SỞ LAO ĐỘNG THƢƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TỈNH HÀ NAM TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ HÀ NAM GIÁO TRÌNH MÔN HỌC: CƠ SỞ KỸ THUẬT NHIỆT – LẠNH VÀ ĐHKK NGHỀ: KỸ THUẬT MÁY LẠNH VÀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP NGHỀ Ban hành kèm theo Quyết định số: 835 /QĐ – CĐN ngày 31 tháng 12 năm 2021 của Trường Cao Đẳng Nghề Hà Nam Hà Nam, năm 2021 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể đƣợc phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. Dựa theo giáo trình này, có thể giảng dạy cho các trình độ hoặc ngành/nghề khác của nhà trƣờng 1 LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình Cơ Sở Kỹ Thuật Nhiệt – Lạnh Và Điều Hòa Không Khí là giáo trình đƣợc biên soạn ở dạng cơ bản và tổng quát cho học sinh, sinh viên ngành lạnh từ kiến thức nền cho đến kiến thức chuyên sâu. Do đó có một số nội dung mang tính chung không đi vào cụ thể.
Giáo trình giúp học sinh, sinh viên có đƣợc kiến thức chung rất hữu ích khi cần phải nghiên cứu chuyên ngành sâu hơn. Mặc khác giáo trình cũng đã đƣa vào các nội dung mang tính thực tế giúp học sinh, sinh viên gần gũi, dễ nắm bắt vấn đề khi va chạm trong thực tế. Ngoài ra giáo trình cũng có thể sử dụng cho các khối không chuyên muốn tìm hiểu thêm về ngành nhiệt lạnh và điều hòa không khí. Xin trân trong cảm ơn Quý thầy cô trong Khoa Điện Trƣờng Cao đẳng nghề Hà Nam đã hổ trợ để hoàn thành đƣợc quyển giáo trình này.
Giáo trình lần đầu tiên đƣợc biên soạn nên không tránh khỏi sai sót, rất mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp của quý bạn đọc. Hà nam, ngày 24 tháng 11 năm 2021 Tham gia biên soạn Trần Nhữ Mạnh 2 MỤC LỤC Trang LỜI GIỚI THIỆU. 3 GIÁO TRÌNH MÔN HỌC. 4 Tên môn học: CƠ SỞ KỸ THUẬT NHIỆT - LẠNH VÀ ĐHKK.
4 Mã môn học: MH 10. 4 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của môn học. 4 Mục tiêu của môn học. 4 Nội dung của môn học.
4 CHƢƠNG I: CƠ SỞ KỸ THUẬT NHIỆT ĐỘNG VÀ TRUYỀN NHIỆT. 5 Mã chƣơng: MH10- 01. NHIỆT ĐỘNG KỸ THUẬT:. 24 CHƢƠNG 2: CƠ SỞ KỸ THUẬT LẠNH.
59 Mã chƣơng: MH 10 - 02. KHÁI NIỆM CHUNG:. MÔI CHẤT LẠNH VÀ CHẤT TẢI LẠNH. CÁC HỆ THỐNG LẠNH THÔNG DỤNG:.
CÁC THIẾT BỊ KHÁC CỦA HỆ THỐNG LẠNH:. 90 CHƢƠNG 3: CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ. 112 Mã chƣơng: MH 10- 03. KHÔNG KHÍ ẨM.
KHÁI NIỆM VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ. HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VÀ PHÂN PHỐI KHÔNG KHÍ. CÁC PHẦN TỬ KHÁC CỦA HỆ THỐNG ĐHKK:. 148 TÀI LIỆU THAM KHẢO.
159 3 GIÁO TRÌNH MÔN HỌC Tên môn học: CƠ SỞ KỸ THUẬT NHIỆT - LẠNH VÀ ĐHKK Mã môn học: MH 10 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của môn học - Vị trí: Là môn học cơ sở ngành, chuẩn bị các kiến thức cần thiết cho các môn học, các mô đun kỹ thuật chuyên ngành tiếp theo. - Tính chất: Là môn học kỹ thuật cơ sở. - Ý nghĩa và vai trò của môn học: Cung cấp tổng quát cho học sinh, sinh viên ngành lạnh từ kiến thức nền cho đến kiến thức chuyên sâu về hệ thống máy lạnh và ĐHKK Mục tiêu của môn học - Về kiến thức: + Trình bày đƣợc kiến thức cơ bản nhất về kỹ thuật Nhiệt - Lạnh và điều hòa không khí, cụ thể là: Các hiểu biết về chất môi giới trong hệ thống máy lạnh và ĐHKK, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy lạnh, cấu trúc cơ bản của hệ thống máy lạnh và ĐHKK; - Về kỹ năng: + Tra bảng đƣợc các thông số trạng thái của môi chất, sử dụng đƣợc đồ thị, biết chuyển đổi một số đơn vị đo và giải đƣợc một số bài tập đơn giản; - Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Rèn luyện khả năng tƣ duy logic của sinh viên; các ứng dụng trong thực tế vận dụng để tiếp thu các kiến thức chuyên ngành. Nội dung của môn học 4 CHƢƠNG I: CƠ SỞ KỸ THUẬT NHIỆT ĐỘNG VÀ TRUYỀN NHIỆT Mã chƣơng: MH10- 01 Giới thiệu: Chƣơng 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 nhƣ quy luật của các hình thức truyền nhiệt và thiết bị trao đổi nhiệt Mục tiêu: - Hiểu đuợc các kiến thức chung nhất về kỹ thuật Nhiệt-Lạnh.
- Nắm rõ 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.
- Trình bày dẫn nhiệt và truyền nhiệt và các thiết bị trao đổi nhiệt. - Phân tích đựoc các quá trình, nguyên lý làm việc của máy lạnh và các quy luật truyền nhiệt nói chung; - Rèn luyện tính tập trung, tỉ mỉ, tƣ duy logic, ứng dụng thực tiễn sản xuất áp dụng vào môn học cho HSSV. Nội dung chính: 1. NHIỆT ĐỘNG KỸ THUẬT: 1.
Chất môi giới và các thông số trạng thái của chất môi giới: 1.Các khái niệm và định nghĩa: a.Thiết bị nhiệt : là loại thiết bị có chức năng chuyển đổi giữa nhiệt năng và cơ năng. Thiết bị nhiệt đƣợc chia thành 2 nhóm: động cơ nhiệt và máy lạnh. Động cơ nhiệt: Có chức năng chuyển đổi nhiệt năng thành cơ năng nhƣ động cơ hơi nƣớc, turbine khí, động cơ xăng, động cơ phản lực, v. Máy lạnh: có chức năng chuyển nhiệt năng từ nguồn lạnh đến nguồn nóng.1: Nguyên lý làm việc của động cơ nhiệt và máy lạnh, bơm nhiệt 5 b.
Hệ nhiệt động: (HNĐ) là hệ gồm một hoặc nhiều vật đƣợc tách riêng ra khỏi các vật khác để nghiên cứu các tính chất nhiệt động của chúng. Tất cả những vật ngoài HNĐ đƣợc gọi là môi trường xung quanh. Vật thực hoặc tƣởng tƣợng ngăn cách hệ nhiệt động với môi trƣờng xung quanh đƣợc gọi là ranh giới của HNĐ. Hệ nhiệt động đƣợc phân loại nhƣ sau : Hình 1.2: Hệ nhiệt động a.HNĐ kín với thể tích không đổi b.HNĐ kín với thể tích thay đổi Hệ nhiệt động kín - HNĐ trong đó không có sự trao đổi vật chất giữa hệ và môi trƣờng xung quanh.
Hệ nhiệt động hở - HNĐ trong đó có sự trao đổi vật chất giữa hệ và môi trƣờng xung quanh. Hệ nhiệt động cô lập - HNĐ đƣợc cách ly hoàn toàn với môi trƣờng xung quanh. Chất môi giới và các thông số trạng thái của chất môi giới: a. Khái niệm chất môi giới (CMG): Chất môi giới hay môi chất công tác đƣợc 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 lƣợng vật lý đặc trƣng cho trạng thái nhiệt động của CMG. Các thông số trạng thái của chất môi giới: 1. 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.
6 Trong đó: mµ - khối lƣợng 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.3: Nhiệt kế Thang nhiệt độ Thang nhiệt độ Celsius (0C) 1) Thang nhiệt độ Fahrenheit (0F) 2) Thang nhiệt độ Kelvin (0K) 3) Thang nhiệt độ Rankine (0R) Mối quan hệ giữa các đơn vị đo nhiệt độ: 2. Áp suất Khái niệm: Áp suất của lưu chất (p) - lực tác dụng của các phân tử theo phƣơng pháp tuyến lên một đơn vị diện tích thành chứa. Theo thuyết động học phân tử : Trong đó : p - áp suất ; F - lực tác dụng của các phân tử ; 7 A - diện tích thành bình chứa ; n - số phân tử trong một đơn vị thể tích ; α - hệ số phụ thuộc vào kích thƣớc và lực tƣơng tác của các phân tử.
10 Pa = 2116 psf (lbf/ft ) 1 at = 2049 psf 1at = 0,981 bar = 9,81.104 Pa = 10 mH20 = 735,5 mmHg = 14,7 psi Phân loại áp suất: 1. Áp suất khí quyển (p0) - áp suất của không khí tác dụng lên bề mặt các vật trên trái đất. Áp suất tuyệt đối (p) - áp suất của lƣu chất so với chân không tuyệt đối.Áp suất chân không (pck) - phần áp suất tuyệt đối nhỏ hơn áp suất khí quyển.4: Các loại áp suất Áp kế 8 Hình 1.5: Dụng cụ đo áp suất a) Barometer , b) Áp kế Ghi chú : Khi đo áp suất bằng áp kế thủy ngân, chiều cao cột thủy ngân cần đƣợc hiệu chỉnh về nhiệt độ 0 C. t) [1-7] 0 Trong đó : t - nhiệt độ cột thủy ngân, C h - chiều cao cột thủy ngân hiệu chỉnh về nhiệt độ 0C h - chiều cao cột thủy ngân ở nhiệt độ t0C 3.
Thể tích riêng và khối lƣợng riêng : Thể tích riêng (v) - Thể tích riêng của một chất là thể tích ứng với một đơn vị khối lƣợng chất đó : Khối lượng riêng (ρ) - Khối lƣợng riêng - còn gọi là mật độ - của một chất là khối lƣợng ứng với một đơn vị thể tích của chất đó : 4. Nội năng : Nội nhiệt năng (u) - gọi tắt là nội năng - là năng lƣợng do chuyển động của các phân tử bên trong vật và lực tƣơng 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 tƣơng tác giữa các phân tử nên nó phụ thuộc vào khoảng cách giữa các phân tử. Nhƣ vậy, nội năng là một hàm của nhiệt độ và thể tích riêng : u = u (T, v) Đối với khí lý tƣởng, lực tƣơng tác giữa các phân tử bằng 0 nên nội năng chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ.