Giáo trình kỹ thuật nhiệt - Chương 3
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (217.9 KB, 10 trang )
9/24/2009
1
CHƯƠNG 3:
MỘT SỐ QUÁ TRÌNH KHÁC
CỦA KHÍ VÀ HƠI
1. QUÁ TRÌNH LƯU ĐỘNG
• Lưu động là sự chuyển động của môi chất.
• Thường sử dụng trong tuabin hơi, tuabin khí,
động cơ phản lực.
• Các giả thiết khi nghiên cứu:
Là quá trình đoạn nhiệt.
Dòng lưu động là dòng liên tục, ổn định và
một chiều.
Phương trình liên tục
• G : Lưu lượng khối lượng (kg/s);
• ρ : khối lượng riêng của môi chất (kg/m
3
);
• f : diện tích tiết diện ngang của dòng tại nơi
khảo sát (m
2
);
• ω : vận tốc của dòng (m/s).
constfG
..
9/24/2009
2
Tốc độ âm thanh trong môi trường khí & hơi
• a : tốc độ âm thanh (m/s);
• k : số mũ đoạn nhiệt;
• p : áp suất môi chất (N/m
2
);
• v : thể tích riêng (m
3
/kg);
• R : hằng số chất khí (J/kg
o
K);
• T : nhiệt độ tuyệt đối của môi chất (
o
K).
kRTkpva
Trị số Mach
• Nếu M<1: dòng dưới âm thanh;
• Nếu M=1: dòng bằng âm thanh;
• Nếu M>1: dòng siêu âm.
a
M
Quan hệ giữa tốc độ và áp suất của dòng
• Khi tốc độ tăng (dω>0) thì áp suất giảm
(dp<0). Ống loại này là ống tăng tốc. Ống tăng
tốc dùng để tăng động năng của dòng môi chất
trong tuabin hơi, tuabin khí.
• Khi tốc độ giảm (dω<0) thì áp suất tăng
(dp>0). Ống loại này là ống tăng áp. Ống tăng
áp dùng để tăng áp suất của chất khí trong máy
nén ly tâm, động cơ phản lực.
dp
v
d
9/24/2009
3
Quan hệ giữa tốc độ và hình dạng ống
• Đối với chất lỏng không nén được:
• f và ω luôn dương df và dω luôn trái dấu
tốc độ tăng thì tiết diện giảm và ngược lại.
d
f
df
Quan hệ giữa tốc độ và hình dạng ống
• Đối với chất lỏng nén được:
• ω và f luôn dương nên quan hệ về dấu giữa dω
và df tùy thuộc vào dấu của M.
• Nếu M<1 thì df<0: ống tăng tốc có tiết diện
nhỏ dần.
• Nếu M>1 thì df>0: ống tăng tốc có tiết diện
lớn dần
d
M
f
df
)1(
2
Xác định tốc độ của dòng lưu động
• Công thức chung:
• Đối với ống tăng tốc,
2
>>
1
nên có thể bỏ
qua
1
, ta có:
• Nếu thay l
kt
= i
1
– i
2
, ta có:
• Nếu đơn vị của I là J/kg, dùng công thức:
2
12
2
kt
l
kt
l2
2
)(2
212
ii
212
8,44 ii
9/24/2009
4
Xác định tốc độ của dòng lưu động
k
k
p
p
vp
k
k
1
1
2
112
1
1
2
Tốc độ qua ống tăng tốc nhỏ dần
• Khi lưu động qua ống tăng tốc nhỏ dần, tốc độ của
dòng sẽ tăng dần, áp suất và nhiệt độ giảm dần đến
một tiết diện nào đó mà tốc độ dòng bằng tốc độ âm
thanh (
k
=a
k
) dòng đạt tới trạng thái tới hạn.
• Các thông số tới hạn: v
k
, p
k
,
k
Tốc độ qua ống tăng tốc nhỏ dần
• Tốc độ tới hạn:
111
1
2
1
2
RT
k
k
vp
k
k
k
9/24/2009
5
Tốc độ qua ống tăng tốc hỗn hợp (Lavan)
• Dòng trong ống tăng tốc nhỏ dần tốc độ âm thanh
sử dụng ống tăng tốc Lavan để đạt tốc độ > tốc độ
âm thanh.
• Tốc độ ở cổ ống ?
Xác định lưu lượng của dòng
• Công thức chung:
• Lưu lượng ở cửa ra của ống tăng tốc nhỏ dần
bằng lưu lượng ở cổ ống đối với ống Lavan:
const
v
f
v
f
G ...
2
22
1
11
1
2
1
1
min
1
2
1
2
k
kv
p
k
k
fG
2. QUÁ TRÌNH TIẾT LƯU
• Tiết lưu là hiện tượng dòng lưu động qua một tiết
diện bị co hẹp đột ngột, áp suất giảm nhưng không
sinh công. Quá trình tiết lưu không thuận nghịch và
có thể xem như đoạn nhiệt.
