Nhiệt động lực học - Chương 1

KHÁI NIỆM CƠ BẢN1.1. THIẾT BỊ NHIỆTThiết bị nhiệt là loại thiết bị có chức năng biến đổi giữa nhiệt năng và cơ năng.Thiết bị nhiệt được chia thành 2 nhóm : động cơ nhiệt và máy lạnh. Động cơ nhiệt (ví dụ : động cơ hơi nước, turbine khí, động cơ xăng, động cơ diesel, động cơ phản lực, v.v.) có chức năng biến đổi nhiệt năng thành cơ năng. Máy lạnh có chức năng chuyển nhiệt năng từ nguồn lạnh (ví dụ : phòng lạnh) đến nguồn nóng (ví dụ : khí quyển)....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nhiệt động lực học - Chương 1 NHA TRANG UNIVERSITY Faculty of Mechanical Engineering Nguyễn Văn Nhận Assoc. Prof.Engineering Thermodynamics (Textbook Compiled for Students at the Faculty of Mechanical Engineering) NHA TRANG - 2008 -2- Our modern technological society is based largely on the replacement ofhuman and animal labor by animate, power-producing machinery. Examples of suchmachinery are steam power plants that generate electricity, locomotives that pullfreight and passenger trains, and internal combustion engines that power automobiles.In each of these examples, working fluids such as steam and gases are generated bycombustion of a fuel-air mixture and then are caused to act upon mechanical devicesto produce power. Predictions of how much energy can be obtained from the workingfluid and how well the extraction of energy from the working fluid can beaccomplished are the province of an area of engineering called thermodynamics. Thermodynamics is based on two experimentally observed laws. The first isthe law of conservation of energy, familiar to the student from the study of classicalmechanics. Whereas in mechanics only potential and kinetic energies are involved, inthermodynamics the law of conservation of energy is extended to include thermal andother forms of energy. When an energy transformation occurs, the same total energymust be present after the transformation as before; in other words, according to thefirst law, all the different types of energy must be accounted for and balanced outwhen a transformation occurs. For example, in an internal combustion engine, aspecific quantity of thermal energy is released due to the combustion of gasoline inthe engine cylinders. Some of this energy goes out the tailpipe as heated exhaust gasesand is lost; some is converted to useful work in moving the car; and some is dissipatedto the air via the cooling system. Whereas the distribution of these various types ofenergy is clearly of important to the engineer, who wants to obtain as much usefulwork as possible from a given quantity of fuel, the first law merely states that energycan be neither created nor destroyed; it does not provide information as to the ultimatedistributions of the energy in its various forms. The second law provides further information about energy transformations. Forexample, it places a limitation on the amount of useful mechanical work that can beobtained from combustion of the fuel in an internal combustion engine. The first lawstates that energy must be conserved. Thus, according to the first law, all the thermalenergy available from combustion of the fuel could be converted to useful mechanicalwork with no losses. Intuitively, however, we know that thermal and other losses arepresent in the engine. The second law provides a quantitative prediction of the extentof these losses. An understanding of thermodynamics and the limitations it imposes on theconversion of energy from one to another is very relevant to what is going on in theworld today. With limited supplies of conventional energy resources of oil and gas,and with increased demands for an improved standard of living and an accompanyingincreased demand for energy, it is important that we obtain the maximum utilizationof our oil, gas, and coal reserves. Conversion of the chemical energy available in thesefuels to usable form should be done as efficiently as possible. Further, we mustexamine the potential of new sources of energy, such as the sun and the oceans.Again, thermodynamics will be used to evaluate new energy sources and methods ofconverting the available energy to useful form. Assoc. Prof. Nguyễn Văn Nhận - Engineering Thermodynamics - 2008 -3- REFERENCE1. Bùi Hải, Trần Thế Sơn (2002), Kỹ thuật nhiệt, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nộ i2. Phạm Lê Dần, Đặng Quốc Phú (2003), Bài tập cơ sở Kỹ thuật nhiệt, NXB Giáo dục.3. Trần Quang Nhạ, Bùi Hải, Hoàng Đình Tín, Ng. Hoài Văn (1978), Bài tập Nhiệt kỹ thuật, NXB Đại học và THCN.4. William L. Haberman, James E. A. John, Engineering Thermodynamics with Heat Transfer, ISBN 0-205-12076-8. Assoc. Prof. Nguyễn Văn Nhận - Engineering Thermodynamics - 2008 -4-Chương 1 KHÁI NIỆM CƠ BẢN1.1. THIẾT BỊ NHIỆT Thiết bị nhiệt là loại thiết bị có chức năng biến đổi giữa nhiệt năng và cơ năng. Thiết bị nhiệt được chia thành 2 nhóm : động cơ nhiệt và máy lạnh. Động cơnhiệt (ví dụ : động cơ hơi nước, turbine khí, động cơ xăng, động cơ diesel, động cơphản lực, v.v.) có chức năng biến đổi nhiệt năng thành cơ năng. Máy lạnh có chứcnăng chuy ...