1. Trang Chủ
  2. Vật lý
  3. Bài giảng Nhiệt động lực học: Chương 7.1 - TS. Hà Anh Tùng

Bài giảng Nhiệt động lực học: Chương 7.1 - TS. Hà Anh Tùng

Bài giảng Nhiệt động lực học: Chương 7.1 Không khí ẩm cung cấp cho người học những kiến thức như: Khái niệm cơ bản về không khí ẩm và khô; Các thông số đặc trưng của không khí ẩm; Phương pháp đo độ ẩm tương đối của không khí ẩm; Đồ thị không khí ẩm. Mời các bạn cùng tham khảo! Người soạn: TS. Hà anh Tùng 1/2009 ĐHBK tp HCM Chương 7 (Phần 1): KHÔNG KHÍ ẨM KK khô ¾ 7.1 Khái niệm cơ bản KK ẩm ρh ϕ ¾ 7.2 Các thông số đặc trưng của KK ẩm d I ¾ 7.3 PP đo độ ẩm tương đối của KK ẩm Đồ thị t-d ¾ 7.4 Đồ t

Thể loại Tài liệu miễn phí Vật lý

Số trang 19

Ngày tạo 4/3/2023 9:06:15 AM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 0.53 M

Tên tệp

Tải Bài giảng Nhiệt động lực học: Chương 7.1 - TS. Hà ... (.pdf)

Xem mẫu

  1. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 1/2009 ĐHBK tp HCM Chương 7 (Phần 1): KHÔNG KHÍ ẨM KK khô ¾ 7.1 Khái niệm cơ bản KK ẩm ρh ϕ ¾ 7.2 Các thông số đặc trưng của KK ẩm d I ¾ 7.3 PP đo độ ẩm tương đối của KK ẩm Đồ thị t-d ¾ 7.4 Đồ thị KK ẩm Đồ thị I-d p.1
  2. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 1/2009 ĐHBK tp HCM 7.1 Khái niệm cơ bản ¾ KK khô và KK ẩm KK khô được xem - KK khô : hỗn hợp gồm O2 + N2 như khí lý tưởng ở điều kiện bình thường KK ẩm = KK khô + hơi nước KK ẩm (T, G, p) T = Ta = Th Theo tính chất hỗn hợp khí: G = Ga + Gh KK T G p a a a khô V = Va = Vh p = pa + ph Th Gh ph Thường phân áp suất ph của hơi nước trong không khí ẩm rất nhỏ (15-20 mmHg) - Tùy theo giá trị Hơi nước trong KK Hơi bão hòa ẩm (Th, ph) của hơi nước ẩm sẽ ở trạng thái Hơi quá nhiệt trong KK ẩm p.2
  3. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 1/2009 ĐHBK tp HCM ¾ Ví dụ 1: xác định trạng thái của hơi nước trong KK ẩm ở các điều kiện sau a) Không khí có nhiệt độ T = 25oC, T ? phân áp suất của hơi nước trong KK là ph = 20 mmHg 3 2 1 Đáp án: HƠI QUÁ NHIỆT x= x=0 c on b) Không khí có nhiệt độ T = 25oC, x= phân áp suất của hơi nước trong KK st 1 là ph = 35 mmHg s Đáp án: HƠI BÃO HÒA ẨM p.3
  4. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 1/2009 ĐHBK tp HCM ¾ Phân loại KK ẩm: KK ẩm có thể có 1 trong 3 trạng thái T pB= phbh a) KK ẩm chưa bão hòa pA= ph tồn tại khi chứa hơi nước ở 0 D B x= trạng thái HƠI QUÁ NHIỆT TA A (Điểm A) : ph < phbh x= Còn có thể nhận tiếp 1 được hơi nước + hơi b) KK ẩm bão hòa nước s Đồ thị T-s của hơi nước trong KK ẩm tồn tại khi có chứa hơi nước ở trạng thái BÃO HÒA KHÔ c) KK ẩm quá bão hòa h ơi nước (Điểm B): pB = phbh + khi có chứa hơi nước ở Trạng thái không bền vững Æ trở về KK ẩm trạng thái BÃO HÒA ẨM bão hòa + 1 lượng nước ngưng tụ (Điểm D) p.4
  5. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 1/2009 ĐHBK tp HCM T pB= phbh ¾ KK ẩm chưa bão hòa 0 x= (trạng thái A) là trạng thái B pA= ph thường gặp trong thực tế TA A ¾ KK ẩm chưa bão hòa (A) Tđs C có thể chuyển sang trạng x= thái KK ẩm bão hòa bằng 2 1 cách sau: s * Cách 1: - Giữ nhiệt độ KK không thay đổi (T= const) Đường AB tăng lượng hơi nước bay hơi vào KK tăng phân áp suất của hơi nước đến khi đạt trạng thái bão hòa B * Cách 2: - Giữ phân áp suất của hơi nước trong KK không thay đổi (ph= const) giảm nhiệt độ không khí xuống cho đến khi đạt trạng Đường AC thái bão hòa C (TC = Tđs: nhiệt độ đọng sương) p.5
  6. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 1/2009 ĐHBK tp HCM ¾ Ví dụ 2: nhiệt độ đọng sương T p = const 0 x= TA A Tđs C x= 1 s Trạng thái KK trước (A) và sau (C) khi làm lạnh p.6
  7. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 1/2009 ĐHBK tp HCM 7.2 Các thông số đặc trưng của KK ẩm ¾ Độ ẩm tuyệt đối Gh : khối lượng hơi nước chứa Gh trong khối KK ẩm ρh = (kg / m 3 ) V V : Thể tích khối KK ẩm pt (1) Chú ý: a) độ ẩm tuyệt đối không quan trọng bằng độ ẩm tương đối b) Vì phân áp suất của hơi nước trong KK ẩm rất nhỏ Æ có thể xem hơi nước trong KK ẩm là khí lý tưởng. p hV = G h RhT hay p h = ρ h Rh T Ví dụ 3: tính khối lượng hơi nước chứa trong 1m3 KK ẩm nếu biết KK ẩm có nhiệt độ 25oC và phân áp suất của hơi nước là ph = 15 mmHg 15 * 10 5 ph 750 p h = ρ h Rh T ⇒ ρ h = = = 0.015 kg = 15 g Rh T 8314 * (25 + 273) 18 p.7
  8. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 1/2009 ĐHBK tp HCM ¾ Độ ẩm tương đối Gh Khối lượng hơi nước đang chứa trong khối KK (%) ϕ= = Ghbh Khối lượng hơi nước TỐI ĐA có thể chứa trong khối KK ở trạng thái bão hòa Chú ý: Độ ẩm tương đối càng nhỏ Æ KK càng có khả năng nhận thêm hơi nước bốc hơi vào Ví dụ: bảng độ ẩm tương đối của tp HCM Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ϕ (% ) 74 71 71 74 81 84 84 85 86 85 82 78 * Công thức tính ϕ G p V / Rh T ph ϕ= h = h ϕ= (%) pt (2) Ghbh p hbhV / RhT p hbh p.8
  9. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 1/2009 ĐHBK tp HCM * Ý nghĩa công thức ph ϕ= p hbh T 0 phbh B ph Muốn xác định phbh tại nhiệt độ T x= A TA Từ nhiệt độ T (oC) Æ tra bảng “Nước x= và hơi nước bão hòa” theo nhiệt độ Áp suất phbh 1 s Ví dụ 4: KK ẩm ở áp suất p = 1bar, nhiệt độ 25oC có phân áp suất của hơi nước là ph = 15 mmHg Æ Hỏi độ ẩm tương đối của KK là bao nhiêu ? tra bảng “Nước và T= 25oC hơi nước bão hòa” phbh = 0.03166 (bar) = 23.7 mmHg theo nhiệt độ 15 ϕ= = 0.63 = 63 % p.9 23.7
  10. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 1/2009 ĐHBK tp HCM ¾ Độ chứa hơi Gh Khối lượng hơi nước trong khối KK ẩm d= = Ga Khối lượng không khí khô trong khối KK ẩm ( kg/kga ) pV 8314 Gh = h Rh T ph Ra p h 29 Ta có: d= = pV Ga = a pa Rh p a 8314 Ra T 18 với p = pa + ph ph ϕ p hbh d = 0.622 hay d = 0.622 (kg/kga) p − ph p − ϕ p hbh pt (3) Ví dụ 5: KK ẩm ở áp suất p = 1bar, nhiệt độ 25oC có độ ẩm tương đối ϕ = 0.6 Æ Hỏi độ chứa hơi d của KK ẩm là bao nhiêu ? 0.6 * 0.03166 T = 25oC phbh = 0.03166 (bar) d = 0.622 = 0.012 kg / kg a 1 − 0.6 * 0.03166 p.10
  11. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 1/2009 ĐHBK tp HCM ¾ Entanpi của KK ẩm: trong kỹ thuật thường tính Entanpi của 1 kg KK khô và d kg hơi nước chứa trong (1+d) kg KK ẩm ia (kJ/kga): entanpi của KK khô có trong KK ẩm I = ia + (d * ih ) ih (kJ/kgh): entanpi của hơi nước có trong KK ẩm Nếu qui ước chọn điểm gốc tại t = 0oC và p = 101.325 kPa thì: ia = 1.006 t với t (oC) : nhiệt độ KK ẩm ih = 2500.77 + 1.84 t I = 1.006 t + (2500.77 + 1.84t ) d I ≈ t + (2500 + 2t ) d (kJ/kga) pt (4) Ví dụ 6: KK ẩm ở áp suất p = 1bar, nhiệt độ 25oC có độ ẩm tương đối ϕ = 0.6 Æ Xác định Entanpi I của KK ẩm ? Từ Ví dụ 5 d = 0.012 kg/kga I = 25 + (2500 + 2 * 25) 0.012 = 55.6 (kJ/kga) p.11
  12. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 1/2009 ĐHBK tp HCM 7.3 Nhiệt độ nhiệt kế ướt và phương pháp đo độ ẩm tương đối của KK * Để xác định độ chứa hơi d và độ ẩm tương đối ϕ của KK ẩm Æ phải dùng phương pháp đo gián tiếp : Phương pháp NHIỆT KẾ ƯỚT Nhiệt độ nhiệt kế KHÔ Nhiệt độ nhiệt kế ƯỚT tk (oC) tư (oC) Dòng KK Bấc nhúng nước ẩm - Nhiệt độ dòng KK ẩm được đo bằng tk - tư là nhiệt độ của bấc nhúng nước, tư phụ thuộc ϕ = f (t k − t u ) vào tốc độ bay hơi của nước vào KK ẩm quanh bấc p.12
  13. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 1/2009 ĐHBK tp HCM ¾ Độ chứa hơi d của dòng KK ẩm được tính bằng công thức: c pa (t u − t k ) + d u r ⎛ d ⎞ p d= kg/kga ϕ =⎜ ⎟ ih − inu ⎝ 0.622 + d ⎠ p hbh (t k ) với: cpa : nhiệt dung riêng đẳng áp của không khí khô c pa ≈ 1 kJ / kgK tư, tk : nhiệt độ nhiệt kế ướt và nhiệt kế khô (oC) r : tra từ bảng hơi nước bão hòa ứng với tư ih : entanpi của hơi nước trong KK ẩm ứng với nhiệt độ tk ih = 2500.77 + 1.84 t k inư : entanpi của nước trên bấc ứng với nhiệt độ tư inu = 4.18 t u (kJ / kg ) dư : độ chứa hơi của KK ẩm bão hòa trên bề mặt 1 d u = 0.622 bấc ứng với nhiệt độ tư p −1 p hbh (t u ) Ví dụ 7: tham khảo Ví dụ 7.1 trong sách “Nhiệt động lực học kỹ thuật” p.13
  14. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 1/2009 ĐHBK tp HCM ¾ Tóm tắt các công thức quan trọng về KK ẩm - Độ ẩm tương đối Muốn xác định phbh tại nhiệt độ T Gh p ϕ= = h (%) Từ nhiệt độ T (oC) Æ tra bảng “Nước và hơi Ghbh p hbh nước bão hòa” theo nhiệt độ Áp suất phbh - Độ chứa hơi ph ϕ p hbh d = 0.622 hay d = 0.622 (kg/kga) p − ph p − ϕ p hbh chú ý: p = pa + ph - Entanpi của KK ẩm I ≈ t + (2500 + 2t ) d (kJ/kga) với t (oC) : nhiệt độ KK ẩm p.14
  15. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 1/2009 ĐHBK tp HCM 7.4 Đồ thị KK ẩm ¾ Để giải các bài toán về KK ẩm, ngoài các công thức tính toán, chúng ta còn có thể giải bằng phương pháp dùng đồ thị. ¾ Thường sử dụng 1 trong 2 loại đồ thị sau: Đồ thị I-d hoặc Đồ thị t-d ¾ Nguyên tắc sử dụng: Nhiệt độ t (oC) Phân áp suất hơi nước ph Từ 2 thông số nào đó đã biết của KK ẩm trong số Độ chứa hơi d (g/kga) Độ ẩm tương đối ϕ (%) Xác định được VỊ TRÍ Các thông Entanpi KK ẩm I (kJ/kga) của KK ẩm trên đồ thị số còn lại p.15
  16. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 1/2009 ĐHBK tp HCM Entanpi I (kcal/kg KK khô) ¾ Đồ thị I-d của KK ẩm - Ví dụ 8: KK ẩm ở 25oC có ϕ = 60% I= % = 5% ϕ = 20 60% I= ? ϕ ϕ = t = 25oC co % ϕ = 60 ns t 1 00% ϕ = d=? t = const ph (mmHg) - Tìm nhiệt độ đọng sương tđs và nhiệt độ nhiệt kế ướt tư ph1 I= 60% co = 60% ϕ ns = ϕ t = 25oC t = 25oC t d1 Độ chứa hơi d (g/kg KK khô) tư t đs ϕ = 100% ϕ = 100% p.16
  17. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 1/2009 ĐHBK tp HCM ¾ Đồ thị t-d của KK ẩm ) Độ chứa hơi d (g/kga) g a J/k I (k = piI co ns 0 % tan t = 6 En ϕ d = const 00 % ϕ=1 tđs tư tk = 25oC Nhiệt độ t (oC) p.17
  18. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 1/2009 ĐHBK tp HCM BÀI TẬP Bài tập 1: Xác định: Phòng 5m x 5m x 3m - Độ chứa hơi d (g/kga) T = 25 oC - Entanpi I (kJ/kga) p = 100 kPa - Khối lượng hơi nước trong phòng ϕ = 75 % - Tính lại d và I bằng cách dùng đồ thị I-d. Bài tập 2: 10 m3 không khí ẩm ở áp suất p1 = 1 bar, nhiệt độ t1 = 20oC, nhiệt độ đọng sương tđs = 10oC. Xác định độ ẩm tương đối ϕ , độ chứa hơi d, entanpi I và khối lượng không khí ẩm G. p.18
  19. Người soạn: TS. Hà anh Tùng 1/2009 ĐHBK tp HCM BÀI GIẢI Bài tập 1: T = 25oC phbh = 0.03166 bar ph = ϕ ∗ phbh = 0.023745 bar Suy ra: ph 0.023745 d = 0.622 = 0.622 = 0.015 kg / kg a p − ph 1 − 0.023745 I ≈ t + (2500 + 2t ) d = 25 + (2500 + 2 * 25) * 0.015 = 63.25 kJ / kg a p hV 0.023745 *10 5 * 5 * 5 * 3 Gh = = = 1.294 kg Rh T 8314 * (25 + 273) 18 d ≈ 15 g / kg a Đồ thị I-d I ≈ 15 kcal / kg a = 63 kJ / kg a p.19
nguon tai.lieu . vn
Toán học Môi trường Vật lý Sinh học Địa Lý Hoá học Nông - Lâm - Ngư Cơ khí - Chế tạo máy Tiếng Anh phổ thông Khoa học ứng dụng Nông - Lâm Kiến thức tổng hợp Giáo dục học Xã hội học