Bài giảng Khí động lực học: Bài 6 - Nguyễn Mạnh Hưng

Bài giảng bài 6 giúp các bạn nắm được những kiến thức về các phương trình cơ bản liên quan đến dòng không nhớt nén được, nội năng Entanpy, định luật Nhiệt động học, mối quan hệ đẳng Entropy trong Dòng không nhớt nén được. Ngoài ra, bài giảng còn giúp các bạn biết được trạng thái hãm, một số hiệu ứng dòng trên âm và với những bài tập ví dụ sẽ giúp các bạn củng cố những kiến thức này một cách tốt hơn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Khí động lực học: Bài 6 - Nguyễn Mạnh HưngKhí động lực họcDòng không nhớt nén được 1Phương trình cơ bản  Khí lý tưởng p RT  R=287J/(kg.K) 2Nội năng-entanpy  Tổng năng lượng mole của toàn bộ khối khí gọi là nội năng.  Nội năng tính cho đơn vị khối lượng KH e liên hệ với entanpy (e): h=e+pv  Đối với khí hoàn hảo (pefect gaz) thì nội năng và entanpy phụ thuộc vào nhiệt độ: e=e(T), h=h(T)  de=cvdT; dh=cpdT 3Nội năng-entanpy  cv,cp là nhiệt dung đẳng tích và đẳng áp  Với khí hoàn hảo: e=cvT, h=cpT  Cp-cv=R cp R R ;cp ; cv cv 1 1 1.4 Đối với khí tiêu chuẩn 4Định luật nhiệt động học thứ nhất  Với một hệ như hình vẽ δq là nhiệt trao đổi trong và ngoài hệ, δw công sinh ra bởi hệ thống, sự thay đổi nội năng trong khối de: q w de Đó là định luật 1 của nhiệt động lực học δw δq 5Định luật nhiệt động học thứ nhất  Có 3 quá trình trao đổi:  Đoạn nhiệt: không có sự trao đổi nhiệt của hệ với bên ngoài  Thuân nghịch: quá trình không có ảnh hưởng của độ nhớt, dẫn nhiệt, trao đổi chất δw=-pdv  Đẳng enpotry: vừa đoạn nhiệt vừa thuận nghịch 6Định luật 2 nhiệt động lực học  Tại sao? Đá lanh tiếp xúc với thép nóng  đá ấm lên, thép lạnh đi. Định luật 1 không giải thích được. Thậm chí còn giải thích đá lạnh đi, thép nóng lên.  Để giải thích ta đưa thêm hướng vào bằng định nghĩa entropy qrev ds T s là entropy của hệ thống, qrev trao đổi nhiệt thuận nghịch, T nhiệt độ của hệ thống 7Định luật 2 nhiệt động lực học  Trong q trường hợp tổng quát ds dsirev T  ở đây q, dsirev là nhiệt thêm vào hệ thống và entropy trong quá trình thuận nghịch dsirev 0  Dấu bằng xẩy ra trong quá trình thuận nghịch q Công thức của định ds Luật 2 nhiệt động lực T Học  Quá trình đoạn nhiệt ds 0 8Định luật 2 nhiệt động lực học  Quá trình thuận nghịch: Tds pdv de Tds de pdv  Enthanpy dh de pdv vdp Từ pt tính  Kết hợp ta có dT pdv ds cv T T dT vdp ds c p T T pv RT dT Rdp ds cp T p 9Định luật 2 nhiệt động lực học  Tích phân từ trạng thái 1 đến trạng thái 2 T2 p2 dT Rdp s2 s1 cp T1 T p1 p T2 p2 s2 s1 c p ln R ln T1 p1  Tượng tự T2 v2 s2 s1 cv ln R ln T1 v1 10Mối quan hệ đẳng entropy  Đẳng entropy q 0; dsirev 0  Do đó ds 0 cP / R T2 p2 p2 T2 0 c p ln R ln T1 p1 p1 T1 cp / 1 p2 T2 R 1 p1 T1  Tương tự 1/ 1 p2 T2 / 1 2 v2 ...