Giáo Trình Kỹ Thuật Lạnh Nghề Điện Công Nghiệp Trung Cấp

Giáo trình kỹ thuật lạnh nghề điện công nghiệp trung cấp cung cấp kiến thức chuyên sâu, kỹ năng thực hành cho sinh viên ngành điện lạnh.

• Tác giả: Hồ Văn Tịnh
• Trường học: Trường Cao Đẳng Cơ Giới Quảng Ngãi
• Chuyên ngành: Điện Công Nghiệp
• Đề tài: Giáo Trình Kỹ Thuật Lạnh Cho Nghề Điện Công Nghiệp Trung Cấp
• Loại tài liệu: Giáo Trình
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Quảng Ngãi

Mục lục chi tiết

• TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
• LỜI GIỚI THIỆU
• 1. BÀI 1: CƠ SỞ KỸ THUẬT NHIỆT ĐỘNG VÀ TRUYỀN NHIỆT
• 2. BÀI 2: CƠ SỞ KỸ THUẬT LẠNH
• 3. BÀI 3: THIẾT BỊ ĐIỆN LẠNH
• 4. BÀI 4: CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
• 5. BÀI 5: THIẾT BỊ ĐIỀU HÒA NHIỆT ĐỘ
• Tài liệu tham khảo

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Giáo Trình Kỹ Thuật Lạnh Nghề Điện Công Nghiệp

Giáo trình "Kỹ Thuật Lạnh" được biên soạn nhằm cung cấp kiến thức cơ bản cho sinh viên ngành điện công nghiệp. Nội dung giáo trình không chỉ giúp sinh viên hiểu rõ về kỹ thuật lạnh mà còn có thể áp dụng trong thực tiễn. Tài liệu này là nguồn tham khảo quý giá cho những ai quan tâm đến lĩnh vực kỹ thuật lạnh và điều hòa không khí.

1.1. Mục Tiêu Của Giáo Trình Kỹ Thuật Lạnh

Giáo trình nhằm trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản về kỹ thuật lạnh, từ nguyên lý hoạt động đến ứng dụng thực tiễn. Sinh viên sẽ nắm vững các khái niệm về môi chất lạnh và các hệ thống lạnh thông dụng.

1.2. Đối Tượng Sử Dụng Giáo Trình Kỹ Thuật Lạnh

Giáo trình này không chỉ dành cho sinh viên ngành điện công nghiệp mà còn cho những người làm việc trong lĩnh vực kỹ thuật lạnh và điều hòa không khí. Nó cũng hữu ích cho các giảng viên và những ai muốn tìm hiểu sâu hơn về lĩnh vực này.

II. Những Thách Thức Trong Việc Học Kỹ Thuật Lạnh

Học kỹ thuật lạnh không chỉ đơn thuần là tiếp thu lý thuyết mà còn phải đối mặt với nhiều thách thức. Các sinh viên thường gặp khó khăn trong việc áp dụng lý thuyết vào thực tiễn. Việc hiểu rõ các hệ thống lạnh và cách thức hoạt động của chúng là rất quan trọng.

2.1. Khó Khăn Trong Việc Hiểu Các Khái Niệm Cơ Bản

Nhiều sinh viên gặp khó khăn trong việc nắm bắt các khái niệm như nhiệt động lực học và truyền nhiệt. Điều này có thể dẫn đến việc áp dụng sai trong thực tế.

2.2. Thực Hành Thiếu Thiết Bị Đúng Chuẩn

Việc thiếu thiết bị thực hành đúng chuẩn có thể làm giảm hiệu quả học tập. Sinh viên cần có cơ hội thực hành với các thiết bị điện lạnh để hiểu rõ hơn về nguyên lý hoạt động.

III. Phương Pháp Học Tập Hiệu Quả Trong Kỹ Thuật Lạnh

Để học tốt kỹ thuật lạnh, sinh viên cần áp dụng các phương pháp học tập hiệu quả. Việc kết hợp giữa lý thuyết và thực hành là rất quan trọng. Các phương pháp học tập tích cực sẽ giúp sinh viên nắm vững kiến thức hơn.

3.1. Học Tập Qua Thực Hành

Thực hành là một phần không thể thiếu trong việc học kỹ thuật lạnh. Sinh viên nên tham gia vào các buổi thực hành để áp dụng lý thuyết vào thực tế.

3.2. Sử Dụng Tài Liệu Tham Khảo Đáng Tin Cậy

Việc sử dụng tài liệu tham khảo từ các nguồn đáng tin cậy sẽ giúp sinh viên có cái nhìn sâu sắc hơn về kỹ thuật lạnh. Các tài liệu này có thể bao gồm sách, bài báo và các nghiên cứu khoa học.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Kỹ Thuật Lạnh Trong Ngành Điện Công Nghiệp

Kỹ thuật lạnh có nhiều ứng dụng trong ngành điện công nghiệp. Từ việc bảo quản thực phẩm đến điều hòa không khí, kỹ thuật lạnh đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực. Việc hiểu rõ ứng dụng của nó sẽ giúp sinh viên có cái nhìn tổng quan hơn.

4.1. Ứng Dụng Trong Ngành Thực Phẩm

Trong ngành thực phẩm, kỹ thuật lạnh được sử dụng để bảo quản thực phẩm tươi sống và chế biến. Điều này giúp kéo dài thời gian sử dụng và đảm bảo chất lượng sản phẩm.

4.2. Ứng Dụng Trong Hệ Thống Điều Hòa Không Khí

Hệ thống điều hòa không khí sử dụng kỹ thuật lạnh để tạo ra môi trường thoải mái cho con người. Việc hiểu rõ nguyên lý hoạt động của các hệ thống này là rất cần thiết cho sinh viên.

V. Kết Luận Về Tương Lai Của Kỹ Thuật Lạnh Trong Ngành Điện Công Nghiệp

Tương lai của kỹ thuật lạnh trong ngành điện công nghiệp rất hứa hẹn. Với sự phát triển của công nghệ, các hệ thống lạnh ngày càng trở nên hiệu quả và tiết kiệm năng lượng hơn. Sinh viên cần nắm bắt xu hướng này để có thể đáp ứng nhu cầu thị trường.

5.1. Xu Hướng Phát Triển Công Nghệ Lạnh

Công nghệ lạnh đang phát triển mạnh mẽ với nhiều cải tiến về hiệu suất và tiết kiệm năng lượng. Sinh viên cần theo dõi các xu hướng này để không bị lạc hậu.

5.2. Cơ Hội Nghề Nghiệp Trong Lĩnh Vực Kỹ Thuật Lạnh

Với nhu cầu ngày càng cao về kỹ thuật lạnh, cơ hội nghề nghiệp cho sinh viên trong lĩnh vực này rất lớn. Việc trang bị kiến thức và kỹ năng sẽ giúp sinh viên dễ dàng tìm được việc làm.

Trích đoạn nội dung tài liệu

mở đầu - Đối với người dạy: Sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học nhớ các giá trị đại lượng, đơn vị của các đại lượng. - Đối với người học: Chủ động đọc trước giáo trình trước buổi học Điều kiện thực hiện bài học - Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Phòng học chuyên môn - Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác - Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình môn học, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan. - Các điều kiện khác: Không có Kiểm tra và đánh giá bài học - Nội dung:  Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức  Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng.  Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập.

+ Tham gia đầy đủ thời lượng môn học. + Nghiêm túc trong quá trình học tập. - Phương pháp:  Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: hỏi miệng)  Kiểm tra định kỳ lý thuyết: không có 10  Kiểm tra định kỳ thực hành: không có Nội dung chính: 1. NHIỆT ĐỘNG KỸ THUẬT: Mục 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. Các khái niệm và định nghĩa: a) Khái niệm chất môi giới (CMG): * 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. 2 kT [1-1] 3 Trong đó: mμ - khối lượng phân tử ω - vận tốc trung bình của các phân tử k - hằng số Bonzman , k = 1,3805.105 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, ví dụ: chiều dài, thể tích, màu sắc, điện trở , v. Thang nhiệt độ: 1) Thang nhiệt độ Celsius (0C) 2) Thang nhiệt độ Fahrenheit (0F) 3) Thang nhiệt độ Kelvin (K) 4) Thang nhiệt độ Rankine (0R) Mối quan hệ giữa các đơn vị đo nhiệt độ: o 5 o C= ( F – 32) 9 o C = K – 273 Hình 1. R – 273 9 * Áp suất: + Khái niệm: Áp suất của lưu chất (p) - lực tác dụng của các phân tử theo phương pháp tuyến lên một đơn vị diện tích thành chứa. F p= [1-2] A Theo thuyết động học phân tử : 11 2 m p =.

[1-3] 3 trong đó : p - áp suất ; F - lực tác dụng của các phân tử ; A - diện tích thành bình chứa ; n - số phân tử trong một đơn vị thể tích ; α - hệ số phụ thuộc vào kích thước và lực tương tác của các phân tử. + Đơn vị áp suất: 1) N/m2 ; 5) mm Hg (tor - Torricelli, 1068-1647) 2) Pa (Pascal) ; 6) mm H2O 3) at (Technical Atmosphere) ; 7) psi (Pound per Square Inch) 4) atm (Physical Atmosphere) ; 8) psf (Pound per Square Foot) Mối quan hệ giữa các đơn vị đo áp suất: 1 atm = 760 mm Hg (at 0 0C) = 10,13. 10 4 Pa = 2116 psf (lbf/ft2) 1 at = 2049 psf 1at = 0,981 bar = 9,81.104 Pa = 10 mH20 = 735,5 mmHg = 14,7 psi + Phân loại áp suất: Áp suất khí quyển (p 0): Áp suất của không khí tác dụng lên bề mặt các vật trên trái đất. Áp suất dư (pd): Là phần áp suất tuyệt đối lớn hơn áp suất khí quyển p d= p - p 0 [1-4] Áp suất tuyệt đối (p): Áp suất của lưu chất so với chân không tuyệt đối.

p = p d+ p 0 [1-5] Áp suất chân không (pck): Phần áp suất tuyệt đối nhỏ hơn áp suất khí quyển.4: Các loại áp suất + Áp kế: 12 Hình 1.5: Dụng cụ đo áp suất Barometer , b) Áp kế * Ghi chú: Khi đo áp suất bằng áp kế thủy ngân, chiều cao cột thủy ngân cần được hiệu chỉnh về nhiệt độ 00C. Nội năng: Nội nhiệt năng (u) - gọi tắt là nội năng - là năng lượng do chuyển động của các phân tử bên trong vật và lực tương tác giữa chúng. Nội năng gồm 2 thành phần: nội động năng (ud) và nội thế năng (up). - 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 đổi nội năng của khí lý tưởng được xác định bằng các biểu thức: du = CvdT và Δu = Cv(T2 - T1) [1-10] Đối với 1kg môi chất, nội năng kí hiệu là u, đơn vị là J/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; Btu… 1kJ = 0,239 kCal = 277,78.

Enthanpy: Enthalpy (i hoặc h) - là đại lượng được định nghĩa bằng biểu thức : i = h = u + p.v [1-11] Như vậy, cũng tương tự như nội năng, enthalpy của khí thực là hàm của các thông số trạng thái. Đối với khí lý tưởng, enthalpy chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ. Hơi và các thông số trạng thái của hơi a) Các khái niệm chung: + Nhiệt năng (nhiệt lượng): là dạng năng lượng truyền từ vật này sang vật khác do sự chênh lệch nhiệt độ. Đơn vị đo nhiệt năng: Calorie (Cal) - 1 Cal là nhiệt năng cần thiết để làm nhiệt độ của 1 gam nước tăng từ 14.

British thermal unit (Btu) - 1 Btu là nhiệt năng cần thiết để làm nhiệt độ của 1 pound nước tăng từ 59.187 J 1 Btu = 252 Cal = 1055 J Hình 1.6: Các hình thức truyền nhiệt + Nhiệt dung và nhiệt dung riêng: Nhiệt dung của một vật là lượng nhiệt cần cung cấp cho vật hoặc từ vật tỏa ra để nhiệt độ của nó thay đổi 10. dQ C= [J/độ] [1-13] dt Nhiệt dung riêng (NDR) - còn gọi là Tỷ nhiệt - là lượng nhiệt cần cung cấp hoặc tỏa ra từ 1 đơn vị số lượng vật chất để nhiệt độ của nó thay đổi 10. Phân loại NDR theo đơn vị đo lượng vật chất: C Nhiệt dung riêng khối lượng c = , [J/kg.độ] [1-14] m C Nhiệt dung riêng thể tích c’ = , [J/m3t c.độ ] [1-15] Vtc C Nhiệt dung riêng mol c = [J/kmol.độ] [1-18] Chỉ số đoạn nhiệt: cp k= [1-19] cv 14 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 khí.

Quan hệ giữa c, k và R: 1 k cv =. Trong phạm vi áp suất thông dụng, áp suất có ảnh hưởng rất ít đến NDR. Bởi vậy có thể biểu diễn NDR dưới dạng một hàm của nhiệt độ như sau : c = a0 + a1. tn [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 khí k cμv [kJ/kmol.độ] Khí 1 nguyên tử 1,6 12,6 20,9 Khí 2 nguyên tử 1,4 20,9 29,3 Khí nhiều nguyên tử 1,3 29,3 37,4 + Nhiệt dung riêng của hỗn hợp khí: n n n c= g i .c i [1-22] i 1 i 1 i 1 b) Tính nhiệt lượng theo nhiệt dung riêng trung bình: * Tính NDR trung bình trong khoảng nhiệt độ t1 ÷ t2 khi biết NDR trung bình trong khoảng nhiệt độ 0 ÷ t : • NDR trung bình trong khoảng nhiệt độ 0 ÷ t: t c 0 = a0 + a1.

t • Theo định nghĩa NDR: c = dq/dt t2 t2 t • Nhiệt trao đổi trong quá trình 1 - 2: q t = c. (t2 – t1) 1 1 t1 • Mặt khác có thể viết: t t2 q t2 = q 0 - q t0 = c t0 .(t2 – t1) [1-23] 1 t 2 t1 * Tính nhiệt dung riêng trung bình trong khoảng nhiệt độ t1 ÷ t2 khi biết NDR thực c = a0 + a1. 2 1 [1-24] 1 2 * Tính nhiệt lượng theo nhiệt dung riêng trung bình: t2 t q= c. Công: Công - còn gọi là cơ năng - là dạng năng lượng hình thành trong quá trình biến đổi năng lượng trong đó có sự dịch chuyển của lực tác dụng.

Về trị số, công bằng tích của thành phần lực cùng phương chuyển động và quãng đường dịch chuyển: L = (F.7 * Đơn vị: Công là một dạng năng lượng nên đơn vị của công là đơn vị của năng lượng. Đơn vị thông dụng là Joule (J). 1J là công của lực 1N tác dụng trên quãng đường 1 m. * Phân loại công: Công thay đổi thể tích (l) - còn gọi là công cơ học - là công do CMG sinh ra khi dãn nở hoặc nhận được khi bị nén.

Công thay đổi thể tích gắn liền với sự dịch chuyển ranh giới của HNĐ. Công thay đổi thể tích được xác định bằng biểu thức : v2 l= p. dv [1-26] v1 Công kỹ thuật (lkt) - là công của dòng khí chuyển động được thực hiện khi áp suất của chất khí thay đổi. Công kỹ thuật được xác định bằng biểu thức: p2 lkt = v.

Các thể (pha) của vật chất: Chất môi giới là chất có vai trò trung gian trong các quá trình biến đổi năng lượng trong các thiết bị nhiệt. Dạng đồng nhất về vật lý của CMG được gọi là pha. Ví dụ, 16 nước có thể tồn tại ở pha lỏng, pha rắn và pha hơi (khí). Thiết bị nhiệt thông dụng thường sử dụng CMG ở pha khí vì chất khí có khả năng thay đổi thể tích rất lớn nên có khả năng thực hiện công lớn.