -3 3 785 10" p,k = 0,981x0,8 . 10 x 1 0 0 . 10 = 785 N/m = — x 750 = 5,89 mmHg p = pkt — p,k = 745 — 5,89 = 739 mmHg 1 8. Bo chan khong trong binh ngung hoi cua tua bin c6 chi so 9,52 mH20, chi so cua barornet thuy ngan la 740 mmHg. Xac dinh ap suat tuyet doi cua hoi trong binh ngung. Bap s6: 0,054 at hay 0,0529 bar 1.9. 1 kg khong khi chuyen dong trong ong c6 nhiet do ban dau bhng nhiet do moi truing 27'C, sau khi nhan nhiet, nhiet do khong khi tkng len de'n 127'C. Xac dinh lu'ong bien doi exergi cua 1 kg dong khi d6 khi biet cp = 1kJ/kg do va bie'n doi entropi: hs = 0,29 kJ/kgdo. G iai. Exergi 6 trang thai ban dau: e y = i y — i p — Tp(s> — s,) Exergi o trang thai cuo'i: e2 = i 2 — i p T p (s2 — sp ) CAC THONG 30 TRAIVG THAI 15 Vay bien doi exergi: e = «g — e~ = i ~ — i~ — To (sg — s~ i = c) )(tz — t>) To hs = 1(127 — 27) — (27 + 273) x 0,29 = 1 3 k J /k g 1.10. lloi nuoc 6 trang thai d6u co i~ = 3050 kJ/kg, sy = 7,1 kJ/kg do, sau khi gian na dhng ap de'n trang thai hai co ip = 2950 kJ/kg, sg = 6,92 kJ/kg do. Xac dinh bie'n doi exergi cua 10 kg hoi nu'oc d6 khi biet nhiet do moi truing t~ = 27'C Bap so': 460 kJ 1.11. 1 kg hoi NHz di vao binh nyfng co i~ = 2100 kJ/kg, s~ = 7 kJ/kg do, sau khi ning tu dkng ap trong binh ngmg, cha't long ngmg co iq = 410 kJ/kg, sq = 0,7 kJ/kg do. Xac dinh bie'n doi exergi trong qua trinh NHq ngmg tu do ne'u tp = 27 C. Bap so: 200 kJ/kg Chu,'dng PHUONG TRINH TRANG THAI, HON HOP KHI, NHIET DUNG RIENG 2.1 PHUGNG TRlNH TRANG THAI KHI LY TIJONG Khi ly tuong la khi duoc xem nhu' khong c6 luc tuong tac giua cac phan tu, khong co the tich ban thirF phan tu, nghIa lh cac phan tu cua khi ly tuong chi lh cac chat diem chuyen dong. Trong thuc te chat khi o nhiet do c ao va ap suat tl .,> co the coi la khi ly tuong (d vi tri each xa duong gioi han tren), vi du k. n g k hi, khi Og, Ng... o dieu kien binh thuong, deu co the coi la khi ly tuong de xu ly. Phuong trinh trang thii voi 1 kg khi: Phuong trinh trang thai vdi G kg khi: Phuong trinh trang thai voi 1 kmol khi: pv = RT pV = GRT pV„ = R„T o day: p - ap suat tuyet doi, N/m • ~ 3 v - the tich rieng, m /kg T - nhijt do tuyet doi, 'K; V - the tich, m V„- the tich cua 1 kmol, m /kmol R - hing so' chit khi, J / k g'K R„- hkng so pho bie'n cua chat khi, J/kmol'K. Hhng so chat khi duqc xic dinh bkng bieu thu'c: R R= " = J/k oK P o day: p lh phin tu luong cua khi. Kilomol khi lb. luqng khi tinh b ng kg c6 gia tri b5ng phan tu luqng cua khi do, vi du po = 32 kg.... PHUONG TRINH TRANG THAI, HON HQP 8'HI, IVHIE? OUNG RING 2.2 HON HgP KHl LY TUANG Hon hqp khi la hon hqp ca hoc cual cac khi thanh phan khi khong xay ra phan Cfng h6a hoc. Neu cac khi thanh phan la khi ly tuang ta co hon hqp khi la khi ly tu8ng. 1- Tinh chat cua hon hpp khi ly trio'ng Ap suat cua hon hqp tuan theo dinh luat Dalton: a day: p - ap suat cua hon hqp khi p; - ap suat rieng phan (phan ap sua't) cua cac khi thh.nh phan trong hon hqp Boi voi 1 kg hon hqp khi: pv = Rhh T Bo'i vdi G kg hon hqp khi: pV„ = G R hh T B oi vdi 1 kmol hon hqp khi: p V „ = R„T i day: R„ = 8314 J/kmol'K - hAng so pho bien cua chat khi Jlhh - khoi luqng cua 1 kmol hon hqp 8314 Rhh = , J/kg'K - hhng so chat khi cua hon hqp. Be xac dinh Rhh va yah ckn bie't chic thanh phin cua hon hqp 2- Cac thanh phan cua hon h~ - Thhnh phan kho'i luqng g;: g; G - Thanh phan the tich r;: - Thhnh phan kmol r;: V; r V trong do: G; - khoi luqng cua khi thhnh phan trong hon hqp, kg G - khoi luqng cua khi hon hqp, kg V - the tich cua hon hqp khi, m V; - the tich cua rieng phon cua khi thanh phan, m M; - so kmol cua khi thhnh phan; M - so' kmol cua hon hqp khi. 3- Xac dinh cac dpi lu'png cua hon hpp 18 CHt./QVG 2 1 8314 = Zr P ; = ; Rhh = Zg;R; ~g;/v; 4- Xac dinh phan cip eucit cua hhi thanh phan pi = rip 2.3 NHIET OUNG RIENG (NDR) Nhiet dung rieng lh nhiet luong can de ibm t5ng nhiet do cua mot don vi do luong vat cha't len mot do trong mot qu6 trinh ca'p nhiet neo d6. 1- Ccic lofti nhiPt dung rieng - NDR khoi leang: Khi luqng vat chat do bRng kg, ky hieu 1h c (J/kg do) - NDR the tich: Khi l eq ng vat chat do bkng mdt kho'i tieu c',.van (lh m 8 dieu kien tieu chuan t = O'C, p =760 mm Hg), ky hieu: c' (J/m„do) - NDR kmol: - NDR dkng ip: Khi l uang va t c h a't d o b 5 n g km ol , k y h i ndu: c„(J/kmol do) Khi qui trinh xay ra 8 ip sub't khong doi, ky hindu: cp, cp, c~p. ,- NDR d5ng tich: K hi q u 6 trlnh xay ra o the tich khong doi, ky hindu: cyan c' vj clv 2- Quan hy girla cac l ofti nhi jt dung rieng cp — c~ = R ; Cp C~ k; c> -— pc = 22,4c' 8- Xac dinh gici tri nhiyt dung rien g - Nhiet dung rieng la hRng so: Trong tinh- toin khong can do chinh xac qu6 cao hole khoang bien thien nhijt do khong ion, de dan gian trong tinh town, nguoi ta thuang xem nhiet dung rieng lh hing so'. Ckn cCf vho ting loai khi: mot nguyen tu, hai nguyen tQ... vh phon tu 1 Ltong cua khi de xic dinh NDR. C va c' =22,4 Tri so c„ - tra 8 phan dau cua phu luc (Bhng 1) - Khi can do chinh xic cao trong tinh town, hoac khoang bien thien nhiet do rat lan thi co the xem NDR phu thuoc nhiet do theo quan he doing throngvh tinh nhq sau: PHLfCIIVG?I..'IIVH?RANG ?HA', HON HCF' KII I, f4HIE I DUNG Fl'ENG 19 a day: b,t = tp — ty tr c ; c ' la n h iet dung rie»g trung binh trong khoang nhiet ~l 0 0 0 —: t~, 0-'-ty va duroc xac dinh tif cac bang so hoac tinh theo cong thC'c a phan phu luc (Bang 2 —: bang 6) O' NOR c.uc: phon hin hop hhi c = g c-, ; c' = r c ', ; 5- Z'inh nhijt th eo NDR Q = G c b t Ne'u cha't khi duroc coi la khi ly th rongthi c = const, ne'u lh khi thLrc thi tp c = cq~> — c p h u t h uoc nhiet do. tr BAI TAP 2.1. Xkc dirh the tich rieng, khoi ldqng rieng cua khi N q o dieu kien tieu chuan vh a dieu kien co ap suat du la 0,2 at, nhiet do 127'C. Bie't ap sua't khi quyen la 780 mm Hg o O'C . Dap so': v = 0,96 m / k g ; p =- 1,04 kg/m 2.2. X@c dinh the tich rieng va khoi lcong rieng cua Og a dieu kien tieu chuan va o dieu kien nhiet do 27'C, ap suat du' 2 bar. Bie't ap suat kh! troi la 750 mmHg o O'C. Dip s6: v = 0,26 m /kg; p = 3,85 kg/re 2.3. Ngrfli ta born khi COp vao bi»h chCra co the tich lh 3m"; manomet cua binh chi hp suat truoc va sau khi nap khi lh 0,3 at va 3 at. N hiet do khan t5ng len tif 45'C de'n 70'C . Xac dinh khoi ldong khan da nap vho binh neu ap suat khi quyen la 760 mmHg 8 O'C. Giai. Lriang khi born vao binh: G = Gg — Gy Ci~ lh lrrang khi co s6n trong binh p yV = G ) R T ) , G ) =p,V RT, C>p lh lrrong khi trong binh sau khi da nap them vA.o 20 cHLIONG 2 p pqV = Gq RTq., Gz =RT~ Vay: G pz p» R T~ T » , Ap sujet manomet chi lh hp suat dd, do do hp sujet tuyet doi duqc tinh: 760 p» = phd + pd» = + 0,3 x 0,98 = 1,307 bar 750 p q = PI t, + p„ = + 3 x 0,98 = 3,953 bar R = 83 1 4 8314 = 189 J/1 g.'K p 44 3 3 , 953 10 1 , 307 • 10 189 70+ 273 45+ 273 2.4. Mot binh co the tich 0,5m chCfa khong khi a ap suat du 2 bar, nhiet do 20'C. L»fqng khong khi can thoht ra khoi blnh lh bao nhieu d6 ap suat trong binh co do chan khong 420 mmHg trong dieu kien nhiet do khi xem nhu khong doi. Ap suat khi quyen lh 768 mm Hg a.18'C, p = 29kg. Bap so: 1,527kg 2.5. Mot xylanh-piston co dung tich 0,8m c h Cfa khong khi o dieu kien ap suat su la 2 bar. Piston cua xylanh se dich chuyen mot doan duong la bao nhieu de cho hp suat cua khong khi d»foc nen len den 8 bar o nhiet dj khong doi. Biet dUong kinh cua xylanh lh d = 0,6m Giai. The tich Cfng vai khoang dich chuyen x cua piston la: Rd 4V V = V » — V g = x ; x =- 4 md~ Khi nhijt dj k h ong doi ta c6: T» = Tg= T p»V» = GRT»,. p~V~ = GRT~ ta c6: V 2 Pl hay p» V 2= V » V » p Pg p» . p» 5 V= V » — V2= V » — V» ,' V = V » 1 =0,8 1 - - = 0 3 m Ps P2 8 4V 4 x0 3 nd 3,14 x 0 61,06 m PHVOhlG TRIIVH TRANG THAI, HON HOP Kl-ll, iVHIIE T l3UING RIENG 21 2.6. Piston chuyen dong trong xylanh chiesa khi ly tuang co ap suat du ban dau 0 ,2 at. Khi piston dich chuyen ve phia. sau, do chan khong cua khi l a 600 mmHg. Ap sua't khi quye'ri 780 rnm.Hg r3 0 C. Xac dinh su thay doi the tich Vg/Vt. a) Gia su trong qua trinh piston dich chuyen nhiet do khong khi khong thay doi. b) Gia sQ trong qua trinh piston dich chuyen nhiet do khong khi giam di 2 lan. Dap sc: a) Vg/V1 = 5,16; b ) V 2 /V1 = 2,58 2.7. Mot bong den dien chQa khi gom phan hinh cau A co the tich V,y = 90 cm va phan hinh tru B co the 3 t ich VB = 1 5 cm . K h i c hua th5p sang nhiet do t rong bong den dong deu va bang ty = 2 5 ' C , d o chan khong trong bong den la 200 mmHg. Sau khi dot nong den che' do on dinh, nhiet do trong phan hinh cau tp = 160 C, nhiet do trong phan hi nh true tg = 7 0 C . X a c d inh ap suat cua khi t r o ng bong den sau khi do't nong (thkp sang). Biet ap suat khi quyen 760 mmHg. Giai- T a biet r A ng k hoi l uong khi Nq t r o ng b6ng den la k h o ng t h ay d o i trode vh sau khi t hap sang, trode khi th5p sang nhiet do va ap suat dong deu trong b6ng, do do: G t = Gg = G GP(a) 1 Gg = GA + Gg = — — + P~VA pa Vs p~ V ~ V~ ' — +- (b) RT~ RT ~ R Tp, TB tif (a) vh (b) ta co: pp = p,V T ' Vw VB + TA 3 — 6 3 V s + V s = 90 + 1 5 = 10 5 c m = 105 . 10 m Pl = pkt — pck = 760 — 200 = 560 mmHg =- 0,747 bar Tt = 25 + 273 = 298'K; Tp = 160 + 273 = 433'K ; TB = 70 + 273 = 343'K 22 cHLfONG 2 0,747 10 x10 9 0 10 15 1 0 433 343 2.8. Mot kg kho~.g khi kho (gom N2 va 02) co Lli';ih phan kho'i luang gz,, 76,8%; gp — 23,2ic. Hay xac dinh thanh phan the tich, hhng so cha't khi, kmol cua khong khi va phan ap suat cua khi N2, 02. Neu biet ap suat khi trodi la 760 mmHg Giai. Thanh phan the tich tinh theo thanh phan kho'i leang: r; = -' Xg, /IIL; gp, /Pp, 23,2/32 gp~ /Pp2 + g>,2 /><2 23 2/32+ 76.8/28 rp, - r~ -— 1- rp = 1 — 0,21 = 0,79 = 79% 2 2 K~ol p cua khong khi: p = Z r ;p; = rp pp2+ r ~ 2 p~ = 0,21x 32 + 0,7~ 28 = 29 kg/kmol 0 29 Phan ap sua't cua tung khi thanh phan: p; = r;p P o, = 'o, P = 0,21 x 760 = 159,4 mmHg pz, = r z, p = 0 ,79 760 = 600,6 mmHg 2.9. Thanh phan the tich cua cac san pham chay (khong chua hai nudcj nhu sau: CO2 = 123% 0 2 7 2%. N 2 80 5 Tinh p, R, v, p cua san pham chay khi p = 750 mmHg va t = 800 "C Hap so': p = 30,3 kg/kmol; R = 274 J/kg'K v = 2,94 m /kg; p = 0,34 kg/m 2 10. Ca' n b n h o n h (yp khi c 6 t h hnh p han k hoi l uqng g c p2= 18%; gp,-— 12%; g> = 70% den ap suat bing bao nhieu de khi t = 180'C thi 8 kg hon hop khi do chic'm the tich 4m . Dip so: 2,46 bar 2.11. Trong mjt binh the tich 12 in c hua khi dot co ap suat 3,92 bar, nhiet do 18'C. Thanh phan the tich la: H2 = 0,46; CH4 = 0,32; Co = 0,15, N2 = 0,07. Sau khi dung mot thai gian ap;uat cua n6 giam den 3,04 bar PHUONG TRINH TRANG THAI, HON HOP gHI, NHIET DUNG RIENG 23 v ~ nhiet do 12'C. Tinh lu 0 0 rf day: ht = t ~ — t = 800 — 200 = 600'C Tif bang nhiet dung rieng trung binh cua N2 ta co: 't c = 1,024 + 0,00008855t, kJ/kg'K p c"= 1,024 + 0,00008855t x 8 0 0 = 1,095 kJ/kg'K po c'= 1,024 + 0,00008855t x 2 0 0 = 1,042 kJ/kg' K p) 1,085x800 — 1,042x 200 Vay ta co: ctb 600 Khi tinh gan dung ta co the coi bang nhiet dung rieng trung binh tif 1 0 —: tg va i t t b = — (t, + t2 j = 500'C 2 crab= 1,024 + 0,8855 . 104 t tb = 1,024 + 0,8855 . 10 500 = 1 ,07 kJ/kg ' K Sai so gap phai la 4% 2.13. Trong mot binh ki n t h e t ich V = 300 lit chCfa khong khi 8 6 p s ua't pl = 3at, nhiet do t~ = 200'C. Xhc dinh nhiet ldong can ca'p de nhiet do khong khi t5ng de'n 120'C. Khi tinh xem nhiet dung rieng lh h5ng so vh phu thuoc nhiet do, kiem tra lai do sai so trong hai truong hop. Giai. Khoi luong cua khong khi chCfa trong binh: p>V 3x 0,98 . 10 x0,3 RT> 2 8 7(20 + 273) Khi coi khong khi la khi ly thong, nhiet dung rieng la hAng so (khong khi lh khi hai nguyen tu), tir bang ta co c„„ = 20,9 kJ/kmol'K . Vay nhiet dung rieng khoi lu'ong dhng tich cua khong khi: c, = -""= -'= 0, 72 k J/hg'K 29 24 CHOKING 2 Nhiet luqng can cung cA'p: Qy = G • cy (tg t y ) = 1 05 >< 0 72 (120 20) = 756 kJ Khi coi nhiet dung rieng phu thuoc nhiet do, tir bang nhiet dung rieng t ta co: c„ = 0,70 88 + 0,00009299 t, kJ/kg'K 0 Neo'i ta da chCfng minh ruingmuo'n time„' chi can thay t = t~ + t g t vho cong thCfc c„ . V ay o day ta co: 0 "= 0,7088 + 0,0009299 (t~ + tg) t] c,b = 0,7088 + 0,00009299 (20 + 120) = 0,7218 kJ/kg'K - Nhijt luqng can cung cip: Qy = G cytb (t2 ts) = 1,05 x 0 , 7218 (120 — 20) = 75,79 kJ •76,79 — 76,6 Sai so trong hai truong hqp: ' '= 0,25% 75,79 2.14. Khong khi dUqc lam lanh tif 1000'C den 100'C o ap suat khong doi. Xhc dinh luqng nhijt cua 1 kg khong khi toa ra, khi tinh ta coi nhiet dung rieng la hkng so' va phu thuoc vho nhiet do. Tinh sai so trong hai tnf0ng hqp. Bap s6': q = 988,2 kJ/kg; sai so 8% 2.15. Khong khi a nhijt do 0 C, hp suat 760 mmHg chCfa trong binh kin co the tich 100 lit. Xhc dinh nhijt luqng can cung cap de ibm nong khong khi tkng len den 200'C. Khi tinh coi nhijt dung rieng phu thuqc nhiet dQ. Bap s6' Qy = 18,5 kJ 2.16. 4m khong khi 8 ap suat dQ pd = 2at, nhiet do 20'C ddqc dot ning den 120'C. Xhc dinh nhiet 1Lfqng can ca'p trong dieu kien Ap sua't khong doi neu coi nhiet dung rieng lh h5ng so' va hp suat khi quyen lh 1 at. Bap s6': Qp = 1410kJ 2.17. Pubic dinh nhiet dung rieng trung binh kho'i luqng ding ap vh nhiet luqng can cap cho 10kg hon hqp kh i c o t h hnh phan khoi l uqng: Oz = 10%; COg = 10%; Ng = 80% de nhijt do tif 200'C ting de'n 800'C . PHUONG TRINH TRANG THAI, HON HOP KH'I', NHIE T L)UNG RIENG 25 Giai: Op '. 0,9203 + 0,0(}0 10i65t P 0 ep = 0, 9 203 + 0,000 10 65(200 + 800 } = 1,0268 kJ/kg 'K p t C 02.' No: tp ep = 0, 8 654 + 0,0002443t P 0 cp = 0 , 8654 + 0,00024 43(200 + 800 } = 1, 1097 k J/kg 'K t, ep -— 1,024 + 0,000088 55t P 0 e = 1,0 2 4 + 0,00008855( 200 + 800) = 1, 1 126 k J/kg 'K Theo cong thCfc tinh nhiet dung rieng trung binh: c„ = Zg,c Ta co: c},qg = 0, 1 x 1,0268 + 0, 1 x 1, 1097 + 0,8 x 1, 1 126 = 1,04kJ/kg 'K Qp = G eppes (tp — t, ) = 1 0 x 1,04(800 — 200) = 6624k J Chu'de BINH LUAT NHIET BONG THU NHAT VA CAC QUA TRINH NHIET BONG CUA CHAT KHI 3.1 DINH LUAT NHIET DONG THLJ NHAT 1- Dqng to'ng quat cua phu'kg trinh dinh luat I q = b ,W + L „ , q (3.1) 6' day: hW = W, — W~ - bie'n doi ning luringtoan phan cua he » - cong ngoai ma he trao doi voi moi truing. Trong he kin, nang l uringtoan phan la noi ning W = u, cong ngoai la cong thay doi the tich l» 2 = I>2. Trong he ho, ning l uringtoan phan cua he la entanpi vh dong ning 2 W = i + , cong ngohi cua he (khi bo qua bie'n doi dong ning) la cong ky 2 ' t huat l nl 2 = Ikt ) 2 . 2- Phu'cog trinh dinh l ua t I ch o hj k i n v a hj h d Vdi moi khi: q = hu + l » , dq = du + p d v (3.2) q = b , i + 1 «» , dq = di — v dp v s khi ly tuong: d q = c,dT + pdv dq = c>dT — vdp (3.3) 3- Phu'mg trinh dinh luat I cho dong lu'u dqng Khi chuyen dong trong o'ng dong khi k hong trao doi cong voi moi truong (l„y2 = 0) va bie'n doi ning luqng cua dong: DL NHIET DONG THL/ NHA T VA CAC QT Iy'Hlt T DONG CUA CHAT KHI 27 AW = Ai + tX(I) 2 Viy tif (3.1) ta co phuong trinh di,nh luat I cho dong khi: I'()2 dq = di+ d (3.4) 4. Phu'dng trinh dinh luat I cho cac qua trir.h hon happ doan nhi jt K hi hon hqp doan nhiet {q = 0) co kh ; k h ong t rao doi cong vai m o i true»g (l„ = 0 ) , vay tif dang tong quat cua phuang trinh (3.1) ta co dong cu the cue phuong trinh dinh luat I cho cac qua trinh hon hqT.. hu = 0, hay: W ) — W; = c o n st 3.2 CAC QUA TRINH NHIET BONG CO BAN CUA KHI LY TUONG 1- Bien doi nqi nang va entanpi cua khi ly tu8ng (3.5) AU = U2 — Uy AU = 12 — )1 2- Qua trinh dang tieh Phuong trinh: Cy(t2 — t $ ) cp(t2 — ty) v = const Quan he giifa cac thong so ca ban: Cong tha„" do'i the tich: Cong ky thuat: Nhiet cua qua trinh: p2 T2 p( Ty l (2 = 0 v(pg — pq), J/kg qy Qy =- B ien doi entropi: ~ s 3- Qua trinh dang 6p Phuong trinh: cy(t2 — t>) = h u , J / kg It q„ -= CiC„(tg = t(), J 72 s — s = c l A 2 1 v 1 const Quan he giu'a cac thong so: Cong thay doi th4 tich: Cong ky thuat: Nhiet cua qua trinh: Qp V2 v( I)g ll-il2 Gqp T2 Tl p(v2 — vi), J,'kg 0 ' QCp (t2 t > ) J CHUONG 3 Bien doi entropi: T2 As = c ln P 4- Qua trinh dang nhijt Phuung trInh: pv = const, (T = const) Quan he giGa chic thong so: P2 P1 2 Cong thay doi the tich vh cong ky thuat: P1 V1 l i2 = l gI 1 2 = RT l n = p1 V1ln P2 v2 Nhiet cua qui trinh: Bie'n doi entropi: qT As = Rln Rln P2 5- Qua trinh do{an nhijt (q = 0) Phuong trinh: pv = c onst voi so mu k =cp cv k Quan he giGa chic thong so: P1 l>2 = (T, — T2) R k-i Cong thay doi the tich: 'L) PIVI k — 1 C ong ky thuat: Lk t 12 = k l 12 k-1 k-1 RT k — 1 B ien doi entropi: A s = 0 ; 6- Qua trinh da bien Phoningt rinh: p v = const Quan hl(! CAC thong so: P1 Tl T2 s2 = s] = con st I@i ,P2 n-1 C ong thay doi the tich: l 1 2 R n-1 (T1 — T2) DL NHlf T DONG THUNHAT VA CAC OT IV>vi n — 1 1— P2 ,Vi RT, n-1 Cong ky thuat: Nhiet cua qua trinh: lkc>z = nl~2 Gqn = Gcn(t2 tl ) N hiet dung rieng c„: cn = n-k Cv n-1 Hie'n doi entropi: As = c„ln72 3.3 QUA TRINH H5N H(jP CAC KHI Co ba cich tao ra hon hqp khi khac nhau: hon hap trong the tich da cho, hon hqp theo dong, hon hqp khi nap vao the tich c6' dinh. Chung ta chi xet qua trinh hon hqp doan nhiet vh khong trao doi cong v6i moi treong, nen theo (3.5) ta c6 phuong trinh dinh luat I: Wy = W2 = co n s t o day: W~ - ning luqng cua he trode khi xay ra hon hap W2 - nang leqng cua he sau qua trinh hon hqp. 1- Hon hpp trong the' tich Phuang trinh dinh luat I: The tich cua hon hqp: Nhiet do cua hon hop: Ap suat cua hon hop: da cho v =gv, v =gv,. Pg,c„T, pg,c„,. P = 0 day ky hieu vdi chi so i ia cua khi thanh phan tao nen hon hqp. 2- Hon hpp theo dong Hon hqp theo dong tao nen khi ta cho nhieu dong khi hoa tron vho nhau tao nen dong khi hon hop. Bong nang cua dong khi deqc bo qua. 'c I A 92 I g) Phu'ong trinh dinh luat I: S I= P I, sc Hinh 8.1 30 C:HUONG 3 Nhiet do c~a hon hap khi ly tuang: The tich cua hon hqp khi cho bie't ap suit cua khi hon hap p: T p; V ; p Tq Vai khi thee, vi du H20 c6 the dung do thi i - s, cac diem A, B lh trang thai cua hai tham gia hon hqp. Trang thai cua dong hon hqp C num tren defang AB chia no theo ti le nghich vai gq, g2. Tif diem C ta c6 the tim duqc ~c» sc» pc» Tc» 3- Hon hpp hhi nqp vao the tich co'dinh Hon hqp darictao nen khi ta barn them vho mot binh chCra khi nhCfng dong khi khhc. Phuang trinh dinh luat I: U = U y + I; a day: Uy - noi ning cua khi c6 s5n trong binh I; - entanpi cua dbng khi nap them vao U - noi ning cua hon hqp khi trong binh. T Nhiet do cua hon hap khi ly teang: gÃv~>+gF >Y~ g>c„~ + g;c„; Ap sua't cua hon hqp khi bie't truac the tich V: p = 3.4 QUA TRINH NEN KHI GRT V M6y nen khi co rat nhieu chung loai (piston, true vit, xo6n oc, canh gat, ly tarn, hu'ang true...) nh~ g kh i phan tich ve mat nhiet dong chung deu giong nhau nen a dAy chung ta chi neu len chic cong thCfc tinh cho may nen piston la loai sQ dung ra't pho cap. Miy n6n la thie't bi tieu to'n cong (cong co gih tri am) nen a day cong ti'u hao cang nho cang tot. 3.4.1 May nen piston mqt cap 1- Cong cua may nen ly t ung Khi nen ding nhiet: Lmn = pyVyln — = GRT y l n Pi Khi n6n doan nhiet [x ' — y] = GRT [x" Lmn ' — 1] DL NHIET DONG THU NHAT VA CAC QT Al Hlf: T DO/VG CUA CHAT h'Hl Khi nen da bIA» Lin» p,V, Ix" "" -1) = - URT, llx" '-'" — ll n — 1 n — 1 2 trong do: p~ - N/m G-kg; L inn> x = — goi la ti so' nen pz P) Con neu tiiih Vi (m /s), G(kg/s) thi L,))„ (w) goi la cong suat. 2- Cong cua may nen thu'c M6y nen thu'c la may nen ma piston khong chuyen dong de'n sat n4p xylanh (no co mot khoang khong khi dern duac goi la dung tich thu'a Vt). Ngoai ra 8 day con ke de'n cac anh hu'Ang khac nhu hien tuqng ma sat... Cong cua may nen thitc giong nhu' bieu thu'c tinh cong cua may nen ly thong u tren, chi khac ii day la Vi = V ( m , in' / s ) l a l i tqng kh i h u t t h i tc, G(kg, kg/s) la kho'i lu'ong khi hut vao may nen. Vi du khi nen da bien. n — 1 n — 1 a day: V = P.V i , X - he so' n;.ip; Vg - the tie"a hanh tiinh cua piston k,A,,(A, i, A i, trong do: A,I - he so' ke de'n anh hLtiing cua the tich thea A,« - he so ke den anh heing cua qud trinh tiet luu qua cac van k~ - he so ke de'n anh hu6ng cua viec do't none khi tir vach xylznh A„ - he so ke den anh hu'~ing su ro ri moi chat k.k - he so ke de'n cac anh hucng kh6c. Vg = S . ,".. n (in ,/s) d (m) - ditong kinh xylanh; S (m) - hanh trinh cua piston Z - so xylanh trong mot ca'p nen n (vg/s) - so' vong quay cua true khuyu trong 1 giay. Neu ke den cac anh huDng khac nhu ma sit cua khi (the hien bAng 32 CHLfONG 3 hieu sua't cua chi thi r~;), ma sat ci'ia o true khuyu (hieu suat co q,), anh huang cua khop truyen dong (hieu suat truyen dong r~z), cua dong ccrc dien (hieu suat dong ca qd,). Cong hoac cong suat tieu thu dien ning cua may L „ mn n;n,ndnd, 3- Nhi jt lam mat xylanh trong qua trinh nen Ne'u la nen da bie'n 1 < n < k, nhiet can phai lam m6t xylanh (nhiet toa ra trong qua trinh n6n): n-1 Q„ = Gc„(Tg — Ty) = Gc„T> (x " -lj J cn = c y n-k n-1 3.4.2 May nen piston nhieu cap 1- Ti so nen cua chic cap X l = X 2 = --. = XPc m- ph ct day: m - so cA'p nen; p, - ip suat cuo'i; pd - Ap sua't dau Ap suat sau cac ca'p nen ting theo ca'p so nhan cong boi la x. Cap 1: Cap 2: 2- Nhijt dp P2 = P l x Pl = Pl x 2 Nhiet do vao cac cap nen nhu sau: Tl = T3 = T5 Nhiet do ra chic cap n6n nhu nhau: T 2 = T = T = T," " " 3- The tich xylanh CAp 1: Vl Cap 2: Cap 3: V 3 = V l /x V 5 = V l / x 2 The tich xylanh giam theo ca'p so' nhan cong boi 1/x 4- Cong cua may nen nhieu cap Lmn - mLl cf day: m - so cap may nen; Ll - cong cua ca'p thCf nhat. O' NHIF T OC NG THI/ NH j'..:;; CA " 0, 'le,'lET < 3,'V C; 'U8 CHA T K.' - 1Vhijt c.".c; a hhi n en v i. . a m mdt tr u i ng gian >~hiet ace ra khi nen c cac ci'p nhu'nh du. q„ = .„~, (.--i) ll 1 a day: c< - nhiet dung rieng cUa rua trinh d:.; bie'n. Nhiet thai trong qui trinh lam mat trung gian se nhu' sau: qm = cp (Tg Tl ) c day c> - nhijt dung rieng kho'i luang dang ~p. BAI TAP 3.1. Be nen 3kg khi metan (CH4) nguoi ta can tieu ton cong .~4n 800 kJ va luc nhy noi ning cua khi tang mot lu'ong 595 kJ. Xac dinh nhiet leang thai, do bie'n thien nhiet do va bie'n thien noi ning cua khi nen, neu cho bie't nhiet dung rieng c„„ = 26,4C kJ/kmol K. Bap so: Q = 205kJ; At = 120'K ; b L = 782 kJ 3.2. Bom. nhiet 1Ltqng the.tich 300 cm chCfa day O~ o' ap suat 25 bar, nhiet do 20'C. iVgeai ta do't 0,3g nhien lieu co nhiet tri 25,1 MJ/kg. Xac, dinh suit vh nhiet do cuo'i qua trinh chay neu bo qua nhiet toa ra ngohi qua thhnh k'crn nhiet laqng. Giai. Nhiet toa ra khi do't 0,3g nhien lieu: 0,3 10 x 25,1 10' = 7,53 kJ Nhiet nay dot nong hon hop khi tao nen sau khi chay: G cy (t9 t ] ) Til day suy ra nhiet dn saii khi chay t~; Q fp = — + t ) Gc„ o day: G - khoi hing cue khi sau khi ch .y (gom COp tao ra va Op cbn lai) c„- nhiet dung rieng cua hon hap khi do. Luqng khi Op luc dau chCfa trong born: G p > V 25 10 x0,3 10'= 9 1 8 1 0 k~g = 9 8 g i20+ 273 ) Khi chay xay ra pnan ung: C + 0 ) = COp 34 cHUONc s 12g + 32 g = 44g 32 44 0,3g + — 0,3 = —.0,3 12 - 12 . 32 '.cqng Og da tham gia vho phonc hug chiy: x 0,3 = 0,8 g 12 VFjy luang+ cbn lai trong boy: 9,8g — 0,8g = 9g ~ 44 Lacing C+ tao thhnh sau phkn Cng chiy: — x0,3 = 1 , l g 12 Khaki leong hon hap khi sau khi chiy: G = Go + Ggo = 9 + 11 = 10,1 g Nhigt dung ri0ng khaki laying ding tich cua h5n hop: 9 . 5 1 1 7 c„ = g j;c„= >t +'x 4,18 = 0,6 5V M/kg' K 10,1 '32 '10,1 44 Vay nhi$t dq khi sau khi chly: 7,53 tg = '+ 20 = 1155 ' C 10,1 10 x0,657 Ap su& khi sau khi ch4y: T~ . 115 5+ 273,- 22 b Ti 20+273 r S.S. Trong mjt binh kin th5 tich V = 0,015 m chica l ung kh5ng khi vs hp suik dku py = 2bar, nhijt d6 ty = 30 C. Nhigt d(i vh hp suat se thay dpi ra sao n6'u ta cap cho khong khi lacing nhigt 16kJ. 3Qic dinh luctng bison d8i ngi ning, entanpi vh entropi; Khi coi kh6ng khi 1h khi ly tang. Giai. Khaki luong kh6ng khi trong blnh: p V = GRT - 6 =i ='= 6 0 3 4 5 k g RTi 273(3 0+ 273) . Vi dhy lh qul trinh ding tich nhn nhi$t d6 cd'i quk triuh: Qv = Gcv (ts — 4). vcfl: Cv kJ/kg K 29 tg = Q, +tg Gc„ 16-10 20,9 0,0345x - '.10+ 30 = 674'C 29 T2 Ap sub't cu6i qui trinh: pg = py Tl • 674+» 3 6 b 30+273 OI- NHIQT ®NG THIJNHAT VA CAC QT AMPHI f T OFHNG CUA CHAT KHI 35 T2 P> T, Hiah 3.2 Ldang bie'n dpi noi ning: q„ = hu; Q„ = hU = 16k J Leong bison dpi entanpi: dI = Ghi = CcP «'.tP — ty) cp --"~ ='kJ/kg K c 293 p 29 29,3 I + Z l q„ =~u hl = 0,0345 - '( 674 — 30) = 22 ,44 kJ 29 Ldong bien doi entropi: As = Gc~ln -"= 0.0345 - *.10 ln p~ 20 9 q 6,25 p) 29 2283 J/ OK S 4. Xylanh co dd0ng kinh d = 400 imam ch0'a lu'qng khong khi c6 th4 tich V = 0,08m, 6' 6p suat 3 bar, nhie.t d0 15'C. Hbi hfc tkc dung lan piston se tang len bao nhieu neu kh.ong khi trong xylanh nh~ nhigt hi ng SO kJ trong dieu kido p!atop khorig dich chuyen. 4 Dkp sf: b,t = 4,99.10 N Mpt binh kin th4 tich 0.6m chua khbng khi 8 4p sujet 5,1 at, nhi$t d0 20'C. Be larn Janh binh ngu5i t,a l ay di!eqng nhijt 105 kJ. Xhc dinh nhiet d0 vh hp suat trong biv.h, 1dqng thay doi entanpi sau qu4 trinh 1"'in lanh d6. D ap so: i:.~ = -20,7'C;, p p = 4,3 bar; hI = 1 4 7 k J ~ ~ N g =.bi ta gia nl.iet cho 1 kg kh5ng khi tropg dieu kiln kp s t khb n g d8i p = 2 bar tif nhigt do t~ = 2(' 't den tg = 110'C. Xlc dinh th4 tich cuoi, nhijt ldqng cAn ca'p, cong thay doi the tich, leqng.thay doi ngi ni ng, ldong bien thien ent!.opi. 36 CHUONG 3 Giii e c" o~ cP /gG P2 p=const T2 1( xL/ V) V2 Hinh 3.3 Bay la qua trinh ding ap cua khi ly tu8ng, the tich cuo'i du'qc tinh: v2 RT2 287( 1 10+ 273) 3 P 2*10 Lacing nhiet can cung ca'p cho 1 kg khong khi: qp c p(t2 t > ) ='10 (1 10 — 20) = 90,9 . 10" J/kg 29,3 3 29 Loqng thay doi noi ning: 29,3 h u = c „ (t 2 — ti ) ='-10 (110 — 20) = 64,8 . 10 J/kg 29 Cong thay doi the tich: qp Luong bien EU + L12 qp A U = ( 9 0 ,9 — 64,8) 1 0 = 26, 1 . 10 J/kg thien entropi: c /n - ='10 /n = 271 J/kg' K T> 29 (20+ 273) 3.7. The tich khong khi trong xylanh co doing kinh d = 600 m m , Vy = 0,41 m ct nhiet do 20'C. Neu khong khi nhan luqng nhiet 99,5 kJ trong dieu kiln ap suat khong doi vh piston dich chuyen 400 mm. Hoi nhiet do cuoi vh ip suat trong qui trinh lh bao nhieu. Bap so': t2 =101'C; p = 2 ,5 bar 3.8. 1 kg khong khi o' hp suat py = lat, the tich rieng v~ = 0,8 m /kg nhan lucyng nhiet 100 kcal/kg trong dieu kien ap suat khong doi. Xac dinh nhiet do dau, nhiet do va the tich cuoi'? Dap so: t~ = 0 "C ; t 2 = 4 1 6 ' C ; vg = 2 . 0 2 m / kg OL IVHIET OONG THLINHAT VA CAC QT I'VHIEiI OONG' CUA CHAT KHI 37 ~.9. Khong khi t r ong xylanh gi;in nil disci>g nhiet o t = 20' C t u t h e t i c h V] = 1,5 m , a p s uat p ] = 5 bar dieu X'2 = 5,4 in' . Tinh luong nhiet cung cap, cong thay doi the tich vh coi.ig k v thuat, bie'n doi noi nang entanpi vh entropi. Giai. Day la qua trinh di»g nhiet c;ua khi lv tuong. Qua trinh duoc bieu diei> tren H.3.4 duoi day. P P) P, Pi P Pp 0T = const 2 V) I S Vp S, Hink 3.4 V2 1.5 A p sua't cuoi : p2 = p ] = 5 ' = 1,39 bar V, 5 4 Bien doi iioi nang va entanpi troiig q ua trinh d a ng n h i et c ua khi l y tuo'iig: .sU = h l = 0 v i hT = Oi Nhiet cung c6p cho qua trinh: AU + L ) = L ,, Cong ky thuat 4'ing cong t hay do i the tich: L kt]2 = L ] 2 V s L ]2 = p ] V ] ln = 5 - 10 x 1, 5 x l n = 9 ,6 10 J Lu'ong bien thien entropi: hs = GR ln -V ~ Q ~ 9,6 10'" 3280 J/' K V, 7 20+ 273 8.10. 1 kg khong khi duoc nen dang nhiet o nhiet do t = 30 C t u ap suat dau p] = 1 bar den ap suat cuoi pg = 10 bar. a) Xac dinh: the tich cuoi, cong nen, luong nhiet thai. b] So sanh cong tieu hao voi qua trinh nen doan nhiet trong cung dieu kien ap suat nhu tren. Bieu dien qua trinh tren do thi p — v va T — S Dap so: a) vz = 0,087 m /kg; l]2 = -200 kJ/kg = lpt]2, q = — 200 kJ/kg 38 CHAI'JG 3 b) t2 = 312'C; v2 = 0,168 m~ g ; l 1g ~ — 202,2 kJ/kg; lg112 = -283 kJ/kg 8 11. Ehong kh i du q c ! 14n doan nh i j t tii tr ang th ai ba i 1 d A U c 6 t1 = 15C, p1 = lat den trang thai cuoi co p~ = 8at. Hay xhc djnh chic thong so' trang thai cubi tq, v2 cua khong khi n4n, cong thay doi the tich, cong ky thu$t, he0ng bison doi nji ning vs entanpi. Giai. Bay 1h, qu6 trinh doan nhijt cua khi ly th rong, qua trinh dirac bieu dihn tren H.3.5. P2 T2 P) 12 I I V, V2 S)=S2 Hinh 8.5 Nhi|;t dj sau khi n6n: k-1 1.4 — 1 p 8 1 . 4 T 2 = T 1 - = (15+273) - 11 12 88 x 1,811 = 522K = 2 4 9 ' C The tich cuoi: V2 = V1P1 P2 1/k p1, p2 lx0,98x10 0,1906 m /kg Cong thay dpi th6 tich: RT1 k-1 P2 P1 k-1 jk — 168 J/kg Cong ky thult cua qul trinh (chinh 1h cong cua may nhn) lgqyo = k/I 2 = — 1,4 x 168 = -235,2 J/kg Leqng bison dpi ngi ning: q = h u + l 1 g = 0 b,u = — ly2 = 168 J/kg Leqng bien dpi cua entanpi: OL NHIf T ®NG THU NHAT VA CAC QT IV]IIEET +NG CUA CHAT KHI 39 ai = — l),pig = 235,2 J/kg 3.12. Khong khi trong xylanh a trang thai dau p~ = 6at, ty = 25'C sau khi gian no doan nhiet the tich tang lan gRp hai. Hay tinh 6p'suit vh nhijt dj cuo'i qua trinh. Cong thay doi th4 tich cua 1kg khong khi Gap so': pg = 2,22 bar; tg = — 47'C ; leap= 52,2 kJ/kg 8.18. 1 kg khong khi o ap sua't pi = lat, nhi0t do t~ = 30 C. sau khi bi n4n doan nhijt ap sua't ting len 10 lan. Xac dinh: the tich, nhijt do sau khi nen, cong cua may nhn. Dap so: tg = 312 "C; vg = 0,171 m /kg lm~ = lgt,>g = 282,8 kJ/kg 8.14. 1 kg klihng khi du'qc nbn da bie'n (n = 1,2) t y = 0 ' ( ' , i p sujet. p~ = 0.98 bar dI'n ap suat Xac dinh nhiet do cuoi qua trinh nen, lu'ong cong ky thuat cue qII6 trinh. trong may nen tir nhigt dj p~ = 7,845 bar. bie'n doi nqi ning, entanpi, Ciai. Bay lh qua trinh da 41in c6a khi ly teDng, quk trinh dafac'bfeu di4n train do thi (H.3.6). 8 /II/ ~2T2 2 Vg V, F(ah 8.6 Nhijt do cuoi. cua qu5 trinh ndn: A-a l.2-1 Tz = Ty ~ = (20+273) 7,845 0,98 P>) 293 x 1,415 = 414 'K f..dqng louie'n doi noi ning: 20.9 . . h,u:= c,, (tp — ty) = — ' — 10 (141 — ".''") = I':7,2 J/kg ';'l ,wit 40 CHUONG 3 Luong bie'n doi entanpi: Cp Ai = c P( t 2 — t1); = - - = k = 1,4 hu c„ A i = 1 ,4h,u x 8 7 ,2 = 122,08 J/kg Luong nhiet thai ra trong qua trinh nen: n-k n-1 q» = c»(t2 t l ) = c • (ti - t 2 ) 0,72 . 10 '' (141 — 20) = -87,2 J/kg 1,2-1 Cong thay doi the tich 12 =RT, 7. 845 287x 239 1.2-1 1,2 — 1— 174J/kg n — 1 0,98 Tinh each khac, theo dinh luat I: q„ = h u + l 1 2 l 12 = q » — hu = 8 7 , 2 — 87,2 = — 174,4 J/kg C ong ky thuat: l k t - nl12 = 1, 2 ( — 174,4) = — 209 J/kg 3.15. Can nen lacing khong p2 = 7,2 bar, V2 = 1,77 tich. k hi tu' V1 = 10 m' , p 1 = 0,9 bar, tt = 1 7 ' C d e n in' . Xac dinh so' inu da bien n, cong thay doi the Dap so'. n = 1,2; L12 = 1872 kJ 3 .16. 1,5 kg khong kh i du'qc nen da bien tif p 1 = 0,9 bar, tt = 1 8 C den p2 = 10 bar, t2 = 125 "C. Xac dinh so mQ da bien n, the tich sau khi nen va lu'ong nhiet thai ra. Bap so: n = 1 , 1 49; V 2 = 0 , 1 71 m ; Q» = 195 kJ 3.17. Trong mot binh chu'a 2 chat khi A va B co nhiet do nhu nhau t = 300'C dupe ngAn each bai tarn ch6n M (H.3.7), tarn ch5n nay co dac tinh la chi cho khi B di qua. The tich phia trai v ach nghn V 1 = 0,5m', phia p hai v ach ngAn A,B v, Pi I I I I I Pz I V2 = 0,25 m'. Khoi leqng khi A la 1,44 kg, khi B la 0,464 kg. Khi A va B du'ac coi la khi ly ttfong co: pA — 28 va pB = 2 Xic dinh Hinh 3.7 Ap suat ban dau p1, p2 Crng vai the tich V1, V2 khi chea bo ta'm ngan. DL NHIET GONG THU N H A T VA CAC OT NiHIET DONG CUA CHAT KHI 41 Xhc dInh ap suat cua hon hop khi~ sau khi bo't~m nghn. Giai Chung ta nhan t hay ra ng t rong the' tich V~ co chat k hi A v a B co n trong the tich' V2 chi co khi B. W ay ap suit p~ trong Vy la ap suat cua khi hon hqp cua khi A va khi B nen p~ = p,q + p)<. Con ap sua't p2 trong V2 chi l a ap suat cua khi B (p2 = p„ ) . Vi khi A chi co trong V~ (V,y = V~ ) nen ta co: p,'s~ A = GARgT G,>R,< T 1.44x 8 3 14(300+ 273) ' V 28x0,5 Khi B co the khue'ch tan qua rnang chan va chic'm ca the tich Vy va V2 nen V~<=Vi + V2, vay : p)< V)~ = Gt)R}~T G))R})T 0.464x8314(300+ 273)7 V, + V., 2(0,5+0,25) va t;~ co: p ) = p,~ + p~t = 4,9 + 1 4 , 7 = 19 , 6 b a r pz = pt) = 14 7 b a r Sau khi bo mang ch6n hai khi se tao thanh hon hqp khi tr ong toan bo the tich va co ap suat ho» ho'p luc nay lh p, ta co: p(K'> + V>) = ( G ,y+ Gl<) RT o day: H = g h RA + g 13 RB R = x — + — — x 322,2 J/kg "K 1 , 44 8 3 1 4 0. 464 831 4 1. 904 28 1. 9 04 2 V:iy ap suat trong btnh khi bo mang ch6n se la: P (G,, +G)) )1(T V, +V2 1,904x 322,2x 573 17.93 bar 0,74 3.18. Trong mot binh chu'a khi COg dur>c chia doi bii mot vach nghn (H.3.8). Ngln ben trai khi CO2 co py = 430 mmHg, t~ = 170'C, Vy = 1ni'. Con v, n ghn ben phai kh i CO2 co p2 = 94 0 m m H g , t 2 = 210'C , V 2 = 3 m . Hay xac dinh ap suat va nhiet do cua hon hap sau khi rut vach nghn. P2 V2 T2 Hinh 3.8 42 GHUONG g Giai B ay la hon hop '"ua khi ly Orang trong the tich da .".ho V = Vy + V2. Nhiet d(i cua hon hop COo sau kl.i lay vach ngkn: QS i vi i i~/,.„~Ty+g2C llgTg gj yj gl vl g2c y' 0 dAy vi chic cha't khi d u la COg vh nhiet do khong sai khac nhau nhi4u nen xem c,y = c„2 Vay ta c6: gy Ty +g2Tn T =' -= glT>+ g2T2 (vi gl+ g 2 = 1) gi+g2 Kho'i lu'ang CO2 trong Vy. p iVi = G i RT y ; G I piV> RT, 430 s „ s , 2 pi = — x 1 0 = 0,5 7 3 . 10 N / m 750 R = 8 3148314 189 J/kg "K 44 0,572 10 x l 189(170+ 273) Khoi lu'ong CO2 trong Vg'. 940 g s 2 p 2V2 = G2 R T 2 p., = — 10 = 1,25 3 . 10 N /m 750 P2V2 RT2 G, 1 253 • 10 x3 189(210+ 273) 4,1kg 0,142 g i =0,68+ 41 G, +G2 G2 G, +G2 Nhiet do hen hap: 0,41 0,68+41 0,858 T = g) T1 + g2 T2 = 0,142(170+ 273) + 0,858(210+ 273) = 477' K Ap suit hen hap: pV = GRT GET (0.68+41)X189x477 5 N/ 2 V 1+3 OL NHIQT OOAtG THif IVHA'T VA CAC Or WH tg7 UOIVS C UA CHAT KHf 43 3.19. Co hai binh A vh B noi vdi nhau brii 1 van. Binh A chda 50 lit khi N2 a ap suit pq = 20 bar, tq = 200'C, bl nh 8 c:hCra 200 lit khi CO2 ct 6p suit p2 = 5 bar, t2 = 600'C. Xac dinh ap suat va nh!et do rua h on. liqp sau .khi m8 van. Dap so'. t = 411'C; p = 8,9 bar 3.20. Trong mot binh co vach ngan, ngan hen trai chCfa 1kg khi 02 a ti = 27'C, ngin ben phai chu'a ll'.:g khi N~ 0 t2 = 127 C. Sau khi bo vach ngin, hay xic dinh nhiet do cua h~n hap, ap suit cua hon hop, cho bi0't th0 tich cua binh V = 1m . Ba p so: ti = 180 'C ; p = 1,96 bar 3.'l. E,o hai dong khong khi hoa tron vho nhau (H.3.9). Dong thief nha't co Gy = 120 kg/h, ti = 500'C dong k hi t hCt 2 c 6 0 = 210kg/h v a t2 = 200'C. Gia thiet ring ap suit cua cac d.ong khong khi bing nhau vh 45ng 5p suit cua dong hon hop. X6c dinh nhijt do cua dbng khi hon hop. G,T Hinh 3.9 Giai. Bay la truang hop hogn hqp theo cnng cuba chic khi ly tu8ng. Nhiqt do cua hon hop duroc xac dinh: g T = glCpl l g]Cp]T< + g r>cp)'f) gj pj Rl p l g ') p > 0 day hai dbng dhu lh khan' khan vent nhiet do cung khong khac nhau Qui nhi4u nen cp~ = c>2. Vay ta co: ggcpyTj + g~c„2Tg gicp~ + g >cp2 El I 1 + g~T2 121-' 210 g> tl + g2t' = = -00 + 200 = 309' C 120+ 210 120+ 210 , 3-22- Dnng khong I":hi lanh a 0 C hr>n l)n'p voi d6ng khong khan nong ct 900'C tao nen clan:-.:.'.hi hon hop 8 80'C. '.ac dinh khoi lcaag cua dbng J>ong khi lanh v4 mong d5 t'o ra 1kg Joog hon hop. Day so'. G-, =- 0,911 kg; G2 = 0,08~ kg ~.23. Ba dong kht. hon hap vc'i nhau, r3(')ng I li khi Oz cb Gq = 115 kg/h 8 CHUONG 3 nhiet do t~ = 300 'C, dong II la khi CO co Gg = 200 kg/h 0 t~ = 200'C, dong III la khong khi co tg = 400'C. Dong hon hqp co t = 275'C. Xac dinh lw l u'qng cua dong khong khi Gg va luu lu'q»g the tich cua dong hon hqp neu ap suit cua hon hqp la 1 bar. Bap so': Gg = 1 00 kg/h; V = 64 3 m / h 324. Trong mot binh kin chu'a 5 kg khi Ng o nhijt do t~ = 27 C. Co 2 kg khi COp i nhiet do t; = 27'C chay vao binh do. Xac dinh»hiet do va ap s uat cua hon h q p k h i tro n g b in h n e'u biet t h e ti c h c u a b i n h t3 V=3m. Giai. Bay la truing hqp hon hqp khi nap vao the tich co dinh cua chic khi ly t u8ng (H.3. 10): Nhiet do cua hon hqp T: g>c.Tt +g;c,,T; g ( C,. ) + g, C,.; Nq co,,i,~ Hinh 3.lo 0 day: gy = g >. ,5 5 G~, +G|-o„ 5+ 2 ,7 gi = g< (>.,= c ~e cpv 2o.9 p 28 c„), 37,7 29. 3 c = c(~ c 44 44 5 20,9 2 37,7 7 2 8 7 4 4 5 20.9 2 29. 3 7 2 8 7 44 Ap suat cua hon hqp: pV = GRT 323 'K = 50 'K GRT~ R5 8314 2 831 4 V ' ~ ''7 28 7 44 p =- - = 6,01.10 N / m = 6,01 bar 1 3.25. M ot khoi khi C Op o d ieu kien ban d au ty = 40 C, py = 1,2 bar b i en thien theo qua trinh da bie'n den trang thai 2 co tg = 60'C va pg = 0,9 bar. Cho biet noi ning cung cap cho qua trinh la 2,66 kJ. OL NHIET OONG THU NHA T VA CAC 0 7 NHIIET GONG CUA CHA T KHI 45 Xac dinh nhiet luo»g cung c~p cho Ikhoi khi Q '? Dap so: Q = 9,495 kJ 3.26. May nen ly tuo'ng mot. cap, lu'u luo ng hut khong khi la 100 m /h a ap suat p1 = lat, nhiet do t1 = 27 "C. A-.p suat cuoi p2 = Sat. Xac dinh cong suat ly thuye't cua may nen va l uring nuac lam mat xylanh cua may nen ne'u nhiet do cu,a nuo'c thng len 13 "C la da bien vdi n = 1,2. Giai. Cong suat tieu hao cua may nen khi dune tinh: 11-1 , qua trinh nen 1.2-1 n n-1 P>v> P' pz P> 1.2 1,2 — 1x 1 x 0. 98. 10 x 100(8 "' — 1) 2,44 . 10 J!h = - = — 6.78 10 W = 6 , 7S kW 3600 Nhiet thai Qn T2 t2 ra ~~y)anh trong qua trinh nen: n — k Gc„ (t2 — t() = G c„ (t 2 — t , ) n — 1 11-1 8'= 1 4 1 5 P2 0 P> T t x 1 , 4 1 5 = (27 + 273) x 1 , 41 5 = 424 K 151'C pi~i 1 x0.98 10 xl 0 0 G287 x 300 RT, 114 x: - '10" x ' '(151 — 2'".' = — (,02 . 10 J/ h 20 9 g 1,2 — j.4 7 29 1,2-1 Nhiet thai trong qua trinh nen nay duqc nuoc,'>in ~. p.; ii xylanh mang di, nen: I Q„ I Gnome = Q„g~, = G„zd, x c p x I QA I 1,02x10 cput 4, 18 103 x13187 kg/h 327. Mhy nen 1 cap hut luqng khong khi 400 p i = 1 b ar , t > = 20'C, ap suat nen la p2 = 7.bar voi qua trinh nen n = 1,3. Xac dinh: a) Cong suat ly thuyet cua may nevi, cong suat tieu may nen, cho bie't: m /h, . d ap su a t so ku da bien cua thu dien nang cua CHIJONG 3 = >I ' 4 ' 0e b) Xhe dIah st vying quay cua true khuyu ne'u bilt h~ sC nap X = 0,7, defang kfnh xyianh d = 200 mm, hhnh trinh piston s = 100non, so xylanh Z = 2. c) Leang nhi4t thai qua xylanh may nen Giii. Cong suat lg thuyet t;ua sory n6n: nPl n-1Pz Pl n-l.'n 1,3-1 x1 10 x400(7 ' ' '- 1) = — 9,8. 10 J/h Cong sujet tiki' thu di$n ning cua may ndn: -98 10 L ="='= - 388 10 % = - 38 8 kW q „ 0,7x3600 Sb vong quay cua true may nen: V g = - =- s n Z V md' 4 4V 4x400 k m d s Z 0,7x 3, 1 4x0,2 x0,1x2x3600 25 vg/s = 1500 vg/ph L72 . 10 ' '- = 0~24 . 10 J/kg K n-1 '1 3-1 476 x0,24 . 10 (185 — 20) = 1,89. 10 .JI'h = 5,35 kW 3.28. Miy nen lp tdang mjt ca'p hut luang khong khi 250 m /h a 4y suat py = lat, 6p sujet sau khi ndn da bie'n v0i n = 1,3 li p2 = 8at. Xac dinh luang nude lam m6t xylanh n6'u nhijt do node ting 15'C. Bap sk 175 lit/? 3.29. Mhy nhn m o t c 1'p hut l u ang k h ong kh i 2 0 0 m / h e i p sua OL NHIf T +)NG THIJ NHA T VA CAC QT N>Ilg T+ !NG C'UA CHA T KHI ,pi = 1 bar, sau khi nen da bie'n n = 1.24p suit lh p2 = 6 bar Xlc dinh: a) Cong suat ly thuye't vh cong sua't tie.u thu di(n cua may nbn ne'u cho biet hindusui't tohn bo cua may nen khi q„„„ = 0,75. b) Xhc dinh dud'ng kinh xylanh ne'u cho n = 900 vg/ph, so xylanh Z = 1, h( s6 nap X = 0,7, hhnh trinh piston s = 3.00 rnid Bip s4'. a) L~> = 11,6 kW; Lg = 15,5 kW b) d = 260 ~ 330, CAn chon may nen bao nhieu ca'p n0'u )ip sujet vho clp 1 l h pg = 1 bar, hp sub't ra cua ca'p cuo'i lh p, = 120 bar. Gia thirst lh nbn da bison vs n = 1,3. Nhiet dj khi vho chicclap nhu nhau to= 20'C, nhiht dg lan nh1t khi ra cua chic cap nhu nhau tm~ = 120 C. 3Qic dinh ty s5 nen, ap suat vh nhiet do khi ra cua chic cl'p. Giki Ta bi0truingtrong qu5 trinh ndn da bie'n o chp I: n-) p~ n P) VSy ty s6'n4n lan nhAt cua chic ckp x = xy n ).3 Pz P) x Tmax To 393 .3-< 293 Ta bietruingt y so n6n x duo'c x5c di)zh: x = m'It p~ trong 16: m - so ci'p n6n, do do: x"' = ' hay))std)i =- t)>='- pa pa In pg I n 120 l nx I n3,5 6 8 < d~>,. ta physi chon so' cap n4n m > tmax, very ta ebon m= 4 vh luc nay ti = 3,76 3,76 d4;:i~ijt dj r a )noi chp nho han st" n5n tiu.'c cua mbi clp: x = 4' = 4J120 =3,31 py hj sujet ra cua cip l: l p = xp y = 3 , 3 1 x 1 = ,'-':,Sl barAp sujet ) a cua caI JI: GFUclvC- 3 8 p4 =- x p , = 3,3 1 x 1 = 10 ,9 5 bar Ap sua't ra c L". cap III: p6 = x ' p > = ~ 31 x 1 = 36 22 bar Ap suat ra c'ia cap IV: p8 = x p , = 3,31' x 1 = 1~0 b a r Nhiet do ra cua cac cap nhe nhau: T2 = T 4 = T G = T 8 T2 = Ty x "'" = 293 x 3 , 331 ' '= 386 ,5 ' K = 113,5 C 3.31. May nen ba cap hut luang khong khi 250 kg/h 8 ap suat py = 0,95 bar, ty = 17'C . A p suat cuoi I..6 = 80 bar. Xac dinh cong suat ly t h uyet va , cong suat 'ieu thu'dien cua may nen neu gia thiet la nen doan nhiet va hieu sua't toan bo cua may nen quan= 0,75. Giai. Ty so nen cua cac cap: 80 x = 3 = 4 3 8 0,95 Vay ap suat ra cua cap I: p2 = xpi = 4,38 x 0 , 9 5 = 4 , 16 b a r Ap suat ra cua cap II: p4 = x py = ( 4 3 8, x 0 9 5 = 1 8 2 3 b a r Ap suat ra cua cap III: p6 = xp, = ( 4,38) x 0 , 9 5 = 8 0 b a r .Cong suat ly thuyet cua may nen ba cap: Lmn kGRT) x " - 1 = — 38.300 kJ/h Li 1 Lmn = 3Lr Cong suat tieu thu 3 x 38.300 = 11,49 . 10 k J / h = — 31,9 kW dien cua may nen: Bill d 42,53 kw lmn 0,75 3.32. May nen ba cap hut lu'qng khong khi 250 kg/h i 6p suat p~ = 0,95 bar, t ~ = 17'C; ap suat cuoi p6 = 80 bar. Gia thiet ndn da bien vs n = 1 , 2 . Xic dinh n h iet do ra cua cac cap, nhiet can lam ma t x y lanh cua rnoi cap, nhiet can lam mat binh lam mat trung gian, ccng suat tieu thi! dien cua may nen neu q „ = 0,75 Dap so: t2 = 98'C ; Qn = 14562 kJ/h ) Qm = 20655 kJ/h) Ld = 33,34 klv Chafing CHU TRINH CHAT KHI 4.1 CHU TRINH NHIET BONG 1- Cong cua chu trinh, hiju suat nhiet, he so lam lynh - Cong cua chu trinh: du'oc tinh bang tong cong thay doi the tich hoac cong ky thuat cua cac qua trinh trong chu trinh. l. = Ql, (4. 1) = Z L„( 0 thi: Il„l = Iqt l — q2 (4.3) - Hieu sua't n h ie t r It: de danh gia mac do hoan thien cua chu t r i n h dong co nhiet. qi-- I q., I t(4-4) q, q ) - He so lam lanh r.: de dAnh gia mt' do hoan thien cua chu tnnh may lanh. Il, I Iq, I — q2 - He so born nhiet rp: de danh gi6 mac do hoan thien cua chu trinh (4.5) born nhiet (born nhiet la may lam viec theo nguyen ly cua may lanh nhttng 8 day su' dung nhiet q> D nhiet do cao cac qua trinh nhtt say, ski. ..): CQ CHUOIVG 4 2- Hi ju Sued e ergi Be phon tfch aaot qaia triah thu'c ho~c chai t.r?nh thu'c (khong thuja nghieh) ta c6 hai phuvag ph4p: - Phuceag phap the'5 nhdt Bkng khaki nizam hieu sua't nhiH, hj eo lhzn lanh.... de x4t chu trinh thu$r nghich, sau do xet them so khong thuan nghlch cua chic qu6 trinh bing vi$c dna them vao khai nizam hi|';u suit trong tuong dpi (cua qu5 trinh . gian n8 trong tua bin, qul trinh net trong may n4n...). - Phtldng phap thd' hai 86 li phu'cong phip hohn hao nba't de xet t'ai su khong thuan nghich cua chu trinh: phuctug phhp exergi; Ehi tie'n hhnh cin bkng exergi theo chi4u thuan ta c6 phuang phap exergi, khi ti4'n h~nh can bkng ngu'etc ta co phasing phhp exergi theo chieu ngdqc (hay cbn goi lh phasing phlp entropi). Trong phoo'ng ph6p cAn bkng thuin ta dinh ngh$a hindu sui't exergi nhu sau: e ey ct diy: e, - tong exergi lay ra (hCfu ich c6 the dung trnng ky thu$t) vi du lh cong lo trong dong ca nhiet, la exergi cua vent cin ibm lanh trong may lanh... e~ - tong exergi dern vho vi du lh exergi cua nhi(t qg trong djng ca nhigt, lh cong l, trong may lanh.... 3- Hi ju sujet nba jt eua chu trinh Carnot Chu trinh Camo~ gom hai qua trinh ding nhi$t vh, hai qua trinh doan nhi$t xen ke nhau ct ni.i.~'. io hai nguon nhi jt khdng doi Ty = const jngu6n n6ng), T2 = const (nguon lanh). Chu trinh Carnot 8, mgt trong nhGng chu trinn i.huin nv'. iich. Hindu sua't nhi$t cua chu trinity Carnot thuin chi4u: Tg TQ (4 8) etc 1 Hj so imam 1 inh cua chu trinh Carnot nguoc chi4u: T 2( 4.9) Tg T2 CHU Tf.llVH ( >A hHi 51 4.B CHU;RINH 0/NG CO 96T TRONG l- Dieu trinh ch a ~ ca'p nhijt dang tich (~ir-standard otto cycle) Nhihn tijou s0 di.ng b day lh xan~ hoac!Ni do't, quk trinh chly xky aa rAt nhai h n0n coi i~A ch" iy ding tich (v = cI ii"t). Hindu suAt nhi$t cua chu trinh: 1 q, = l - - (41.C) .1(-1 E 6 8Ay:,- tj s~ aha; k - . 6 m u doan nhiit. 2- Chu trinh chay dang ap (air standard diesel cycle) Nhibn li)u lh dA'u mazu't..., quk tri.nh xay ra churn nhn c9i lh chly ding ap p = const, day lh djng co diezel nghy xua. Hieu suA't cua chu trinh: kp -1 ke" '(p-1) Tl( 1 - l ('1 diy: k - ty so gian n8 s8rn 3- Chu trinh chay hon bc' (air.standard dual cycle) Nhian lieu ih dau mazut.... dupe phun vho xylanh nh0 c6 bern cao 5p vh vbi phon du'di dang nhCrng hat rA't nho nhd suing rnu nen qul tri nh chdiy xhy ra nhanh hen vh coi lh chly h5n hqp (phan dau ch4y doingtfch, phon sau chky d4ng 6p). Bay 1h dqng ca die~el ngay nay. HiImwu suat nhi$t cua chu trinh: Xp -1 k [(X — 1)+V(p — 1I]E 5 dAy: ~ - ty so ding 6p trong qul triuh cap nhiqt. 4.3 CHU TRINH TUA BIN KHf 4-3.1. Chu trlnh cAp nhig t diLng 4p (air-standard Brayton cycle) Bdctc ung dung nhieu trong thqc tk vi c6 cA'u tao buong do't dan gian, it c6 van nhn tbn thAt qua chic van cGng nhb. 1- Chu trknh lofti khbng co hei nhift 0 dAy san phasmehly sau khi giAn na sinh cong trong tua bin thai iu~n vko khi quyen. Hieu suat nhi;-t cia chu trinh: T) 1 qc -— 1- — = 1- - 52 CHUONG 4 i day: P = — - ty so' t5ng ap trong qua trinh nen khi trong may nen, Ty va p> Tp - nhiet do khong khi vao va ra khoi may nen; k - so' mu Roan nhiet 2- Chu trinh co hoi n hijt Goi lh do hoi nhiet (H.4.1): T. -T2 T4 T Q a Truing hqp hoi nhiet ly thong a = 1, (T, = T4, nhiet dj khong khi ra khoi thie't bi hoi nhijt bhng nhiet dj san pharn ch6y di vao thi0't bi hoi nhiet), hoi nhiet thee a < 1. Hieu suat nhiet cua chu trinh co hoi nhiet: ( p 1 )( P( k - 1 ) I k Hinh 4.1 it nhiet ctia chu trinh t i n h g i ong chu trinh tua bin khi ca'p nhiet d"tng tich. k(t"" — 1) 1 P) k-L)/lt 'lt a day: [3 - ty so tang ap trong qu;i trinh nen khi doan nhiet trong ong t5ng ip k - ty s6 tang tp tro»g qua trinh chay dAng tich trong buong dot. 3- Chu trinh co may nen Loai nay duac su' dung rong rai trong thu'c te. Vijc tang ap suit o day rnot phan do ong tang ap va chu yeu lh do may nen dttoc cung cap dong ltfc bai tua bin khi 0 p han sau. Quh trinh chay clAng ap p = const trong buong dot, hindusuat nhiet tinh gio'ng chu trinh dong co phan luc cap nhiet dkng ap khong co may nen: 11 ~t (421) S3(k )))k 4- Chu trinh dpng co) ten lu'a Trong cac chu trinh tren, oxy cung cap cho qua trinh chay dd sc l'y tif 54 CHUONG 4 khi quyen, o cl:.iy ox' duac cung cap dudi dang long doricchu'a ngay trong t:n 1Cfa. Hiker. su5't nhiet cua chu triah duqc tinh: 2 n BAI TAP G)4 G)4 2q, 2c>(T3 Tg) 4.1. Chu trinh Carnot thuan chi4u vs m0i chat ih khong khi dupe ti6n hhnh b nhijt dp nguon nong t = 627'C, nhi$t dg ngu6n lanh t1 = 27'C, 4p suat lan nhat p~~„ = 60 bar, hp sujet nho nhat p~j„= 1 bar. Hay xac dinh: a) Thong so co' ban tai cac diem dhc tnfng cua chu trinh. b) Nhijt ca'p vho va nha ra cua chu trinh. c) Cong va hieu sua't nhiqt ciia chu trinh. Bap so: a) py = 60 bar; t1 = 627'C ; vy = 0,043 m /k g 3 pp = 46,76 bar; tg = 627'C; vg = 0,0553 rn /kg p3 = 1 bar; t3 = 27'C ; v3 = 0,861 m /kg p 4 = 1,284 bar; t4 = 2 7 C ; v 4 = 0,67 m /kg 3 b) qy = 64,2 kJ/kg; I qq I = 21,4 kJ/kg; c) 10 = 42,8 kJ/kg; q, = 66,6% 4 .2. Chu trinh d j n g c o dot t r ong chay dAng tich, moi chkt d ude xem nh u khong khi. The tich hhnh trinh cua piston Vg = 0,006 rn , n h iet dj v h o ty = 20'C, hp sujet vao pi = 1 bar. The tich thea V< = Vg = 0.001 m . Ap - -sujet ion nhAt cua chu trinh p3 = 25 bar. Hay xac dinh: a) Throng s6 co ban tai chic diem d5c truing cua ohu'.trlnh. b) Nhijt clp vao vh thai ra cua chu trinh. c) Cong vh hindu sujet nhijt cua chu trinh.Q, Giai. a) Biem 1: p i = 1 b a r ; t i = 20 ' C V y = V g + V h = 0,007 m 3 V, V,~ Hknh 4.8 CHU TRIIVH CHAT KHI 55 Bie'~n 2: k Vg = 0 , 001 m ; p~ = p ~ ' = 1 x 7' = 15;24 b ar V, Pz It-1/k (20 + 273)(15.24) ' ' T9 = T ] = 639' K = 36 6 ' C P> Biens 3: 3. Vp = V~ = 0 , 0 0 l m :, pp = 25 bar vi 2-3 lh qu5 trinh ding tich nen: T g = T g — = 6 39 Tz pz p~ 15, 24 T g = 1 04 8 K = 775'C Bie'ns 4: V 4 = Vi = 0,00 7 m Tif haj qua trinh doan nhjet 1 - 2 va 3 - 4 ta co: T4 T3 1048 = 48 1 K = 20 8 C 639 ,k/k 1 , T x k / k - 1 p4 4 I I p T~ I g J p, , 1 Pi pz pg = pg = 2 5 — — - = 1,64 b a r ' p., 15,24 b) Nhjjt cap vao cho chu trinh trong qua tr>uh ding tich 2 - 3: Qi Gc„(t3 — tQ) P>Vi lx10 x0,007 0 00832 k RT> 287 x 293 0,00832 x 'xl0 (775- 366) = 2,45 . 10 J = 2,4 5 k J 29 Nhijt t.iai ra cua chu trinh trong qu6 trinh 4 - 1: Qp == Gcy(t) — t4) Qp =-: 0,00832 x '-x10 (20 — 208) = = 3 .,13.10 J = — 1,13 kJ 29 56 GHUoNG 4 c) Cong cua chu trinh: Lo = Q] I Qg I = 2 4 5 1 13 = 1 32 kJ Hieu suat nhiet cua chu trinh: 1,13 Q1 2,450 ,54 = 5 4 % Hoac hieu suat nhiet co the tinh theo cong thCfc: nE,V1 0,007 1 V~ 0,001 1 q= 1- = 0 5 4 = 54% 7{1.4-1> 4.3. Chu trinh dong co dot trong cap nhiet dang tich co p1 = 1 b a r , ty = 20 C, ty so nen c = 3,6, ty so tang ap A. = 3,33. Xac dinh a) Thong so ca ban tai cac diem dac truing-cua chu trinh. b) Nhiet cap vao va thai ra cua chu w.inh. c) Cong va hieu suat nhiet cua chu tr1nh. Trong tinh toan xem chat moi giii nhe la khong khi Bap so: a) Diem p bar v,m3/kg 6,01 20 3,33 0,84 0,233 0,233 0,84 20 216 1357 704 b) q1 = 822 kJ/kg; qg = 493 kJ/kg; c) I , = 329 kJ/kg; q, = 4 0 / i 4 .4. Chu t r in h d on g c a d o t tro n g c ha y d k n g t i c h c o t . 1 = 2 7 ' C, py = 1 bar, ty so nen c = 5. Xac dinh hieu suat nhiet, cong, nhiet luqng cap va thai cua chu trinh. Neu xem chat moi gidi nhu la khong khi. Dap so'. q, = 47%; lo = 91,4 kJ/kg; qy = 194,4 kJ/kg; I q> I = 103 kJ/kg CHU TRINI I CHAT KHI 57 4 5. Chu t r 1 nh d o ng c o d o 't tr o ng c ap r 1hiet d An g,"'.p co p g = . 1 b a r , t~ = 27'C, p4 — 3,5, p3 — 55 bar. Xac dinh: Nhiet ca'p. nhiet thai, c@ig va hindu suat cua chu trinh. Tinh toan xem cha't moi gio'i nhu' khong khi. q) Giai. Chu trinh du'dc bieu dien nhd tren H.4.4 Vi 1- 2 la qua tr1nh 11en doan nhiet nen: (k ill' ( ) k il k [ pi , I vi J q=0 k-1/k s x1.4-1/1.4 T 2= T 1 = 300'55'1944' K P1 q=0 4 E)iem 1: Flin,h 4.4 v] RT, 2S7 x 300 p1 1. 10 p >v > p 4v1 (3,5.10' )x 0 . 8 6 1 D ie1n 4: T 4 1050 K R R 2S7 trong qua tr1nh gian no doan nhiet 3 - 4 ta co: Ps k--1/k .k-1/k Pg 1,4-1/1,4 TB = T 4- = 1050 2309' K p4 3.5 Nhiet cip cho chu tr1nh trong qua trinh 1hng ap 2 - 3: 29,3 29 q> = cp ( T> — T1) ='(2309 — 944) = 1 379 kJ/kg Nhiet thai tu' chu trinh tro11g qua tr1nh din<~ tich 4-1 q2 = c , ( T 1 — T4) = ( 3 ()0 — 1050) = — 540 kJ/kg COng cUQ chu 'tI lnh: q1 — Iq2I = 1379 — 540 839 kJ/kg ESieu suit nhiet cua chu trinh 0 61 6 1c / c q1 48. Cbo trinh dong ca dot trong cap nhiet dang ap co ty s5 e'en e 16, ty so g i5n nO s am p = 2, nh i e t do b an dRu tg = 2 7 ' Q, = 1 bar. Xic dinh hindu suat nhiit., cong cua chu tr~nh. Tinh town xem moi chat nhur khnng khf. Bay so: q, = 60~ ; l„ = G 3 7 kJ/kg 4.V. Chu thnh dqng co dot t r ong cap nhi$t hon hqp (H.4.5) co chic thong so: py = 1 bar; ty = 3 0 ' C ; 8 = 7; j„ — 9; p — 19 Xhc dinh: a) Thong so co bhn tai cac diem dac tnfng. b) Luring nhit,t cap va thai cua chu trinh. c,' Cong va hieu suat nhiqt cia chu trinh. 'fish town xem moi chat nhd khong khi. 98lp sO: Biem p, bar C 30 P j qp 3 4 q=0 v, m'/kg 0,870 15,2 30,5 30,5 2,6 387 1047 1311 511 0,124 0,124 0,149 0,870 b) qy = 744,2 kJ/kg; I q, I = 378,2 kJ/kg; c) Io = 396 kJ/kg; qz -- 53,2% 4.8. Chu trinh dong co dot trong chp nhijt h5n ht."p (H.4.5) co py = 0,9 bar, ty = 67 C; a = 10; p3 = 45 bar. Nhiet c5p cho chu trinh qy = 1090 kJ/kg, ch5t xnoi giOi xem nhe khong khi. .Mc dinh nhijt c5'p q„va q> cho chu trinh vh nhiet dj i4. Giai. Vi 1 - 2 la quA trinh nen doan nhijt: CPU TRINH CHAT KHI 59 k-j T p = T ) - = T ) g -(67 y 273)g10 ' = 854 k pa = p> Vg= p,e' = 0 , 9 x l 0 ' ~ = 22, 6 bar Vi 2 - 3 la qu5 trinh d6ng tich nen: Tp = T p = 854 •pp 22 6 = 1700' K !Vhiet cap trong qua trinh chay ding tich 2 - 3: 20,9 Qv c - (T3 — Tg) = (1700- 8 5 4 ) = 609 kJ/kg 29 Nhiet cung ca'p trong qua triuh cnay dang ap 3 - 4: q> = qy — q,, = 1090 — 609 = 48 1 kJI'kg qp -- cp (T4 — Tg) q 481 T,< = + T = — + 1 7 0 0 = 21 7 6 ' K = 1903 ' C cp 1.01 4.8. Chu trinh dong co do't trong CAp nhiet hon hop co ty so nen c = 7, ty so t,zng ap ). = 2, ty so gi.~n ni som p = 1,2, moi cha't xem nhdkhong khan, nhiet ca'p cho chu trinh 1090 kJ/kg. Xac dinh hindu suat nhiet. cong va nhi|,t thai cua chu trinh. Dap so'; q, = 53.,5;c, t,, = 5~3 kJ/kg, Iq~ I = 507 kJ/kg 4.10. Chu trinh tua bin khi ca'p nhiet dhng ap khcing hoi nhiet (H.4-6) co cac thong so nhe sau: pp = 1 bar, t.~ = 27" C. t; = 7 0 0 ' C , t y s o t an g h p = 10, chat hanoi gian xem nhu khoiig khan Xac dinh: a) Thong so ca ban tai chic diem dec tr~ s> Hksah 4.6 0,861 rn /kg. pi ..10 60 CH'UONG 4 Bie//> 2: P = = 10 ; p 2 = 10p l = 1 0 b a r Pl T2 Tl Pz Pl k-1/k )k 1/k 100 • 4 / 1-4 ] 93 T2 1 93Ty = 579 'K = 3 0 6 ' C V2 RT~ 287 x 579 P2 10. 10'" 0, 166 m /kg Bie'nl 8: p 3 v3 p2 = 10 b ar ; t3 = 700 ' C RT3 287 ( 700 + 273 ) p3 10. 10 0,279 m /kg Bi e'nl 4: p4 = p ~ = 1 bar; 300 T3 Tj T4 Tl T 4 = T3'= 97 3 = 50 4 " K = 2 29 " C T~ 579 R T4 287 x 5 0 4 p4 1. 10" Lu'ong nhiet ca'p vao va thai ra: 1. 45 ]n' / kg q ~ = cP(T3 — T2) = 1,0 1 (973 — 579 ) = 398 k J/kg q2 = cP(T 1 — T4 ) = 1 , 0 1 ( 300 — 504 ) = — 202 k J/kg Cong cua chu trinh: ql — I q2 I = 398 — 205 = 1 9 2 kJ /kg Hieu sua't nhiet cua chu trinh: >1< hoac: q, 1 192-= 0, 48 = 48~r, 398 1 lit = 1k 1/k t 1P 4/l 4 0,482 1 00.4 / 1.4 Lo — q,q, = 0,482 x 3 9 8 = 192 kJ/kg 4. 1 1. Chu trlnh tua bin khi ca'p nhiet dang ap (H.4.6 ), vdi moi chat duoc coi nhu khong khi co py = 1 bar, tl = 1 7C, t3= 600'C C, t = 8 . Xa c di n h thong so co ban tai cac diem dac trul>g, nhiet cap va thai, cong vh hieu sua't nhiet cua chu trinh. Dap so: v~ = 0,83 1 m /kg; v2 = 0, 189 m /kg 3 3 v3 0,3 1 3 m' /kg; v4 = 1,38 m /kg; t2 = 254'C; t4 = 224'C CHU TRINH CHAT KHI 61 pg = pg = 8bar; q) = 35() k J/kg; I q., I = 192,2 k J/kg; l„= 157,8 kJ/kg; q, = 0,45 4.12. Chu tr!nh tua bi» khi cap nhiet dang 'ip co h6i »hiet duo'c bieu thi tren H.4.7 va 13.4, 1. 0 day: I- may nen, II- thie't bi hoi »hiet, III- buong dot, IV- tua bin khi, V- mAy phat d!en, VI - born nhien lieu. Ne'u biet t~ = 30'C, t4 = 400'C. )= 6 , gia thiet hoi n hiet l y t uctng (hoan VI t,oan) o = 1. Xac dinh hieu suat nhiet. Cung chu trinh tren nhuhg khong co hoi nhiet, vs ty s o' t5ng ap P = 6, tinh hieu suat nhiet trong tru'ong hqp nay IV Hinh 4.7 Dap so: rl', = 55%; q,= 40% 4.13. Chu trinh tua bin khi cap nhiet dhng ap co hoi nhiet (H.47 va H.41) co t ! — 30'C , t 4 = 4 0 0 'C , t g = 266"C, ) = 6 , j> = 2. Xac dinh do hoi nhiet a, hieu suat nhiet cua chu trinh hoi nhiet, hieu sua't nhiet cua chu trinh khong hoi nhiet. Tinh toan xem cha't moi gioi »hu' khong khi. Giai. Vi 1 - 2 la qua trinh doan nhiet: Tp = T ) p k ' " " = 30 3 x6 "" " = %06' K = 23 3' C Can bh>g nhiet doi voi thiet bi hoi nhiet ta co: q), = c), (t.,„— t~) = c p(tp t( , ) + (tip t ) )) = 2 3 3 + (40 0 266 ) = 36 7 C Bo hoi nhiet: cr t., =t~ 367 - 233 400-233 Fiiju suat nhiet cua chu trinh hoi nhiet: 0,8 '1 < (p-l)([3' "-1) P(k-li/ k ( p 1) Q(p )(k-])/k ) (2 1 ) 60,4/1.4 0 8(20 ,48 = 4 8 % cHLfONG 4 Hindu . uAt nhijt cue chu tr!.nh khong hoi nhi< t: 1 1- — "- — = 1 = 0,4 = 40 /o p"" 6 4 ,14. C'hu trinh tua bin khi cAp nhi0t ding p t ich k hong c6 hei n hi| t ( H 4 8 ) c 6 ty= 27'C, tys5t5ng hp P= = 10, ty so ps tang hp trong qul t r i nh cd nhijt ~ = 2. MOi chit dirac xem nhu Pa khong khi. Xlc dinh hindu suat nhijt, cong, nhiet cap vh thai cua chu trinh. High 4.8 Giai. Hit;u suat nhi~t cua chu trinh cap nhiet ding tich khong hoi nhiet ,= 1k (i" " - 1 ) — 1 1,4(2"" - 1)054 54 %%u (g 1 Pk-1/k (2 1) 100.4/1.4 Trong qui trinh n4n doan nhijt 1 - 2: T p = T y f3 "" = 3 0 0 x 10 '' = 580' K Trong qul trinh cap nhit;t ding tich 2 - 3: Tg p Tg p p 2 ; T3 = 2T Q qy = cp (Tp — Tg) = c>(2Tg — Tg) = c> T~ = 1,01 x 580 = 585,8 kJ/kg l~ = q , q , = 585,8 x 0 , 5 4 = 316,3 kJ/kg Iqpl = q ual~ = 558,8 x 3 16,3 = 269 , 5 kJ /kg 4.15. Chu trinh tua bin khi cd nhi$t din g t ich c6 hoi nhi$t hoAn tohn Y = Ymax= ' tl = 3 0 C t 4 = 40 0 C , p = p~/ p i = 4 , c hat moi gioi daqc xem nhd kh5ng khi. Xlc dinh hindusuat nhijt cua chu trinh. Sap so'. q't~„= 58 > 6% 4.16. Chu trinh Brayton ly thuy4t dirac thC his'ntren hinh v5 cung vs c& thong so cd thiet (bb qua su' thay dpi dgng ning) trong d6: A - tua bin khi; 8 - thiet bi trao doi nhijt; C - may nhn khi Xlc dinh: 1) Hindu suat nhi$t cua chu trinh /-HU TRlNH CHAT KHI 2) Ty lj cong tieu hao cua may n(n va cine sir>h ra cua tua bin (ty l5 i.t dung). Q, 100O K 120t0 pgp)=10 3I 4I '-I q, Qp p> -10okPa T> - -30Qk V< = 5rn /s 3 3) Mu'c dj ting cong su6't cua thie't bi khi nhiet do khi vho tua bin thay doi nhu da cho. Khi tinh town rem moi chht nh~c khong khi, nhijt dung rieng xem 1h hhig so. >rangthai1: p > = 1 00 k P a = 1 ba r ; T .~ = 300 ' K RI', 2 87v 30 0 3 pyv] = R T ~ m v ~ ='= - = 0,86m / k g p) 1.10 ?rang thai 2: — ~ = 10 Py ~ p , = 10p, = 10 bar 1-2 lh qul trinh nen doan nhit",t cto 4o'. k-1/k 7 2 k-1/k ,/g pg Ty = T 1 Tl P> ,pl 300 x (10) ' '= 300 x l o ' = 579,6' K T2 < /-a Ip thai 3: 2 - 3 lh qua trinh cap nhijt d~~ng kp: p3 = pp = 10 ba r 64 CHUONG 4 RT2 287 x 579, 6 3 p pv2 = R T2 ~ " z 0,166 m /kg p2 10.10 RT RT~ RT2 v3 vg T3 = 100 0 ' K ~ v3T3. =3 V2 = 0~286 I /k g Ti2 T3 = 1200' K — > v3 T3- = 1 6 0 0' K ~ v3 Trang thai 4: 0,3436 m /kg 0,458 rn /kg 4 - 1 la qua trinh thai nhiet dang ap nen: p4 = py = 1 bar T rang thai 4 quan he vai t r ang thai 3 t heo qua tr inh doan nhiet 3 - 4 v a quan he vai trang thai 1 theo qua triuh dkng ap 4 - 1. do do: k-1 I k k-1/k T3 P3 P3 T 4 = T 3 / - P4, ,Pz TB = 1 0 0 0 ' K — > T4 = 1 000/1,93 = 51 8 ' K T3 = 120 0 ' K — > T4 = 62 1 K TB = 1600 K m T 4 = 829 K Cong tieu hao ctia may nen k 14 l, = R(T~ — T2) ='x287x(300 — 579,6) k — 1 0,4 280 . 858 J/kg = — 280,858 kJ/kg Cong sinh ra ciia tua bin: k 1,4 I T = R ( T B = T 4) ='x287x (1000 — 518) = 4 8 4 ,169 kJ/kg k — 1 0,4 voi: T = 120 0 " K T = 1 6 0 0 ' K Nhiet ca.'p vao qg 1000 "K ~ q~ l'T = 5 8 1,605 k J/kg l "T = 774,469 kJ/kg cp { TB Tg ) = 1 x ( 1000 — 579,6) = 420,4 k J/kg, 1200'K m q' y = 620 4 kJ/kg 1600'K ~ q" ~ = 102 0,4 kJ/kg C6ng cua chu trinh: v oi: T B = 1000 ' K T B- = 1 2 0 0 ' K l = l T — I lc ~ l = 4 8 4,16 — 280,8 = 2 0 3 ,36 k J/kg l' = 300,8 kJ/kg CHU TRIIVH CHAT KHI 65 T3" = 1 600 " K ~ l" = 4 93,8 k J/kg Ãhiet thai g~: T3 = 10 0 0 ' K 1200 ' K 1600' K I q2 I = cp (T~ — Ty) = 2 1 8 kJ/kg I q'2 I = 321 k J/kg I q"2 I =- 529 kJ/kg Ffieu suci't nh.iet cria chu trinh: q„ = 1 Iq2 I q, 1000 ' K 1200'K 1600' K 0,483 (48,3%) 0,482 (48,2%) = 0,480 (48%) Cong sinh ra cria chu trinh tinh theo: l = qg — I qo I 1000'K 1200'K 1600'K l = 2 0 4,2 kJ/kg l' = 300,8 kJ/kg l" = 493,7 kJ/kg 3 pV p,V, v i: V= 5 m /s; p V = GRT ~ G = RT RT, G (1. 10 )x5 287x 300 Cong suat he t.ho'ng: N = G x l Mac do tang cong suat cua thiet bi khi t ang nhiet, do nguon nong 1000'K N = 9 70,34 kw 1200'K 1600 ' K He so tu dung: bwrlq 1.744,6 kW 9863,5 kW 1000'K bwr 0 580 (58%) 484 1200 'K 1600'K 0,483 (48,3%) 0,363 .(36,3%) 4.17. Chu trinh cap nhiet dkng ap ly tu8ng hoat dong vdi cac thong so nhu sau: p t = 0 ,1 M P a; t ~ = 15 ' C CHt 'OfvCi ~ p2 = 0,5 M ~a ; t3 = 900 ' C Xac dinh: - Nhiet do vh ip sua't tai cac didym dac trig cua chu trinh- 0 3= 1173 K qPa - Cong tieu hao cua may nen, cong sinh ra cua tua bin, hi ndu suat nhiet cua chu t".inh (chat m&i gi8i xem nhu khong khi, nhi6t dung rieng xem lh hRng so'). Bap so: T 2 = 456,6'K; T 4-= 740,4'K ; p='Jqa giga Ti = 288 K Hinh 4.9 Cong cua may nen: lc = 169 kJ/kg; Cong cua tua bin: ly = 434,3 kJ/kg Cong cua chu trinh: l = 265,3 kJ/kg; bwr = 38,9%; r~< — 36,9% 4.18. Chu trinh tua bin khi.cap nhijt d i n g ap thu'c thong so cua chu trinh teang te bai 4.17 la py = 0,1 MPa, ty = 15'C ; p2 = 0,5 MPa, nhiet do chic dai la 900'C. Gia sQ rang may nen khi co hieu suat q, = 80/c, tua bin khi co hieu suat q, = 85%, giing hp giQ'a may nen vh tua bin la 15 kPa. Xac dinh cong tieu hao cua may nen, cong sinh ra cua tua bin, hieu suat nhikt cua chu trinh thee. Giai. Trong chu trinh thee qua trinh nen 3 k hi va gian n a k h i tr ong tu a b i n khong phai la qua trinh doan nhiet ly throng (S = const) m h 1h qu a t r i n h d oan nhiet t hee vi c 6 t o n t h a t ( q ua 2 4s t rinh k ho n g thu a n nghi ch ) nen entropi t5ng len, chu trinh dupe bieu thi tren do thi T - S. a) Cong tieu hao cua may nen: Hinh 4.10 Lc tac6: q, lp — ly = 80% Qua trinh 1- 2s la qua trinh doan nhiet thuan nghich do do: p2 p> k-elk T] 5 ' = 1,5845 CHU TRINH CHAT KHI 67 T2s = 1,5845 Tl = 45( i ,3"K Vr cp — const do do; Tqs -'f T,) — Tl = O H ; T 2 = 4 9 8 4 K Cong tieu hao cua may»en thu'c la ic = i2 - » = cp(T2 — T>i = E,G035(498,4 — 288) = 210,4 kJ/kg b) Cong sinh ra thlIc cua tua bin kr~r: lT = 13 — 14 '=0,,85 14s p3 = p2 — (giang ap Ap ) = 0,5 — 0,015 = 0,485 MPa /l(-l /k P3 l3 pcs T4 s4 85 ' 8 ' = 1 0 8 T — 3 = 15708' T 4 s =1,5708 1,5 7 08 = 746,7'K 13 — 14 T3 — T,l 13 14 T3 T„ i 3,85; T4 = 8 10 . 6 5 ' K i3 — i4 = cp(T3 — T4) = l,l0035(1173 — 810,65) = 363,7 kJ/kg Cong sinh ra cua chu tri»h thuc: l = l T — I lc I = 3 6 3,7 — 211,2 = 1 52,5 k J/kg Nhiet cap vao buong dot ql. ql = i 3 — i 2 = cp( T 3 T 2) = 1,0()35(1173 2 498.7) = 6769 kJ/kg Hieu suat nh iet chu tr i llh t h lfc: 152,5 676,9 Ty le cong dung cho may nell her: bvvr l, 0 58 (58%) 363,7 So sanh ket qua giu'a chu trinh l j thuyet fvi du 4.17) va chu trinh thtfc (vi du 4.18) ta co ket qua nhu ba»g sau day: Bai 4.17 I ' thu et duqc tat ca cac thong so con lai. 5.1.2. Hdi bao hoa ~m 1- Do lzIzo z,a do aim E lo'i bao hoa ai » ( l io'i n»ij l;i ho » h o p g i u a n ude soi v a h d i b a o h o a a nhiet do bao hoa tu'o»g u»g. Bo kho duqc dinh ngh>a bAng bieu thu'c sau: X Gi, G„+G tro»g d6: G~, (kg) - khoi luq»g hei ban hoa kho trong hei am G„(kg) - khoi lu'q»g»uoc soi trong hei am. Bo kho x la thawingso' trang thai co ban cua hai am , n o cho t a b i et luqng hei bao hoa kho chua trong 1 kg hei am. Bo kho x thay doi tu' x = 0 (duong gidi han duoi) den x = 1 (duong gioi han tren), 0 < x < 1. Gia tri y = 1 — x goi la do am cua hei, no cho ta biet luqng nude bao hoa (nuoc soi) chua trong 1 kg hei am. 70 CHUQNG 6 2- Cac thong so trqng thcii cua hen a'm Be xac dinh ddqc cac thong so' trang thai cua hei am chung ta phai dnavao thong so co ban cua nude soi, hei bao hoa kho (tim tit bang thong so nhiet dong cua nuc'tc va hei nu'ac bao hoa) va do kho x: v„ = (1 — x) v + xv = v + x(v — v) s. = (1 — x) s' + xs" = s' + x(s" — s') = s' + x T.= i„ = i' + r x v — v x x1 — 1 s„-s' s"-s' 4"-@' X v — v trong do: dau " ' " - chi trang thai nude soi dau" " "- chi trang thai hoi bao hoa kho; r - an nhiet hoa hei. U„ = (1 — x) u' + xu" = u' + x(u" — u') Neu trong bang khong co cac gia tri u" va u' thi noi ning duroc tinh bhng cong thCfc sau: Ux =l x P Vx 5.1.3. Hdi qua n h i j t 0 cung ap suat, hoi qua «hiet co nhiet do t. cao hen nhiet do cua hei bao hoa kho t, . Boi vdi nude chua soi vh hei qua nhiet thi ap suat va n h i et do la hai thong so doc lap, trang thai cua ho'i qua nhiet deqc xac dinh khi biet hai thong so. Trong bang noae chua soi va ho'i qua nhiet cac trang th ai thu'ong xac dinh theo hai thong so la ap suat vh nhiet do. 5.2 CAC QUA TRINH NHIET BONG CO BAN CUA HO) NlNC 5.2.1. Qua trinh dang tich (v = const) B o bien thien noi ni n g : hu = u2 — u , = (12 — P2v2) — (1, — P,v,) — (12 11 ) v (P 2 - Pl ) 2 C ong cua qua trinh: l = p d v = 0 1 N hiet. luong cung cap cho qua trinh: q = b,u + l vi l = 0 d o d o q = b , u 5.2.2. Qua trinh dang ap ',p = const) k u = U2 U2 — (12 — P2V2) ( 11 — P1V1) = (1 2 — 11) — P(V2 Vl ) 2 pdv = p(v2 v l ) dq = du + de = di — vdp=di 1 71 Do do: q = i., — i, 5.2.3. Qua trinh dh ng nhic:t (T = con.st,) 5u = u » — u clp ( j» p»i'» ) ( l i p> i v'i ) ds ='. dq = Tds. do d<.i q = T((s,. — s, ) 7 q = d u + i ; l = q- A u 5.2.4. Qua trlnh doan nhiet (q = 0) « i = u z- i ii = (i»- p »v»)- ( i t - pi v» q = p = hu + / , do do l = — Au BAI TAP 5.1. Hai bao hoa am co ap suat p = 2bar, do khio x = Oi,9. Hay xac dinh: The tich rieng v„ „ e nt,anpi i„ , entropi s„ , noi ni n g ux . Giai Tu' bang noae va hoi nuoc bao hba pha.n phu luc (bang 15), theo ap suat p = 2bar ta tra du'qc cac thong so' sau: v' = 0,0010605 m /kg v " = 0,8854m /k.g i' = 504,8 kJ/kg s' = 1,5302 kJ/kg 'K i" = 2707 kJ('kg s'" = 7,127 kv7/kg'K. Tif cong thu'c tinh cac thong so'qua hei bao hba ann ta co. v + x(v vp ) 0>00 1 0605 + O >9 (p>88>>4 0 00 '10605) p 7 9 7 ms / k~ = i' + x(i" — i') = 504,8 + () >9 (2707 — 504,8) = 2486,8 kJ/kg s' + x(s" — s') = 1,5302 + (),9 ('>t,127 — 1,5302) = 6 567kJ/kg oK x=x P x = 2486,8. ) 0' — 2. 10' x 0,'797 =-' 2, 3d6. 10 J/kg = 2326 6 kJ/kg 5.2, Xac dinh entanpi, noi narig cua hei an> cr ap s ua't p = 13 bar, do kho x = 0,98 Dap so': i.„ = 2748,5 k.J/kg; u„ = 2541,3 kJ/kg 5.3. Mot binh kin co the tich V = 0,035 m c h L '(a 5 kg hei bao hoa am 0 nhiet do t = 310"C. Xac dinh do kho, lu'qng hoi bao hba kho vh luqng nuoc soi trong binh. Giai The tich rieng cua hoi bao hoa am du'qc tinh: V 0 0 3 5 v = = =-'= 0,007 m / k g ; v = v'+ x(v" — v'). G 5 x 72 CHUONG 6 v — v V ay do kho x la: x X v — v Tif bang nuoc va hei nu'o'c bao hoa, vdi nhiet do soi t.„ = 310 C chung t a tra duqc: v' = 0,001447 m / kg; v" = 0,01832 m / kg Do do 0, 007 — 0. 001447 0, 01832 — 0. 001447 G), -— xxG = 0,33x5 = 1.65 kg Lu'qng nu'oc soi G„: G„ = G — Gi, -— 5 — 1,65 = 3.35 kg 5.4. Bao hei cua lo hei co the tich V = 12 m chCfa hon hqp nu'oc va hoi G = 1800kg 0 ap suat 110 bar. Hay xac dinh do kho, luqng nu'o'c vh lu'qng hei bao hoa, do kho t.rong bao hoi. 4 D ap so: x = 0 , 3 57 ; G i , -— 642,6 kg; G„ = 1157,4 kg ,4.~. Bao hoi co the tich V = 9 m , h a i phan ba the tich do chron mr'oc soi o' ap suat p = 100 bar. Hay xac dinh luqng nunc soi, luong hei, do kho va entanpi cua hei am trong bao hai. Giai 2 2 3 The tich cua nuc)c soi: V„= — V = — x9 = 6 rn 3 3 Tit bang urro'c va hoi nu'ic ban hoa vdi ap suat p = 100 bar tra du'qc cac thong so' sau: v' = 0,0014521 m' /kg ; v" = 0,01803 m /k g i' = 1407,7 kJ/kg; Lu'qng nude soi duqc tinh: i" = 2725 kJ/kg; r = 13 1 7,0 k J/kg V„ V„ 6 G„ " v ' 0,0014521 The tich cua hei: Vi, -— V= V „= 9- 6 = 3 m = 4.132 kg The tich rieng cua hoi bao hoa kho Vh luqng hei se la: v-) Gi Do kho cua hei am trong bao hei: G„ 166 G„+ G), 4132+ 166 o ap suat p = 100 bar da biet, vay V), 3 v" 0,01803= 166 kg 0,0386 73 Enta»pi cua hoi;ii»: i„ = i' + rx = 1407,7 + 1317,0x 0,0386 = 1.458,5 kJ/kg 5.G. Mot lifo»g hoi bho hoa vari G =],4 kg/s vo'i do kho la x = 0, 96, ap suat p = 20 bar chuyen d(»ig t.ro»g o»g vo'i va» to'c (0 = 40 m/s . Hay x a c di»h du'o»g ki»h tro»g cua o»g. (gaia i I.ifu luo»g hoi chay tro»g ong: G = « p = f(j) vq o' d(,14x400,0652 m = 65 m m .i.V. Hoi nifac co ip suat. p =16 bar chuyen dong trong difong ong vai vkn toc oi = 30 m/s . Hay xac dinh du'ong kinh trong cua o'ng trong hai tru'ong hap sau: a) Biet. hoi co do kho x = 0,9 b) Biet. hai co nhiet do t = 350'C. Dap so: a) d = 75,4 mm b) d' = 94,4 mm 5.8. Hoi bao hoa a»i co lu'u lu'ong G = 500 kg/h vai ap suat p =100 bar, do kho x = 0,99, t.if bao hai cua lo hai chuyen vao bo qua nhiet. Sau khi qua bo qua nhiit., nhiet do cua hoi tang len den t2 -— 550'C. Hay tinh lu'ong CHUONG 6 nhiet can cung ca'p cho bo qua nhiet ne'u bie't hieu sua't cua bo qua nhiet q = 0,984 va bo qua ton tha't ap suat cua dong hai khi qua bo qua nhiet. Giai Khi bo qua ton tha't ap suat thi qua trinh nhan nhiet cua ho'i trong bo qua nhiet la qua trinh dang ap. Nhiet nhan du'qc cua hai trong qua trinh dkng ap la: Q = bI = Gd i = G (i ~ — i,) a day: i, - entanpi cua hoi am khi vao bo qua nhiet i2 - entanpi cua hoi ra khoi bo qua nhiet. Tu' bang nu'ac va hai noae bao hoa, vdi ap suat p = 100 bar ta tim deqc: t, = 310,96'C; i' = 1407,7 kJ/kg; i" = 2.725 kJ/kg; r = 1317,0 kJ/kg Entanpi cua hei vao bo qua nhiet: i, = i,„= i'>+x(i ">-i'>) = i y+ryx> -— 1407,7 + 1317,0 x 0 ,99 = 2712 kJ/kg T u' bang nude chua soi va hei qua nhiet, vdi ap suat p = 100 bar ta ti m ddoc: t = 5 0 0 'C ; i = 33 7 2 kJ/ kg ; t = 600' C; i = 3621 kJ/kg $00+600 V ay entanpi 8: t - — 550 C la: 2 3372+ 3621 3496 5 kJ/k g Nhiet hai nhan deqc trong qua trinh dkng ap: Q = G( i2 — iq ) = 500 (3496,5 — 2712) = 392,25 . 10 kJ /h Q392, 25. 10 — 109kW 3600 Nhiet can cung cap Q. cho bo qua nhiet se la: Qc ----- — 110,8 kW 109 q 0,984 5.9. Hei am co ap suat p = 20 bar, do kho x = 0,98, lou lu'ang G = 2500 kg/h duqc dna vao bo qua nhiet. Hai sau khi ra khoi bo quh nhiet co nhiet do t2 = 400'C. Hay x5c dinh luqng nhiet ma hoi nhan duroc i bo qua nhiet va ty so deang kinh cua ong dan hoi khi vao va khi ra khoi bo qu4 nhiet n eu gia thiet hei vao va ra co cung toc do, bo qua ton that ap suit . 6 d1 Dap so': Q = 1,25 . 10 kJ / h ; -'- = 0,81 75 5.10. Nu'oc du'o'c cap vao l o v o i i ng 6 = 25 k g/ s d o k h o x = 0,83. Vacuniet cua binh ngu'ng chi do cha.» khong p,), — 712,5 mm Fig, ap suat khi quyen p„ = 750 i»nn Hg. Hoi » gufng tu trong binh ngung 0 ap suat khong doi tao thanh nude ngurig vh c.hay ra khoi binh. Hay xac dinh luo'»g nunc lam mat can cho binh»g ung, neu nhiet do nud'c lam m at khi vao t„ , = 12-C va khi ra t,„,, = 23"C. Giai Truo'c tien chung ta hay viet phu'Ong trinh ca» bang nhiet ciia binh ngung: Nhiet lu'o'»g cua ho'i nha ra troiig qua trinh ngu'ng tu duoc di)ng de lani nong nuoc lani ruat tu' t ») den t „ , in@= 23 C G),( . — i') = G„ c (t „ .> — t„i ) t„,= 1 2 C G) i(i.. c ( t „ . p =t„i)Hi,nh 5.1 Ap suat tuyet doi cua hai trong binh ngu'ng la: 37,5 p = p — p . =- 750 - i 1~,5 =- 37,5 Illm Hg ==- - — - -'= 0,05 bar 750 o r)' Tu bang nuc'ic va hei nude bao hoa voi p = 0,05 bar tim duroc: t, = 32.88'C ; i ' = 137,83 kJ/kg; i " = 2561 kJ/kg; r = 2423 kJ/kg Do do: i„ = i' + r x = 1 3 7,83 + 24 2 3 x N hiet dung rieng cua nude: c„ = 0,83 = 2148,9 kJ/kg 1 kcal/kg do = 4,18 kJ/kg do I Qh I = G) (i„ - i ') = Gx r x x = 25 x 24 2 3 x 0 ,8 3 = 50.277 kw Luringnude can lam mat cua binh ngung: G„ 1093 4,18(23 — 12) p„ 1000= 1,093m / s 76 CHUONG 6 5.12. C o hai binh hoi A v a B (H.5.2). Binh A d uqc gia nhiet bhng hei trich tu' tua bin co ap sua't pz = 6 bar, tA = 260'C, binh B cung d u'qc gia nhiet b ang h e i trich o cuba tiep theo cua Pa t. iA t2=110 C0 A Hinh 5.2 9 I I Ps toie t,=60 C Ig tua bin voi ap suat pB = 1,2 bar va tB = 140'C. Sau khi »going tu nude tif binh A chay don cap sang binh B nho' chenh lech 6p suit. Nu'oc cap tu binh ngulxg cua tua bin co G„ = 8 kg/s di vao binh B o nhiet. do t, 60'C, ra khoi binh B vao binh A co nhiet do t = 96,8'C, ra khoi binh A co nhiet do t., = 110'C. Tinh luqng hoi trich tu' tua bin vho cac binh gia nhiet, cho biet hieu sua't sa dung nhiet cua hai binh nhu tthau, qA = qB = 0,98. Giai Tit' pA = 6 bar tra bang nunc va hoi nude bao hoa ta tint duqc nhiet do bao hoa tu'ong u'ng tsA -— 158,84'C, i ' A = 670,5 kJ/kg, hai t,rich la hoi qua nhiet. Tu' bang hoi qua n h iet v o'i p z -— 6 bar va t A = 260"C t i m d u 'qc iA -— 2975 kJ/kg. Hoi sau kh i n h a n h i e t s e t h a n h n ude n«ung co i 'A don sang binh B. L ao»g nhiet hoi nha ra trn»g binh A cho nuoc: Q ,z = GA(iA - i'A ) Luqng nhiet ho'i cap cho binh A: Qz -- — g„z — — G„c„(t,> — t) G ii c ii ( 2 ) 8 8( 1 1 0 ) qA(iA — i'A ) 0,98 (2975- 6 70.5) Tu' bang nude va hoi nu'dc bao hoa voi p = 1 2 bar ti m du q c t s» = 104 8 1 C, i'B -— 439,4 kJ/kg, nhu vay hoi vao binh B c ung la hei qua nhiet. Tif p B -— 1,2bar, tB = 140'C, tra bang nude chu'a soi va hoi q ua nhiet t i m d uq c i B — 2755kJ/kg. Can b5ng nhiet cho binh B: I ~A • ~A t=96.S C0 Gs,iB G„,t, = so C Nhiet do nu'dc ngung tu binh A cap cho binh B: AAB Ga(t A ~ B) Nhiet do dong hei trich nha ra cho binh B: B = GB(>B-> B) 77 Nhiet thu'c te' truyen cho IIu'ac ca'p a b)u,h .8: Q„B = r)B('QAB+ Q B ) = Gncn(t t l ) = )]B (l(-r,((l ,g — I;I) + G R ( l B — I 8)) Nhu' vay: G„c„(t — t, ) GA(i',~ — i'II ) 8x 4.18('96,8-60) 0.1 9 5(670,5 — 439 4) I)1>(i> — i'>) (i )I — i'II ) 0.9HI 2 ) .'5 — 439,4 ) (2755 — 439,4) 0,523 kg/s:=1882,8 kg/h 5.13. Indi trich tif tua bin vao binh boi nhiet "..o ap suat ". = 6,5 bar, )uu )u'q;ng GI,, do kh o x = 0, 9 4 ( H .5.3). Nuro'c ngu'ng ra khoi binh hoi nhiet co nh)tet do nho hen nhiet do soi 2'C. Nui'o'c cip co ap suat p„ = 100 bar, nhiet do n u'oc vao t„ , = 110'C, nhiet do nu'o'c ra t r» — 155"C. Hay xac dinh )u'qzIg hoi trich GI, can de do't nong 1 kg nuo'c I„,. = 15."C cap. p„. = 6,5 bar x~ = 0,94 G„= 1kg p„= 100 bar, t„, = 110'C , tb=t, — 2'C Hinh 5.3 Bap so: GI, = 0,098 kg hoi / kg nu'oc 5.14. Iioi bao hoa am a ap suat p = 0,3. bar, do kho x = 0,98 di vao btnh IIguig kieu hort hqp (H.5.4). N ude lam m a t di vao c o t „ = 15' C. N u oc G G = GI, +G „ ra k h o i b tnh co nhiet do bi o h o a (nhiet do soi) t,. Hay xac dinh ) using»u'dc )am mat G „ can th i e't, IIe'u cho biet. lu'oIIg ho'i bao hoa am di vao G), = 580 kg/)t, Gh,tn Hinh 5.4 Drip so': G„ = 9240 kg/h 5.15. Noi hOi eh&a luqng hoi bao hoa am G = . 8000 kg 8 ap suat pI = 4 b a r , do kho x = 0,0015. Ngu8i ta cap cho no )u'qng nhiet Q = 300 kw t r ong dieu kien dong tat ca cac van thi ap sua't tang len de'n 10 bar. Xac dinh thoi gian can thiet dot nong de ap sea't tang )en nhd tren va xac dinh do kho. Giai Vi tat ca cac van deu dong nen day la qua trinh ding tich cua hei nu'oc. Nhiet cap vao trong qua trinh dang tich bang bie'n thien noi nang: = G . bu = G ( ux2 u x I ) I ~ux =Ix2 I xI+v x (PI - P 2 ) VIX ')X X r VI - V I+ XI(v I V I ) 78 cHUONG 6 Tu' bang nuoc va hei bao hoa, voi p =4 bar ta tim duqc: v'~ = 0 0010836 m /kg ' v "y = 0,462m /kg v,„ = 0.0010836 + 0.0015(0.4624 — 0,001836) = 0 , 001776m / k g N goai ra ta co: v ~ . = V .p = v g+xg(v ">- v ' >) Tu' bang nuoc va ho'i nude bao hoa vdi pz -— 10 bar tim duqc: v'~ = 0.001273 m /kg; v"~ = 0,1946 m /kg D odo ta co: x , (v» — v'~ ) 0 001776-0 001273 v ">- v', 0,19 6 4 0, 0 0 1273 Entanpi : i„ , = i',+ x , (i ", - i ' , ) = i ' , + r , x , Tu' bang nu'dc va hoi noae bao hoa vai p = 4 bar ta co: i' = 604,7 kJ/kg; r> — 2133 kJ/kg i„> — 604,7 + 0,0015 x 2133 = 607,9 kJ/kg Entanpi i „, : i„ , = i 'z+ x,r> . Tif bang nuac va hei bao hoa vdi p~ = 10 bar ta co: i'~ -— 762,7 kJ/kg; r~ -— 2015 kJ/kg i» - — 762,7 + 0,00335 x 20 15 = 769,4 kJ/kg Vay hu„ d uqc tinh: xl xp — 1x] + vx(pi p g ) = 769,4 — 607,9 + 0,001776 (4 — 10) . 10 . 10 = 1 6 0,4 k J/kg N hiet do hai nhan deqc: Q „ = G. hu = 8000x 160,4 = 1,283.10 kJ Thoi gian can thiet: 1,283. 10 Q 300x 60 5.16. Mot binh kin t he t i ch V = 0, 2 m chCfa mot luqng hei bao hoa am o nhiet do t, = 180"C, do am y = 5%. Sau mot thai gian nhat dinh de ra ngohi troi nguoi ta do duqc ap suat p~ = 9 bar. Hay xic dinh do kho cua hoi 8 trang thai cuoi, lu'qng nhiet cua hoi nha ra moi truong. Bieu dien qua trinh tren do thi i — s. Dap so': xz = 0,85; Q„ = 298 kJ 5.17. N g0'oi ta dot n o ng 1 k g h a i n u de o ap s u at p, = 10 bar, nhiet d o 240 C de'n tz — 350'C trong dieu kien ap suat khong doi. Xac dinh lu'qng nhiet ma hoi nhan duqc, cong thay doi the tich va luqng thay doi noi ning. 79 Giai Bay la qua trinh dang 6p cua khi thu'c, nhie.t trang qua trinh dang ap dirac tinh: q„ = Ai = i ~ — i, Tif bang noae va hai nu'dc bao hola vdi p = 10 barr ta tra dirac nhiet do soi tu'ang chig t,. = 179,88'C. 0 day t , = 240'C > t , , v a y hai a t r ang th ai dau la hai qua nhiet. Tis bang nude chiesa sc i wa hei qu,a nhiet tim dirac: p> = 10 bar, t, = 240'C ta co: i> — 2918 kJ/kg p, = 10 bar, t.. = 35 0 ' C i , = 3 1 56 k J / k g Vay nhiet ma hai nhan dirac: q = 3156 — 2918 = 238 kJ/kg Cong thay doi the tich trong qu5 trinh dang ap: l,2 -— p(vz — v>) Tu' bang noae chu'a soi va hai qua nhiet: p> -— 10bar; t> -— 240'C ta co: v, = 0,2274 m /kg p 2 = 10 bar , t 2 = 3 5 0' C v z -— 0),282:2m /kg Vay: l,2 = 10. 10 (0,2822-0,2274) = 54,8.10 J/ k g Theo dinh luat nhiet dong I: Au + l~g Au : q - 1, 2 = 238 — 54. 8 = 183,2 J/kg 5.18. Hai bao hoa kho a ap suat p = 10 bar sau khi gian na di n g n h iet, ap suat cuoi pz -— 1 bar. Xac dinh luang nhiet can cap cho hai va cong thay doi the tich. Bieu dien qua trinh tren do thi i — s. Giai Nhiet trong qu i trinh dhng nhiet dirac tfnh: T(s~ -s, ) p, = 10 bar p,y1 bar 80 CHUONG 6 0 day s, =s", (hei bao hoa kho), T = T, . Tu bang nunc va hoi nuac bao hoa voi p, = 10 bar tim duoc s "> -— 6,587 kJ/kg do, t. = 179,88'C = 180'C . Trang thai 2 la hoi qua nhiet co p2 -— 1 bar, t.> -— t> = 180 C tu' bang nude chua s o i va h oi qua nhi et ti m d uoc: s., = 7 7 43 k J / k g do v, = 2.078 m / k g , i 2 = 2835 kJ/kg. D o vay: q T -— (180 + 273) (7,743 — 6,587) = 524 kJ/kg Tu' dinh luat nhiet dong I suy ra: q = du + <; l,2 = qT — ~u hu = u> — u> = (r2 — p2v.> ) — (>> — p>v> ) Tu bang hoi nuac bao hoa vai p, = 10 bar ta co: i> -— i", =2778 kJ/ k g ; v , = v", =0,1946 m / k g Do do: h,u = (2835 — 1. 10 x2,078. 10 ) — (2778 — 10. 10 x0.1946. 10 ) = 43,8 kJ/kg l,, = qT — hu = 524 — 43,8 = 480,2 kJ/kg 5.19. Hoi nuoc 0 ap sua't p, = 6 bar, t, = 2 0 0 C. Sau khi bi nen dang nhiet d en the tich la v ~ =0,11 m / k g . Xa c dinh n h iet t hai t r ong qua trinh nen, bieu diPn qua trinh tren do thi i — s. Bap so'. qT = — 522,9 kJ/kg 5.20. Hoi nuac 0 trang thai dau p, = 8 b ar , t , = 240 C, gian na doan nhijt den p 2 = 2 bar. Hay xac dinh do kho, cong ky thuat va cong thay doi the tich. Giai Bay la qua doan nhiet thuan nghich (s = const) cua khi thuc (hoi). si = s2 = const Hai o trang thai 1 la hei qua nhiet (t~ > t 170 4 2 C), tif bang nude chua soi va hei qua nhiet vdi p y 8 ba r , t , = 240 ' C ti m duoc: v y — 0 2867 m / k g , iy = 2926 kJ/kg s y = 6,991 kJ/kg d o Tu bang nude soi va hei bao hoa kho vai Pp p2 — 2 bar c6: v'2 -— 0,0010605m /kg v "2 -— 8,8854m /kg Flinh 5.5 81 i'~ = 504,8 kJ/kg i"~ = 2707 kJ/kg s'z -- 1,5302 kJ/kg do i", = 7,127 kJ/ kg do Vi: sz -— s, = 6, 99 1 < s " ,,= 7.127, dn do hoi o trang thai 2 la hoi am. s, -s'~ 6, 991 — 1,5302 sp = s ~+ x p(s p — s q); x >— ' - =0,976 s "z — s 'z 7, 127 — 1, 5302 g+ xp (i p i p ) = i y+ rgxq — 504,8 + 0,976 (2707 — 504,8)= 2654 kJ/kg Cong ky thuat cua qua trinh doan nhiet: lgt>p: — bi = i> — i> = 2926 — 2654 = 272 k J / kg Cong thay doi the tich cua qua trinh doan nhiet: q = d u + l t~ = 0 Ltp A u =' ut ug = (t t ptv t ) ( lg pgvg ) vp = v p + x p( v .y — v p) = 0,0010605 — 0,976 (8,8854 — 0,0010605) = 8,672 m /k g I,~ = (2926 — 8. 10 x0,2867.10 ) — (2654 — 2.10 x 8,672 .10 = 216 kJ/kg 5.21. 1 kg hoi ndoc tif trang thai ban dau p, = 30 bar, t , = 300'C gian no doan nhiet den pz = 0,5 bar. Xac dinh x~ va cong ky thuat cua qua trinh. Dap so': x, = 0,84; 1>,» — 725 kJ/kg. 5.22. Chu trinh Renkin cua hoi nuoc co p, = 30 bar, t , = 4 0 0 C , p > — 0,04 bar. Xac dinh cong vh hieu su "it nhiet cua chu trinh, luong nu'oc can lam K Giai m6t binh nguhg Cfng voi 1 kg hoi khi nhiet d o l a m m a t t Ang len 10'C Cong cua chu t r i n h k h i b o q ua cong cua born nude cap chinh la cong cua tua bin t r ong qua t r inh gian no doan nhiet 1 — 2. Hinh 5.6 lo — 'i T if bang nu'oc chu'a soi va hoi qua nhiet voi p t -— 30 bar, t , = 400'C 82 CHUONG 6 tim duroc: i, = 3229 kJ/kg s> = 6,916 kJ/kg do Tif bang nuoc va hoi nuoc bao hoa voi pz = 0,04 bar co: i'2 -— 121,42 kJ/kg; i "2 = 2554 kJ/kg s'2 -0,4225 kJ/kg do; s~ =8,473kJ/kg do; s~ = s, = 6,916 < s", =8,473 nen hoi o trang thai hai la hoi am. 82 = s g+x2(s g — s g) si — s '2 6,916 — 0, 4225 s "2-s'z 8,473-0,4225 iq — 121,42 + 0,81 (2554 — 121,42) = 2092 kJ/kg Cong cua chu trinh: Ip 3229 2092 1 1 3 7 kJ/kg Nhiet cap cho chu trinh: q, = ii — i'~ -— 3229 — 121,42 = 3107,6 kJ/kg Hieu suat nhiet: 1137 n- ' -0,36 = 36,6/c q, 3107,6 Nhiet thai ra trong binh ngung can duroc nuoc lam mat tai di: q2 -— i2 — i'2 -— 2092 — 121,4 = 1970,6 kJ/kg Luong nude lam mat can cho 1 kg hoi trong binh ngung: q , = q „ = G„c„ h t „ q2 1970,6 G„ = ='= 47,14 kg nuoc/kg hoi c2bt„ 4, 18 x 10 5.23. Chu trinh Renkin cua nhh may n hi et d ie n h ieu suat thong doi cua tua bin q „ T = 0,9, hieu suat ong dan hoi q,- , hieu sua't co khi dien: q = q z -— Ra =0 9 8 nhQ bai 5.22, neu cho biet hieu suat lo hoi q~ — 0,85, rI~ va hieu sua't may phat Cong suat cua may phat dien N = 10 Mw , n h iet t r i c u a n h ien l i e u Q, = 25 MJ/kg. Hay xac dinh hieu suat cua nhh may nhiet dien, leong . hoi san sinh tu' lo, luong nhien lieu, suat tieu hao nhien lieu va laong nu'oc can lam mat binh ng~g.