Mở đầu 1 1 | 1 | Cơsở nhiệt động kỹ thuật và | 54 | 32 20 2 truyền nl 1. Nhiệt động kỹ thuật 2 | 17 " 1 2. Truyền nhiệt 25 15 9 | 1 II | Cơ sở kỹ thuật lạnh: 35 | 29 5 1 1. Khái niệm chung.
Môi chất lạnh và chat tai 3 2 1 lạnh 3. Các hệ thống lạnh dân 6| 4 2 dụng II |4 Máy nén lạnh 12 | 9 3 5. Các thiết bị khác của hệ 10 | 10 thống lạnh. Kiểm tra 1 1 II Cơ sở kỹ thuật điều hoà 30 13 15 2 không khí 1.
Không khí ẩm 2 4 2. Khái niệm về điều hòa 4 4 không khí 3. Hệ thống vận chuyển và 4 4 phân phối không khí. Các phần tử khác của hệ 3 z= thống điều hòa không khí Kiểm tra 2 Cộng 75 40 5 8 CHUONG 1: CO SO KY THUAT NHIET DONG VA TRUYEN NHIET Mã chương: MHI0 - 01 Giới th Chương này cung cấp cho sinh viên học sinh những kiến thức cơ bản ban đầu về cơ sở nhiệt động và truyền nhiệt: các khái niệm nhiệt động cơ bản, thông số của hơi, các chu trình nhiệt động cũng như quy luật của các hình thức truyền nhiệt và thiết bị trao đổi nhiệt Mục tiêu: ~ Trình bảy được các kiến thức chung nhất về kỹ thuật Nhiệt - Lạnh.
~ Phân tích được các khái niệm về nhiệt động lực học. ~ Trình bảy được các kiến thức về hơi và thông số trạng thái hơi. ~ Trình bảy được các quá trình nhiệt động của hơi. ~ Trình bày được các chu trình nhiệt đội ~ Trình bày được các quá trình dẫn nhiệt và truyền nhiệt và các thiết bị trao đổi nhiệt.
~ Phân tích được các quá trình, nguyên lý làm việc của máy lạnh và các quy luật truyền nhiệt nói chung; ~ Rèn luyện tính tập trung, tỉ mi, tư duy logic, ứng dụng thực tiễn sản xuất áp dụng vào môn học cho HSSV. Nội dung chính: 1, NHIET DONG KY THUAT: Aục tiêu: ~ Trình bày được các khái niệm về nhiệt động lực học. ~ Hơi và thông số trạng thái hơi, Các quá trình nhiệt động của hơi. ~ Các chu trình nhiệt động.
Chất môi giới và các thông số trạng thái của chất môi giới: 1,1,1. Các khái niệm va định nghĩa: a) Thiết bị nhiệt: Là loại thiết bị có chức năng chuyển đổi giữa nhỉ bị nhiệt được chia thành 2 nhóm: động cơ nhiệt * Động cơ nh Có chức năng chuyển đổi nhiệt năng thành cơ năng như động cơ hơi nude, turbine khí, động cơ xăng, động cơ phản lực, v. * Máy lạnh: 'Có chức năng chuyển nhiệt năng từ nguồn lạnh đến nguồn nóng. b) Hệ nhiệt động (HNĐ): Là hệ gồm một hoặc nhiều vật được tách riêng ra khỏi các vật khác đẻ nghiên cứu các tính chất nhiệt động của chủng.
Tắt cả những vật ngoài HNĐ. được gọi la mai trưởng xung quanh: Nhiệt độ nguồn nóng (T.) “Nhiệt độ nguồn nóng (T.) Ạ Q an Lente ¬ Độngcơ |_ nhi ẹ e "Nhiệtđộ nguén lạnh (T:) "Nhiệtđộ nguồn lạnh (T:) Hình 1.1: Nguyên lý làm việc của động cơ nhiệt và máy lạnh, bơm nhiệt Vật thực hoặc tưởng tượng ngăn cách hệ nhiệt động với môi trường xung quanh được gọi là ranh giới của HIND. Hệ nhiệt động được phân loại như sau : Xiiah "Ranh giới cia END Piston Hình 1.2: Hệ nhiệt động a) HNĐ kín với thể tích không đổi b) HIND kin với thể tích thay đổi * Hệ nhiệt động kín HNĐ trong đó không có sự trao đổi vật chất giữa hệ và môi trường xung quanh. * Hệ nhiệt động hở: HN trong đó có sự trao đổi vật chất giữa hệ và môi trường xung quanh.
* Hệ nhiệt động cô lập: HNĐ được cách ly hoàn toàn với môi trường xung quanh. Chất môi giới và các thông số trạng thái của chất môi giới: a) Khái niệm chất môi giới (CMG): 10 * Chất môi giới hay môi chất công tác: Được sử dụng trong thiết bị nhiệt là chất có vai trò trung gian trong quá trình biến đổi giữa nhiệt năng và cơ năng. * Thông số trạng thái của CMG: Là các đại lượng vật lý đặc trưng cho trạng thái nhiệt động của CMG. b) Các thông số trạng thái của chất môi giới: * Nhiệt độ: Nhiệt độ (T) - số đo trạng thái nhiệt của vật.
Theo thuyết động học phân tử, nhiệt độ là số đo động năng trung bình của các phân tử. m kT Te] Trong đó: m - khối lượng phân tử œ - vận tốc trung bình của các phân từ k - hằng số Bonzman , k= 1,3805.10 J/độ T - nhiệt độ tuyệt đối. Nhiệt kế: Nhiệt kế hoạt động dựa trên sự thay đổi một số tính chất vật lý của vật thay đổi theo nhiệt độ, vi dụ: chiều dài, thể tích, màu sắc, điện trở, v. Thang nhiệt độ 1) Thang nhiệt độ Celsius (0, 2) Thang nhiệt độ Fahrenheit ( F) 3) Thang nhiệt độ Kelvin (K) * 4) Thang nhiệt độ Rankine( R) % Mi quan hệ giữa các đơn vị đo nhiệt độ: %C= ŠE~32) Hình 1.3: Nhiệt kế 9 °C=K-273 °C=Š*R 9 -~273 tuyển lên một đơn vị diện tích thành chứa.
ø p=T (121 Theo thuyết động học phân tử : p= an, m,os [13] trong đồ : p - áp suất ; E - lực tác dụng của các phân tử ; A - diện tích thành bình chứa ; n- số phân tử trong một đơn vị thể tích ; a - hệ số phụ thuộc vào kích thước và lực tương tác của các phân tử. + Đơn vị áp suất: 1) Nim 3 5)mm Hg (tor - Torricelli, 1068-1647) 2) Pa (Pascal) ; 6)mm HO 3) at (Technical Atmosphere) ; _ 7) psi (Pound per Square Inch) 4) atm (Physical Atmosphere); _8) psf (Pound per Square Foot) Mỗi quan hệ giữa các đơn vị đo áp suất: 1 atm = 760 mm Hg (at 0'C) = 10,13. 10°Pa = 2116 psf (bf/f) 1049 psf 0,981 bar= 9.10" Pa = 10 mH,0= 735,5 mmHg = 14,7 psi + Phân loại áp suất: Áp suất khi quyén (p ,) Áp suất của không khí tác dụng lên bề mặt các vật trên trái dat. Áp suất dự (p,): Là phần áp suất tuyệt đối lớn hơn áp suất khí quyền P,=P-P, I4] Ấp suất tuyệt đối (p): Áp suất của lưu chất so với chân không tuyệt đối P=P,†P, [I-5] Ấp suất chân không (p.
g) Phan áp suất tuyệt đối nhỏ hơn áp suất khí quyền. P„=P,~P [1-6] Pa PB Hinh 1.4: Céc loại áp suất “4 fe Hình 1.5: Dụng cụ đo áp suất a) Barometer, b) Apké ằ * Ghi chú: Khi đoà áp suất bằng0 áp kế thủy ngân, chiều cao cột thủy ngân cần được hiệu chỉnh về nhiệt độ 0 C. 0) t7 trong đó : t- nhiệt độ cột thủy ngân,C 5 h, - chiều cao cột thủy ngân hiệu chỉnh về nhiệt độ 0 C h- chiều cao cột thủy ngân ở nhiệt độ LC ©) Thê tích riêng và khôi lượng riêng: Thể tích riêng (v) - Thể tích riêng của một chất là thể tích ứng với một đơn vị kh lượng chất đó Im /kg] [1-8] Khối lượng riêng (p) - Khối lượng riêng - còn gọi là mật độ - của một chất là khối lượng ứng với một đơn vị thê tích của chất đó : IkgmÌ] II-9] dd. Nội năng: Nội nhiệt năng (u) - gọi tắt là nội năng - là năng lượng do chuyên động của các phân tử bên trong vật và lực tương tác giữa chúng.
Nội năng gồm 2 thành phần: nội động năng (u,) và nội thể năng (u,). ~ Nội động năng liên quan đến chuyển động của các phân tử nên nó phụ thuộc vào nhiệt độ của vật ~ Nội thế năng liên quan đến lực tương tác giữa các phân tử nên nó phụ thuộc vào khoảng cách giữa các phân tử. Như vậy, nội năng là một hàm của nhiệt độ và thể tích riêng: u = u (T, v) Đối với khí lý tưởng, lực tương tác giữa các phân tử bằng 0 nên nội năng. chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ.
Lượng thay đôi nội năng của khí lý tưởng được xác định bằng các biểu thức du=C\dT và Au=C((T› -T,) [1-10] Đối với Ikg môi chất, nội năng kí hiệu là u, đơn vị là 1/kg; Đối với Gkg môi chất, nội năng kí hiệu là U, đơn vị là J. Ngoài ra nội năng còn có một số đơn vị khác như: kCal; kWh; Biu. Enthanpy: Enrhalpy (¡ hoặc h) - là đại lượng được định nghĩa bằng biểu thức : utpy (uy Như vậy, cũng tương tự như nội năng, enthalpy của khí thực là hảm của các thông số trạng thái. Đối với khí lý tưởng, enthalpy chi phụ thuộc vào nhiệt độ.
Nhiệt dung riêng và tính nhiệt lượng theo nhiệt dung riêng: a) Cac khái niệm chung: + Nhiệt năng (nhiệt lượng): là đạng năng lượng truyền từ vật này sang vật khác do sự chênh lệch nhiệt độ. Đơn vị đo nhiệt năng: Calorie (Cai)- 1 Cai là nhiệt năng cần thiết để làm nhiệt độ của 1 gam nước tăng từ 14. British thermal umit (Biu) - 1 Btu là nhiệt năng cần thiết để làm nhiệt độ của Ì pound nước tăng từ 59.187 1 1 Btu =252 Cai = 1055J Hình 1.6: Các hình thức truyền nhiệt + Nhiệt dụng và nhiệt dung riêng: Nhiệt dưng của một vật là lượng ° nhiệt cần cung cấp cho vật hoặc từ vật tỏa ra đề nhiệt độ của nó thay đôi 1 2 [1/49] [1-13] Nhiệt đạn riêng (NDR)- còn gọi là Tỳ nhiệt - là lượng nhiệt cần cung cấp hoặc tỏa ra từ 1 đơn vị số lượng vật chất đẻ nhiệt độ của nó thay đổi 1ˆ 14 Phân loại NDR theo đơn vị đo lượng vật chất: Nhiệt dung riêng khối lượng e = C,” [1/kg.độ] 11-14] 3 Nhiệt dung riêng thể tích c` = = [W/m 46} (1-15) Nhiệt dung riêng mol c„ = § [/kmol.độ] [1-16] Phan loai NDR theo qué trinh nhiệt động: ~ NDR đẳng tích cy, €,`,ụy ~ NDR đẳng áp cụ, cy`,Cụn Công thức Maye : S (1-17) c_-c ng TÔM =R =8314[1/&molđộ] [1-18] Chỉ số đoạn nhiệt: 11-19] Trị số k của khí thực phụ thuộc vào loại chất khí và nhiệt độ. Đối với khí lý tưởng, k chỉ phụ thuộc vào loại chất khi.
Quan hệ giữa c, k và R: 11-20] + Nhiệt dung riêng của khí thực: NDR của khí thực phụ thuộc vào bản chất của chất khí, nhiệt độ, áp suất và quá trình nhiệt động : € =f(T, p, quá trình). Trong phạm vỉ áp suất thông dụng, áp suất có ảnh hưởng rất it đến NDR. có thể biểu diễn NDR dưới dạng một hàm của nhiệt độ như sau : C=a,+ta.ea 1-21] + Nhiệt dung riêng của khí lý tưởng: NDR của khí lý tưởng chỉ phụ thuộc vào loại chất khí mà không phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất.1: Chỉ số đoạn nhiệt và nhiệt dung riêng của khí lý tưởng Loại k c.d6] Khi 1 nguyên tử 16 126 20.