chương 4: exergy (tựtham khảo) chươ ất thuần khiế ầ trinh_nhiet dong luc...

5.1 Pha của chất thuần khiết

5.2 Quá trình hóa hơi đẳng áp

5.3 Cách xác định các thông số trạng thái của CTK

Người soạn: TS. Hà anh Tùng ĐHBK tp HCM

1/2009

p.1p.1

Quá trình:- Nóng chảy (Đông đặc)- Sôi (Ngưng tụ)- Thăng hoa

Đồ thị T-v, p-v, …

Chương 4: Exergy (Tự tham khảo)

Chương 5: Chất thuần khiết (CTK)_Phần 1

5.1 Pha của chất thuần khiết


1/2009

p.2p.2

Định nghĩa:

Phân loại:- Nhóm 1: có v gia tăng khi đông đặc (H2O)

- Nhóm 2: có v suy giảm khi đông đặc (CO2, ..)

và ổn định về thành phần hóa họcChất thuần khiết là chất có tính đồng nhất

Sự biến đổi pha của CTK:

Rắn

Lỏng

Hơi

p

T

Điểm tới hạn

NHÓM 1 (H2O)

Điểm 3 thể Rắn

Lỏng

Hơi

p

TNHÓM 2 (CO2)

Điểm 3 thể

Điểm tới hạn


1/2009

p.3p.3

Rắn

Lỏng

HơiT

Điểm tới hạn

pVí dụ: các quá trình biến đổi pha của NƯỚC

Điểm 3 thể

1 2 3 4 5

1’ 2’ 3’

Nóng chảy SôiĐông đặc Ngưng tụ

Thăng hoaRẮNRẮN LỎNGLỎNG HƠIHƠI


1/2009

p.4p.4

5.2 Quá trình hóa hơi đẳng áp: đồ thị T-v

Lỏng chưa sôi

Hơi bão hòa ẩm

Hơi quá nhiệt

Vd: xét quá trình gia nhiệt đẳng áp cho 1 kg nước


1/2009

p.5p.5

Hơi bão hòa khô

Lỏng sôi

Lỏng chưa sôiHơi bão hòa ẩm

Hơi quá nhiệt

1 2

v

p

1 at

Lỏng sôi Hơi bão hòa khô


1/2009

p.6p.6

Đồ thị p-v của quá trình hóa hơi đẳng áp

p

p1

v

1’ 1”

p2 2’ 2”

p3 3’ 3”


1/2009

p.7p.7

p

v

x = 1

x =

0

K (Điểm tới hạn)

T = constx = const

Để xác định 1 trạng thái nhất định của hỗn hợp LỎNG-HƠI ở trạng thái hơi bão hòa ẩm khái niệm ĐỘ KHÔ x:

10; ≤≤+

== xGG

GGG

xhl

hh

Tại trạng thái hơi bão hòa ẩm : p và T không đổi

x = 0: trạng thái lỏng sôi (có v’, i’, s’)

x = 1: trạng thái hơi bão hòa khô (có v”, i”, s”)


1/2009

p.8p.8

5.3 Cách xác định các thông số trạng thái của CTK

Hơi nước là khí thực phải dùng BẢNG hoặc đồ thị để tính

Trạng thái nước chưa sôi (Điểm 1):

p

vx = 1

x =

0 x = const

1 2 3 4 5Trạng thái hơi bão hòa ẩm (Điểm 2, 3, 4):

Trạng thái hơi quá nhiệt (Điểm 5):

Bảng 3 (Phụ lục 2): nước chưa sôi và hơi quá nhiệt

Bảng 1&2 (Phụ lục 2): nước và hơi nước bão hòa

Bảng 3 (Phụ lục 2): nước chưa sôi và hơi quá nhiệt


1/2009

p.9p.9

Bảng 3 (Phụ lục 2): Nước chưa sôi và hơi quá nhiệt

p bar

T oC 20 40 60 80 100 120 …

…. …1.79527177.465

v (m3/kg) 0.001 0.001 0.001 0.001 1.695i (kJ/kg) 83.7 167.5 251.1 334.9 2676

s (kJ/kg.K) 0.296 0.572 0.831 1.075 7.361

…. …

1.0

pT

v, i, s

a/ Trường hợp nước chưa sôi hoặc hơi quá nhiệt

Chú ý: nội năng u có thể tính từ: u = i - pv


1/2009

p.10p.10

b/ Trường hợp hơi bão hòa ẩm: vì p phụ thuộc vào T

Bảng 1 (Phụ lục 2): Nước và hơi nước bão hòa (theo nhiệt độ)

Hoặc Bảng 2 (Phụ lục 2): Nước và hơi nước bão hòa (theo áp suất)

ToC

p bar

v’m3/kg

v”m3/kg

ρ”kg/m3

i’ kJ/kg

i”kJ/kg

rkJ/kg

s’kJ/kg.K

0.01…100105 1.208 0.001 1.419 0.705 440.2 2683 2243 1.363 7.296

2501

…

0

1.3072257

s” kJ/kg.K

0.006 0.001 206.3 0.005 0 2501 9.154

…

1.013 0.001 1.673 0.598 419.1 2676 7.355

Ví dụ:

Bảng 1 (Phụ lục 2): Nước và hơi nước bão hòa (theo nhiệt độ)


1/2009

p.11p.11

Ví dụ: xác định trạng thái và các thông số trạng thái của H2O tại:

1) t = 45oC; v = 0.00101 m3/kg

Giải: t = 45oC bảng hơi bão hòa theo nhiệt độ (Bảng 1)

v’ = 0.0010099 m3/kg v = v’ : trạng thái nước sôii = i’ = 188.4 kJ/kg ; s = s’ = 0.6384 kJ/kg.K

2) p = 2 MPa; s = 7.366 kJ/kg.K

Giải: p = 2 Mpa = 20 bar bảng hơi bão hòa theo áp suất (Bảng 2)

s’ = 2.447 kJ/kg.K ; s” = 6.340 kJ/kg.K s > s” : hơi quá nhiệtbảng nước chưa sôi và hơi quá nhiệt: ( với p = 20 bar ; s = 7.366 kJ/kg.K)

T nằm giữa 450oC và 500oC dùng phép NỘI SUY đế tính T, v, i

u thì tính từ định nghĩa: u = i - pv


1/2009

p.12p.12

3) p = 0.7 MPa; i = 2600 kJ/kg

Giải: p = 0.7 Mpa = 7 bar bảng hơi bão hòa theo áp suất (Bảng 2)

nhiệt độ sôi ts = 164.96oC ; i’ = 697.2 kJ/kg ; i” = 2764 kJ/kg

i’ < i < i” : trạng thái hơi bão hòa ẨM

Để tính các thông số còn lại (v, s) phải tính thông qua độ khô x


1/2009

p.13p.13

Phương pháp xác định các thông số trạng thái của hơi bão hòa ẩm

p

v

x = 1

x =

0 x = const

1’ 1 1”p1

* Ứng với áp suất p1 T1 (sôi) tương ứng

* Vì trạng thái 1 nằm giữa 1’ và 1”, ta luôn có:

v’ < v < v”i’ < i < i”s’ < s < s”

* Nếu đặt φ là 1 thông số nào đó trong 3 thông số (v, i, s), nội suy ta có:

x1’

1”1

0 1x

φ’

φ”φ

φφφφ

′−′′′−

=x ( ) φφφ ′′+′−= xx1


1/2009

p.14p.14

3) p = 0.7 MPa; i = 2600 kJ/kg

Giải: p = 0.7 Mpa = 7 bar bảng hơi bão hòa theo áp suất (Bảng 2)

nhiệt độ sôi ts = 164.96oC ; i’ = 697.2 kJ/kg ; i” = 2764 kJ/kg

i’ < i < i” : trạng thái hơi bão hòa ẨM

Để tính các thông số còn lại (v, s) phải tính thông qua độ khô x

92.02.69727642.6972600

=−−

=′−′′′−

=iiiix

( ) vxvxv ′′+′−= 1

( ) sxsxs ′′+′−= 1

chương 4: exergy (tựtham khảo) chươ ất thuần khiế ầ trinh_nhiet dong luc...

Documents