Bài giảng Chương 2: Chu trình nhiệt động và máy lạnh

Tài liệu cung cấp thông tin về công của chu trình nhiệt, các quá trình trong chu trình, chu trình động cơ nhiệt, hiệu suất nhiệt, nguồn làm mát, các công thức,.... kèm theo các bài tập tính toán giúp các bạn củng cố kiến thức nhanh chóng. Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung tài liệu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Chương 2: Chu trình nhiệt động và máy lạnhCh−¬ng 2. chu tr×nh nhiÖt ®éng vµ m¸y l¹nh2.1. chu tr×nh ®éng c¬ nhiÖt2.1.1. C«ng cña chu tr×nh, hiÖu suÊt nhiÖt, hÖ sè lµm l¹nh vµ b¬m nhiÖt C«ng cña chu tr×nh nhiÖt ®−îc tÝnh b»ng tæng c«ng thay ®æi thÓ tich hoÆcc«ng kü thuËt cña c¸c qu¸ tr×nh trong chu tr×nh. l 0 = ∑ l i = ∑ l kt (2-1)C«ng cña chu tr×nh cßn ®−îc tÝnh theo nhiÖt: Víi chu tr×nh ®éng c¬ nhiÖt (thuËn chiÒu, c«ng sinh ra) c«ng cña chu tr×nh lµhiÖu sè gi÷a nhiÖt cÊp q1 cho chu tr×nh vµ nhiÖt nh¶ q2 cho nguån lµm m¸t. l 0 = q1 − q 2 (2-2) Víi chu tr×nh m¸y l¹nh hoÆc b¬m nhiÖt ( chu tr×nh ng−îc chiÒu, tiªu haoc«ng) c«ng cña chu tr×nh mang dÊu ©m l0 < 0 vµ còng lµ hiÖu sè gi÷a nhiÖt nh¶ tõchu tr×nh q1 vµ nhiÖt lÊy cña vËt cÇn lµm l¹nh q2. l 0 = q1 − q 2 (2-3) HiÖu suÊt nhiÖt ηt ®Ó ®¸nh gi¸ møc ®é hoµn thiÖn cña chu tr×nh ®éng c¬nhiÖt: l 0 q1 − q 2 η= = (2-4) q1 q1 HÖ sè lµm l¹nh ε ®Ó ®¸nh gi¸ møc ®é hoµn thiÖn cña chu tr×nh m¸y l¹nh: q2 q2 ε= = (2-5) l0 q1 − q 2 HÖ sè b¬m nhiÖt ϕ ®Ó ®¸nh gi¸ møc ®é hoµn thiÖn cña chu tr×nh b¬m nhiÖt(b¬m nhiÖt lµ m¸y lµm viÖc theo nguyªn lý m¸y l¹nh, nh−ng ë ®ay sö dông nhiÖtq1 ë nhiÖt ®é cao cho c¸c qu¸ tr×nh nh− sÊy, s−ëi . . . ): q ϕ= = ε +1 (2-6) l02.1.2. HiÖu suÊt nhiÖt cña chu tr×nh Carno Chu tr×nh Carno gåm hai qu¸ tr×nh ®¼ng nhiÖt vµ hai qu¸ tr×nh ®o¹n nhiÖtxen kÏ nhau, ë nhiÖt ®é hai nguån nhiÖt kh«ng ®æi T1 = const (nguån nãng), T2 =const (nguån l¹nh). Chu tr×nh Carno lµ mét trong nh÷ng chu tr×nh thuËn nghÞch.HiÖu suÊt nhiÖt cña chu tr×nh Carno thuËn chiÒu b»ng: T1 − T2 η tc = (2-7) T1HÖ sè lµm l¹nh cña chu tr×nh Carno ng−îc chiÒu b»ng: 72 T2 εc = (2-8) T1 − T22.2 Chu tr×nh ®éng c¬ ®èt trong2.2.1. Chu tr×nh cÊp nhiÖt ®¼ng tÝch Nhiªn liÖu ë ®©y lµ x¨ng hoÆc khÝ ch¸y xÈy ra rÊt nhanh nªn coi lµ qu¸tr×nh ch¸y ®¼ng tÝch v = const. HiÖu suÊt chu tr×nh b»ng: 1 η ct = 1 − (2-9) ε k −1Trong ®ã: ε- tû sè nÐn: v1 ε= v2 k – sè mò ®o¹n nhiÖt2.2.2. Chu tr×nh ch¸y ®¼ng ¸p Nhiªn liÖu lµ mazut, . . . qua str×nh ch¸y xÈy ra chËm nªn coi lµ ch¸y ®¼ng¸p p = const. §©y lµ ®éng c¬ diezen tr−íc ®©y. HiÖu suÊt chu tr×nh cÊp nhiÖtb»ng: ρk − 1 η ct = 1 − k −1 (2-10) ε k (ρ − 1) ρ - tû sè d·n në sím: v3 ρ= v 22.2.3. Chu tr×nh cÊp nhiÖt hçn hîp Nhiªn liÑu lµ dÇu mazut, . ®−îc phun vµo xi lanh nhê b¬m cao ¸p vµ vßiphun d−íi d¹ng nh÷ng h¹t rÊt nhá nh− s−¬ng mï, qu¸ tr×nh ch¸y xÈy ra nhanhh¬n vµ coi lµ ch¸y hçn hîp (phÇn ®Çu ch¸y ®¼ng tÝch, phÇn sau ch¸y ®¼ng ¸p).§©y lµ ®éng c¬ diezen hiÖn ®¹i. HiÖu suÊt chu tr×nh cÊp nhiÖt b»ng: λρ k − 1 η ct = 1 − k −1 (2-11) ε [(λ − 1) + kλ(ρ − 1)] λ - TØ sè t¨ng ¸p trong qu¸ tr×nh cÊp nhiÖt: p λ= 3 p22.2.4. So s¸nh hiÖu suÊt nhiÖt cña chu tr×nh ®éng c¬ ®èt trong 73 Khi ký hiÖu hiÖu suÊt cña chu tr×nh ch¸y ®¼ng tÝch lµ ηtv , ch¸y ®¼ng ¸p lµηtp , ch¸y hçn hîp lµ ηth ta cã:- Khi cã cïng tØ sè nÐn ε vµ nhiÖt l−îng q1 cÊp vµo cho chu tr×nh: ηtv > ηth > ηtp- KhÝ cã cïng ¸p suÊt vµ nhiÖt ®é lín nhÊt vµ nhá nhÊt: ηtp > ηth > ηtv2.3 Chu tr×nh tuèc bin khÝ Chu tr×nh tuèc bin khÝ cÊp nhiÖt ®¼ng ¸p Chu tr×nh cÊp nhiÖt ®¼ng ¸p ®−îc dïng nhiÒu trong thùc tÕ v× cã cÊu t¹obuång ®èt ®¬n gi¶n, cã Ýt avn nªn tæn thÊt qua van còng nhá. HiÖu suÊt chu tr×nhcÊp nhiÖt b»ng: T1 1 η ct = 1 − ...