%20(1)%20(1).png.png)
GIÁO TRÌNH - Nhiệt động lực học kỹ thuật (Lê Kim Dưỡng & Đặng Thành Trung) Full
.png)
Nhiệt động lực kỹ thuật là một môn học nghiên cứu sự chuyển hóa năng lượng giữa nhiệt năng và cơ năng. Nó là một môn học nền tảng trong lĩnh vực vật lý cũng như trong khoa học kỹ thuật, đặc biệt trong nhóm ngành kỹ thuật cơ khí. Hầu hết, các hiện tượng khoa học kỹ thuật đều liên quan ít nhiều đến nhiệt động lực học.
Nhằm xây dựng những chương trình đào tạo theo hướng công nghệ và hướng tới áp dụng học chế tín chỉ một cách triệt để, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM đã xây dựng chương trình đào tạo 150 tín chỉ theo hướng tiếp cận CDIO. Để thực hiện tốt công việc giảng dạy chương trình này, một trong những yêu cầu cấp thiết đặt ra đó là phải biên soạn lại các giáo trình môn học phù hợp với chương trình. Nắm bắt được điều này, dựa trên giáo trình nhiệt động lực học kỹ thuật đã viết vào năm 2005, tác giả đã chỉnh sửa, bổ sung, cập nhật một số nội dung mới và tăng số lượng bài tập giúp sinh viên có điều kiện tự học tại nhà cũng như bổ sung một sốbảng phụ lục.
Giáo trình này được sử dụng chủ yếu cho sinh viên chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Nhiệt của Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM và sinh viên nhóm ngành Cơ khí.
NỘI DUNG:
Chƣơng I:NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN .......................................... 9
1.1.Nguyên lý làm việc của máy nhiệt ...................................................... 9
1.2.Hệ nhiệt động và các loại ..................................................................... 9
1.2.1.Hệ kín và hệ hở ............................................................................ 9
1.2.2.Hệ cô lập và hệ đoạn nhiệt ......................................................... 10
1.3.Chất môi giới ..................................................................................... 10
1.4.Trạng thái và các thông số trạng thái ................................................. 10
1.4.1.Thông số trạng thái .................................................................... 10
1.4.2.Phương trình trạng thái .............................................................. 15
Chƣơng II:CHẤT MÔI GIỚI ............................................................... 17
2.1.Định nghĩa ......................................................................................... 17
2.2.Hỗn hợp khí lý tưởng ......................................................................... 17
2.2.1.Định luật Gip – Dalton ............................................................... 17
2.2.2.Biểu thị thành phần hỗn hợp ...................................................... 18
2.2.3.Xác định các đại lượng vật lý hỗn hợp ...................................... 20
2.2.4.Phân áp suất thành phần ............................................................. 22
2.3.Khí thực ............................................................................................. 23
2.3.1.Khái niệm ................................................................................... 23
2.3.2.Quá trình hóa hơi đẳng áp .......................................................... 23
2.3.3.Phương pháp xác định thông số trạng thái của hơi nước ........... 27
2.4.Không khí ẩm .................................................................................... 30
2.4.1.Định nghĩa .................................................................................. 30
2.4.2.Phân loại ..................................................................................... 31
2.4.3.Các thông số đặc trưng của không khí ẩm ................................. 31
2.4.4.Đồ thị i – d của không khí ẩm .................................................... 34
2.4.5.Cách xác định các thông số của không khí ẩm .......................... 35
2.4.6.Các quá trình nhiệt động của không khí ẩm .............................. 36
6
Chƣơng III:NHIỆT VÀ CÔNG ............................................................ 37
3.1.Quá trình nhiệt động .......................................................................... 37
3.1.1.Khái niệm ................................................................................... 37
3.2.Nhiệt lượng và cách tính nhiệt lượng theo nhiệt dung riêng ............. 37
3.2.1.Định nghĩa .................................................................................. 37
3.2.2.Phân loại ..................................................................................... 38
3.2.3.Sự phụ thuộc nhiệt dung riêng vào nhiệt độ .............................. 39
3.2.4.Tính nhiệt lượng theo nhiệt dung riêng...................................... 39
3.2.5.Nhiệt dung riêng của hỗn hợp khí lý tưởng ............................... 41
3.3.Các loại công ..................................................................................... 42
3.3.1.Công thay đổi thể tích ................................................................ 42
3.3.2.Công kỹ thuật ............................................................................. 43
Chƣơng IV:ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG THỨ NHẤT ..................... 45
4.1.Nội dung và ý nghĩa ........................................................................... 45
4.2.Phương trình định luật nhiệt động thứ nhất ....................................... 45
4.2.1.Phương trình cân bằng năng lượng tổng quát ............................ 45
4.2.2.Phương trình định luật nhiệt động thứ nhất cho hệ kín và hở ......... 45
4.2.3.Phương trình định luật nhiệt động thứ nhất cho quá trình
lưu động ................................................................................................... 46
4.2.4.Phương trình định luật nhiệt động thứ nhất cho quá trình
hỗn hợp .................................................................................................... 47
4.3.Ứng dụng định luật nhiệt động thứ nhất để tính biến thiên các
hàm trạng thái và các thông số quá trình ................................................. 47
4.3.1.Các quá trình nhiệt động cơ bản khí lý tưởng ............................ 47
4.3.2.Các quá trình nhiệt động cơ bản khí thực .................................. 60
Chƣơng V:CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CỦA KHÍ VÀ
HƠI ................................ ................................ .............................. 69
5.1.Quá trình nén khí và hơi .................................................................... 69
5.1.1.Khái niệm ................................................................................... 69
5.1.2.Quá trình nén khí trong máy nén piston một cấp ....................... 69
5.1.3.Quá trình nén khí trong máy nén piston nhiều cấp .................... 72
5.2.Quá trình lưu động ............................................................................. 77
7
5.2.1.Khái niệm ................................................................................... 77
5.2.2.Các giả thuyết ............................................................................ 77
5.2.3.Các công thức cơ bản ................................................................. 79
5.2.4.Sự phụ thuộc hình dạng ống dẫn vào tốc độ khi lưu động ......... 83
5.3.Quá trình tiết lưu ................................................................................ 85
5.3.1.Khái niệm ................................................................................... 85
5.3.2.Hiệu ứng Joule – Thomson ........................................................ 87
Chƣơng VI:ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG THỨ HAI ......................... 89
6.1.Chu trình nhiệt động .......................................................................... 89
6.1.1.Định nghĩa chu trình .................................................................. 89
6.1.2.Phân loại ..................................................................................... 89
6.1.3.Công của chu trình ..................................................................... 90
6.1.4.Hiệu suất nhiệt, hệ số làm lạnh, hệ số bơm nhiệt ....................... 91
6.1.5.Chu trình Carnot ........................................................................ 92
6.2.Định luật nhiệt động thứ hai .............................................................. 94
6.2.1.Nội dung và cách phát biểu ........................................................ 94
6.2.2.Độ biến thiên entropy của hệ nhiệt động ................................... 95
6.3.Exergy ................................................................................................ 97
6.3.1.Khái niệm ................................................................................... 97
6.3.2.Các biểu thức về exergy ............................................................. 98
Chƣơng VII:CHU TRÌNH THUẬN CHIỀU .................................... 101
7.1.Định nghĩa và phân loại ................................................................... 101
7.1.1.Định nghĩa ................................................................................ 101
7.1.2.Phân loại ................................................................................... 101
7.2.Chu trình động cơ đốt trong kiểu piston .......................................... 101
7.2.1.Chu trình động cơ đốt trong cấp nhiệt đẳng tích ...................... 102
7.2.2.Chu trình động cơ đốt trong cấp nhiệt đẳng áp ........................ 105
7.2.3.Chu trình động cơ đốt trong cấp nhiệt hỗn hợp ....................... 107
7.2.4.So sánh hiệu suất nhiệt ............................................................. 109
7.3.Chu trình turbine khí ........................................................................ 111
7.3.1.Chu trình lý thuyết turbine khí cấp nhiệt đẳng áp .................... 111
8
7.3.2.Chu trình lý thuyết turbine khí cấp nhiệt đẳng áp có hồi nhiệt ..... 114
7.3.3.Chu trình lý thuyết turbine khí cấp nhiệt đẳng tích.................. 116
7.3.4.Chu trình lý thuyết tur bine khí cấp nhiệt đ ẳng tích có hồi nhiệt ..... 119
7.4.Chu trình lý thuyết động cơ phản lực .............................................. 120
7.4.1.Chu trình lý thuyết động cơ phản lực trực lưu ......................... 120
7.4.2.Chu trình lý thuyết động cơ phản lực turbine máy nén ............ 121
7.4.3.Chu trình động cơ tên lửa......................................................... 123
7.5.Chu trình thiết bị động lực hơi nước................................................ 126
7.5.1.Chu trình Carnot khí thực ........................................................ 126
7.5.2.Chu trình Rankine .................................................................... 127
7.5.3.Các biện pháp nâng cao hiệu suất nhiệt chu trình khí thực ...... 129
7.5.4.Chu trình quá nhiệt trung gian ................................................. 131
7.5.5.Chu trình hồi nhiệt ................................................................... 134
7.5.6.Chu trình ghép .......................................................................... 140
7.5.7.Chu trình cấp nhiệt, cấp điện ................................................... 142
Chƣơng VIII:CHU TRÌNH NGƢỢC CHIỀU .................................. 151
8.1.Định nghĩa và phân loại ................................................................... 151
8.1.1.Định nghĩa ................................................................................ 151
8.1.2.Phân loại ................................................................................... 151
8.2.Chu trình máy lạnh dùng không khí ................................................ 152
8.3.Chu trình máy lạnh dùng hơi ........................................................... 155
8.3.1.Chu trình máy lạnh có máy nén ............................................... 155
8.3.2.Chu trình máy lạnh ejector ....................................................... 157
8.3.3.Chu trình máy lạnh kiểu hấp thụ .............................................. 160
8.3.4.Chu trình máy lạnh và bơm nhiệt
Nhiệt động lực kỹ thuật là một môn học nghiên cứu sự chuyển hóa năng lượng giữa nhiệt năng và cơ năng. Nó là một môn học nền tảng trong lĩnh vực vật lý cũng như trong khoa học kỹ thuật, đặc biệt trong nhóm ngành kỹ thuật cơ khí. Hầu hết, các hiện tượng khoa học kỹ thuật đều liên quan ít nhiều đến nhiệt động lực học.
Nhằm xây dựng những chương trình đào tạo theo hướng công nghệ và hướng tới áp dụng học chế tín chỉ một cách triệt để, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM đã xây dựng chương trình đào tạo 150 tín chỉ theo hướng tiếp cận CDIO. Để thực hiện tốt công việc giảng dạy chương trình này, một trong những yêu cầu cấp thiết đặt ra đó là phải biên soạn lại các giáo trình môn học phù hợp với chương trình. Nắm bắt được điều này, dựa trên giáo trình nhiệt động lực học kỹ thuật đã viết vào năm 2005, tác giả đã chỉnh sửa, bổ sung, cập nhật một số nội dung mới và tăng số lượng bài tập giúp sinh viên có điều kiện tự học tại nhà cũng như bổ sung một sốbảng phụ lục.
Giáo trình này được sử dụng chủ yếu cho sinh viên chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Nhiệt của Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM và sinh viên nhóm ngành Cơ khí.
NỘI DUNG:
Chƣơng I:NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN .......................................... 9
1.1.Nguyên lý làm việc của máy nhiệt ...................................................... 9
1.2.Hệ nhiệt động và các loại ..................................................................... 9
1.2.1.Hệ kín và hệ hở ............................................................................ 9
1.2.2.Hệ cô lập và hệ đoạn nhiệt ......................................................... 10
1.3.Chất môi giới ..................................................................................... 10
1.4.Trạng thái và các thông số trạng thái ................................................. 10
1.4.1.Thông số trạng thái .................................................................... 10
1.4.2.Phương trình trạng thái .............................................................. 15
Chƣơng II:CHẤT MÔI GIỚI ............................................................... 17
2.1.Định nghĩa ......................................................................................... 17
2.2.Hỗn hợp khí lý tưởng ......................................................................... 17
2.2.1.Định luật Gip – Dalton ............................................................... 17
2.2.2.Biểu thị thành phần hỗn hợp ...................................................... 18
2.2.3.Xác định các đại lượng vật lý hỗn hợp ...................................... 20
2.2.4.Phân áp suất thành phần ............................................................. 22
2.3.Khí thực ............................................................................................. 23
2.3.1.Khái niệm ................................................................................... 23
2.3.2.Quá trình hóa hơi đẳng áp .......................................................... 23
2.3.3.Phương pháp xác định thông số trạng thái của hơi nước ........... 27
2.4.Không khí ẩm .................................................................................... 30
2.4.1.Định nghĩa .................................................................................. 30
2.4.2.Phân loại ..................................................................................... 31
2.4.3.Các thông số đặc trưng của không khí ẩm ................................. 31
2.4.4.Đồ thị i – d của không khí ẩm .................................................... 34
2.4.5.Cách xác định các thông số của không khí ẩm .......................... 35
2.4.6.Các quá trình nhiệt động của không khí ẩm .............................. 36
6
Chƣơng III:NHIỆT VÀ CÔNG ............................................................ 37
3.1.Quá trình nhiệt động .......................................................................... 37
3.1.1.Khái niệm ................................................................................... 37
3.2.Nhiệt lượng và cách tính nhiệt lượng theo nhiệt dung riêng ............. 37
3.2.1.Định nghĩa .................................................................................. 37
3.2.2.Phân loại ..................................................................................... 38
3.2.3.Sự phụ thuộc nhiệt dung riêng vào nhiệt độ .............................. 39
3.2.4.Tính nhiệt lượng theo nhiệt dung riêng...................................... 39
3.2.5.Nhiệt dung riêng của hỗn hợp khí lý tưởng ............................... 41
3.3.Các loại công ..................................................................................... 42
3.3.1.Công thay đổi thể tích ................................................................ 42
3.3.2.Công kỹ thuật ............................................................................. 43
Chƣơng IV:ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG THỨ NHẤT ..................... 45
4.1.Nội dung và ý nghĩa ........................................................................... 45
4.2.Phương trình định luật nhiệt động thứ nhất ....................................... 45
4.2.1.Phương trình cân bằng năng lượng tổng quát ............................ 45
4.2.2.Phương trình định luật nhiệt động thứ nhất cho hệ kín và hở ......... 45
4.2.3.Phương trình định luật nhiệt động thứ nhất cho quá trình
lưu động ................................................................................................... 46
4.2.4.Phương trình định luật nhiệt động thứ nhất cho quá trình
hỗn hợp .................................................................................................... 47
4.3.Ứng dụng định luật nhiệt động thứ nhất để tính biến thiên các
hàm trạng thái và các thông số quá trình ................................................. 47
4.3.1.Các quá trình nhiệt động cơ bản khí lý tưởng ............................ 47
4.3.2.Các quá trình nhiệt động cơ bản khí thực .................................. 60
Chƣơng V:CÁC QUÁ TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CỦA KHÍ VÀ
HƠI ................................ ................................ .............................. 69
5.1.Quá trình nén khí và hơi .................................................................... 69
5.1.1.Khái niệm ................................................................................... 69
5.1.2.Quá trình nén khí trong máy nén piston một cấp ....................... 69
5.1.3.Quá trình nén khí trong máy nén piston nhiều cấp .................... 72
5.2.Quá trình lưu động ............................................................................. 77
7
5.2.1.Khái niệm ................................................................................... 77
5.2.2.Các giả thuyết ............................................................................ 77
5.2.3.Các công thức cơ bản ................................................................. 79
5.2.4.Sự phụ thuộc hình dạng ống dẫn vào tốc độ khi lưu động ......... 83
5.3.Quá trình tiết lưu ................................................................................ 85
5.3.1.Khái niệm ................................................................................... 85
5.3.2.Hiệu ứng Joule – Thomson ........................................................ 87
Chƣơng VI:ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG THỨ HAI ......................... 89
6.1.Chu trình nhiệt động .......................................................................... 89
6.1.1.Định nghĩa chu trình .................................................................. 89
6.1.2.Phân loại ..................................................................................... 89
6.1.3.Công của chu trình ..................................................................... 90
6.1.4.Hiệu suất nhiệt, hệ số làm lạnh, hệ số bơm nhiệt ....................... 91
6.1.5.Chu trình Carnot ........................................................................ 92
6.2.Định luật nhiệt động thứ hai .............................................................. 94
6.2.1.Nội dung và cách phát biểu ........................................................ 94
6.2.2.Độ biến thiên entropy của hệ nhiệt động ................................... 95
6.3.Exergy ................................................................................................ 97
6.3.1.Khái niệm ................................................................................... 97
6.3.2.Các biểu thức về exergy ............................................................. 98
Chƣơng VII:CHU TRÌNH THUẬN CHIỀU .................................... 101
7.1.Định nghĩa và phân loại ................................................................... 101
7.1.1.Định nghĩa ................................................................................ 101
7.1.2.Phân loại ................................................................................... 101
7.2.Chu trình động cơ đốt trong kiểu piston .......................................... 101
7.2.1.Chu trình động cơ đốt trong cấp nhiệt đẳng tích ...................... 102
7.2.2.Chu trình động cơ đốt trong cấp nhiệt đẳng áp ........................ 105
7.2.3.Chu trình động cơ đốt trong cấp nhiệt hỗn hợp ....................... 107
7.2.4.So sánh hiệu suất nhiệt ............................................................. 109
7.3.Chu trình turbine khí ........................................................................ 111
7.3.1.Chu trình lý thuyết turbine khí cấp nhiệt đẳng áp .................... 111
8
7.3.2.Chu trình lý thuyết turbine khí cấp nhiệt đẳng áp có hồi nhiệt ..... 114
7.3.3.Chu trình lý thuyết turbine khí cấp nhiệt đẳng tích.................. 116
7.3.4.Chu trình lý thuyết tur bine khí cấp nhiệt đ ẳng tích có hồi nhiệt ..... 119
7.4.Chu trình lý thuyết động cơ phản lực .............................................. 120
7.4.1.Chu trình lý thuyết động cơ phản lực trực lưu ......................... 120
7.4.2.Chu trình lý thuyết động cơ phản lực turbine máy nén ............ 121
7.4.3.Chu trình động cơ tên lửa......................................................... 123
7.5.Chu trình thiết bị động lực hơi nước................................................ 126
7.5.1.Chu trình Carnot khí thực ........................................................ 126
7.5.2.Chu trình Rankine .................................................................... 127
7.5.3.Các biện pháp nâng cao hiệu suất nhiệt chu trình khí thực ...... 129
7.5.4.Chu trình quá nhiệt trung gian ................................................. 131
7.5.5.Chu trình hồi nhiệt ................................................................... 134
7.5.6.Chu trình ghép .......................................................................... 140
7.5.7.Chu trình cấp nhiệt, cấp điện ................................................... 142
Chƣơng VIII:CHU TRÌNH NGƢỢC CHIỀU .................................. 151
8.1.Định nghĩa và phân loại ................................................................... 151
8.1.1.Định nghĩa ................................................................................ 151
8.1.2.Phân loại ................................................................................... 151
8.2.Chu trình máy lạnh dùng không khí ................................................ 152
8.3.Chu trình máy lạnh dùng hơi ........................................................... 155
8.3.1.Chu trình máy lạnh có máy nén ............................................... 155
8.3.2.Chu trình máy lạnh ejector ....................................................... 157
8.3.3.Chu trình máy lạnh kiểu hấp thụ .............................................. 160
8.3.4.Chu trình máy lạnh và bơm nhiệt
%20(1).png "Hướng dẫn download ti liệu")
.png "Hướng dẫn download ti liệu")
%20(1).png "Gói VIP Member EBOOKBKMT - Hỗ trợ tài liệu nhanh nhất, không giới hạn (Update 2024)")
.png "Achievers Grade 6 - Answer key (Student's Book) Full")
Không có nhận xét nào: