- Trang Chủ
- Vật lý
- Giáo trình điều chỉnh cấp lỏng theo độ quá nhiệt hơi hút ra khỏi thiết bị bay hơi p4
Xem mẫu
- - 44 -
ÅÍ âáy, ρ - máût âäü cuía håi
ds 1
S= - læûc caín trãn 1 kg troüng khäúi cuía doìng cháút loíng (håi)
dm
Chuï yï ràòng, âaûo haìm toaìn pháön cuía aïp suáút theo thåìi gian åí báút kyì tiãút diãûn
naìo cuía doìng thàóng âæåüc biãøu thë bàòng biãøu thæïc:
dp δp δp dx
= +
dτ δτ δx dτ
Trong chuyãøn âäüng äøn âënh sæû thay âäøi aïp suáút cuûc bäü theo thåìi gian laì bàòng
δp
= 0,
khäng, tæïc laì
δτ
dp δp dx
=
Do âoï
dτ δx d τ
δp dp
=
Váûy laì
δx dx
Nhæ thãú, phæång trçnh (3.10) coï daûng :
dp dx
− − Sdx = .dC
ρ dτ
dx
Nhæng C =
dτ
dp
− − Sdx = C.dC
Cho nãn (3-11)
ρ
(3.11) goüi laì phæång trçnh âäüng læåüng cuía doìng chaíy mäüt chiãöu.
Nãúu láúy têch phán phæång trçnh (3.11) trãn âoaûn âæåìng di chuyãøn hæîu haûn cuía
håi, ta âæåüc træåìng håüp riãng cuía phæång trçnh baío toaìn nàng læåüng.
C 12 − C o2 dp
Po X1 Po X1
∫ ∫ ∫ ∫
= − Sdx = vdp − (3-12)
Sdx
ρ
2 P1 Xo P1 Xo
Gia säú âäüng nàng cuía doìng bàòng hiãûu säú cäng giaîn nåí cuía håi khi chuyãøn
X1
P0
âäüng ( ∫ ) vaì cäng cuía læûc ma saït ( ∫ Sdx )
vdp
X0
P1
Muäún tçm gia säú âäüng nàng cuía doìng phaíi láúy têch phán vãú phaíi cuía phæång
trçnh (3.12). Muäún váûy phaíi biãút âënh luáût thay âäøi traûng thaïi v = F(p) vaì âënh luáût
thay âäøi cuía læûc ma saït S = F(x). Âàûc biãût laì âån giaín nãúu baìi toaïn âæåüc giaíi cho
træåìng håüp doìng chaíy âàóng entropi, tæïc laì doìng chaíy khäng coï täøn tháút vaì khäng coï
trao âäøi nhiãût våïi bãn ngoaìi. Luïc naìy læûc ma saït S = 0, vaì phæång trçnh thay âäøi traûng
thaïi tuán theo âënh luáût âàóng entropi :
p 1 v 1t = p o v o = pv k = const
k k
t
- - 45 -
1
⎛p o ⎞k
Tæì âáúy, v = vo ⎜ ⎟ vaì thay vaìo ta coï :
⎜p ⎟
⎝ ⎠
⎡ ⎤
k −1
⎛p ⎞
C −C
1 1
2 2
p o v o ⎢1 − ⎜ 1 ⎥
k
− k
po
∫ ⎟
= v op p k dp =
1 o k
⎜p ⎟
⎢ ⎥
k −1
o
2 ⎝o ⎠
p1
⎢ ⎥
⎣ ⎦
⎡ ⎤
k −1
⎛v ⎞
k k
= p o v o ⎢1 − ⎜ o ⎟ ⎥
(p o v o − p 1 v 1 ) =
= (3.13)
⎜v ⎟
k −1 k −1 ⎢ ⎥
⎝1 ⎠
⎣ ⎦
Nãúu quaï trçnh giaîn nåí âàóng entropi
cuía håi chuyãøn âäüng âæåüc biãøu thë trãn
p
vο âäö thë pv ( Hçnh.3.3) thç trong phæång
pο a trçnh (3.12) têch vdp seî tæång âæång
våïi diãûn têch pháön gaûch soüc, coìn säú gia
dp
toaìn bäü cuía âäüng nàng seî tæång âæång
u
p1 våïi diãûn têch âæåüc giåïi haûn båíi âæåìng
b
u1
v thàóng entropi, caïc âæåìng thàóng âàóng aïp
po vaì p1 vaì truûc tung.
Hçnh. 3.3. Cäng baình træåïng cuía Trong træåìng håüp phaíi tênh âãún
læûc ma saït (S ≠ 0) thç chè coï thãø láúy têch
doìng chaíy
phán phæång trçnh (3.12) âaî biãút
S = S(x) vaì v = F(p).
Chuï yï ràòng, nhæîng phæång trçnh trãn âáy âaî âæåüc chæïng minh cho äúng doìng
våïi pháön tæí diãûn têch fo vaì f1 coï thãø måí räüng ra cho toaìn tiãút diãûn cuía raînh. Nhæng
trong træåìng håüp âoï, caïc âaûi læåüng c, v, p phaíi láúy theo giaï trë trung bçnh.
4- Phæång trçnh baío toaìn nàng læåüng
Ta æïng duûng phæång trçnh baío toaìn nàng læåüng cho doìng håi äøn âënh. Giaí sæí
doìng håi chuyãøn âäüng qua hãû thäúng báút kyì (Hçnh.3.4)
Læu læåüng troüng læåüng cuía doìng håi trong mäüt giáy laì G,kg/s.
Giaí sæí trong phaûm vi cuía hãû thäúng seî cung cáúp cho håi mäüt læåüng nhiãût Q, J/s,
âäöng thåìi trao âäøi cho mäi træåìng bãn ngoaìi cäng suáút P,J/s.
Phæång trçnh baío toaìn nàng læåüng phaín aïnh sæû cán bàòng cuía täøng caïc daûng
nàng læåüng âæa vaìo vaì ra khoíi hãû thäúng.
Kyï hiãûu : - Chè säú 0 - Caïc thäng säú trung bçnh cuía håi åí tiãút diãûn vaìo hãû thäúng
0-0 ; - Chè säú 1 - Caïc thäng säú trung bçnh cuía håi åí tiãút diãûn ra khoíi hãû thäúng 1-1.
- - 46 -
Sau thåìi gian dτ täøng caïc daûng nàng læåüng âæa vaìo seî laì
C2
U o Gdτ + Gdτ + p o Fo dx o + Qdτ
o
2
ÅÍ âáy
Q Uo - näüi nàng
b b'
a a'
cuía 1 kg troüng læåüng
håi âæa vaìo ;
G G
C 02
cο c1 - âäüng
uο , pο u 1 , p1 2
tο, νο , i ο dxο t 1, ν1 , i 1
nàng cuía 1 kg troüng
dx1
P
a a'
b b' læåüng âæa vaìo, chuyãøn
âäüng våïi täúc âäü Co ;
Hçnh. 3.4. Doìng håi chuyãøn âäüng trong hãû thäúng báút kyì poFodxo - cäng
cuía håi khi dëch
chuyãøn trãn âoaûn âæåìng dxo
Qdτ - læåüng nhiãût âæa vaìo hãû thäúng sau thåìi gian dτ.
Cuîng bàòng caïch nhæ váûy, ta viãút täøng caïc daûng nàng læåüng ra khoíi hãû thäúng:
C12
U 1Gdτ + Gdτ + p1 F1 dx1 + Pdτ
2
Trong âoï :
P - cäng cuía doìng håi sinh ra trong mäüt âån vë thåìi gian.
Cán bàòng hai phæång trçnh trãn vaì chia cho Gdτ, ta coï :
C 2 p o Fo dx o Q C 2 p F dx P
Uo + + + = U1 + 1 + 1 1 1 +
o
(3-14)
Gdτ Gdτ
2 G 2 G
Âãø yï ràòng, theo phæång trçnh liãn tuûc F.C/v = G vaì dxo /dτ = Co , dx1/dτ = C1;
Kyï hiãûu Q/G = qo - læåüng nhiãût cung cáúp cho 1 kg håi, P/G = l - cäng do 1 kg
håi sinh ra, ta viãút phæång trçnh (3.15) dæåïi daûng :
C o2 C2
U o + po vo + q o = U 1 + p1 v1 1 + l1 (3-15)
2 2
hay laì , vç U + pv = i - entanpi cuía håi, ta coï :
C o2 C2
io + + q o = i1 + 1 + l1 (3-16)
2 2
Biãøu thæïc naìy âæåüc goüi laì Phæång trçnh baío toaìn nàng læåüng cho sæû chuyãøn
âäüng äøn âënh cuía håi.
Phæång trçnh naìy âuïng cho caí doìng håi coï täøn tháút (S ≠ 0) hay khäng coï täøn
tháút (S = 0)
Phæång trçnh (3.16) coï thãø viãút dæåïi daûng vi phán:
- - 47 -
di + CdC - dp - dl = 0 (3-17)
Nhæîng phæång trçnh trãn âáy cho ta giaíi âæåüc nhiãöu baìi toaïn thæûc tãú trong viãûc
tênh toaïn caïc raînh, caïc äúng phun håi, v.v ..
3.2- Nhæîng âàûc tênh vaì caïc thäng säú håi chuí yãúu cuía doìng trong raînh
Doìng chaíy mäüt chiãöu trong raînh âæåüc chia ra doìng tàng täúc vaì doìng tàng aïp
(giaím täúc)
Doìng tàng täúc laì doìng trong raînh våïi täúc âäü cuía mäi cháút tàng lãn theo hæåïng
doìng.
Trong pháön chuyãøn håi cuía maïy tuäúc bin (tuäúc bin håi vaì khê, maïy neïn) doìng
tàng täúc laì doìng chaíy trong raînh äúng phun vaì caïnh âäüng tuäúc bin, trong äúng vaìo cuía
chuïng v.v.. doìng tàng aïp laì doìng chaíy trong raînh hæåïng vaì caïnh âäüng cuía maïy neïn,
trong caïc äúng thoaït cuía tuäúc bin håi, tuäúc bin khê vaì maïy neïn, trong caïc bäü pháûn
khuãúch taïn cuía van stop vaì van âiãöu chènh. Chuï yï ràòng, trong raînh caïnh âäüng nhæîng
táöng âàûc biãût doìng chaíy cuía håi hay khê coï thãø laì tàng aïp (giaím täúc).
Nhæîng phæång trçnh cå baín cuía doìng mäüt chiãöu âaî trçnh baìy trong muûc 3.1
cho ta tênh toaïn doìng chaíy trong caïc raînh tuäúc bin.
Tæì phæång trçnh (3.16) tháúy ràòng, våïi doìng tàng täúc, vê duû, trong caïc äúng phun
tuäúc bin, doüc theo doìng chaíy, cuìng våïi sæû tàng täúc âäü cuía mäi cháút, entanpi tàng, båíi
vç täúc âäü giaím.
Trong caïc raînh äúng phun, khi entanpi giaím, aïp suáút doüc theo raînh cuîng giaím,
tæïc laì mäi cháút (håi) giaîn nåí vaì ngæåüc laûi, trong caïc raînh tàng aïp, aïp suáút tàng lãn
theo hæåïng doìng, tæïc laì mäi cháút bë neïn.
Giaí thiãút ràòng, håi chuyãøn âäüng trong raînh khäng trao âäøi nhiãût våïi mäi
træåìng bãn ngoaìi.
Tæì phæång trçnh (3.16) ta coï säú gia âäüng nàng khi giaîn nåí seî laì :
C12t − C 02
= i o − i1t (3-18)
2
Âäúi våïi quaï trçnh thæûc :
C1 − C 2
2
= i o − i1t
0
(3-18’)
2
Trong âoï : [i] = [J/kg] ; [C] = [m/s]
Nhæ váûy laì sæû thay âäøi âäüng nàng cuía doìng håi do sæû thay âäøi entanpi quyãút
âënh.
Nãúu âäúi våïi “håi lyï tæåíng”, coï thãø viãút cäng thæïc (3.18a) nhæ sau :
- - 48 -
C 1t − C 2
2
k
= (p o v o − p 1 v 1t )
0
(3-19)
k −1
2
Âäúi våïi doìng thæûc
C12 − C 02 k
= ( p o v o − p1 v1 ) (3-19’)
k −1
2
Nhæ váûy, khi khäng coï trao âäøi nhiãût våïi mäi træåìng bãn ngoaìi (doìng chaíy
âoaûn nhiãût) säú gia âäüng nàng chè do traûng thaïi âáöu vaì cuäúi cuía håi xaïc âënh vaì khäng
phuû thuäüc vaìo âënh luáût thay âäøi caïc täøn tháút (trong quaï trçnh giaîn nåí).
Ta seî xeït nhæîng træåìng håüp æïng duûng
C khaïc nhau cuía caïc phæång trçnh âaî tçm âæåüc
âãø tênh toaïn äúng phun theo så âäö trãn hçnh
pΟ C1
p Hçnh.3.5.
p1 Giaíi phæång trçnh (3.18b) ta tçm
CΟ
âæåüc.
C 1 = 2(i o − i 1 ) + C 2 m/s (3-20)
CΟ C1 o
Trong âoï i tênh theo âån vë J/kg ;
pΟ
p1 C - tênh theo âån vë m/s
Nãúu i tênh theo âån vë kJ/kg thç:
C 1 = 2.10 3 (i o − i 1 ) + C 2 m/s (3-20’)
Hçnh 3.5. Âäö thë thay âäøi aïp suáút vaì o
täúc âäü doüc theo tám äúng phun Entanpi io cuía håi âæa vaìo tçm âæåüc
ngay trãn âäö thë i-s (Hçnh 3.6). Nãúu entanpi i1 åí cuäúi quaï trçnh giaîn nåí cuîng âaî cho,
thç cäng thæïc (3-20a) cho ta tçm âæåüc täúc
i
âäü chuyãøn âäüng cuía håi. Giaí sæí chuyãøn
pο
âäüng khäng coï täøn tháút vaì khäng coï trao
iο a tο
âäøi nhiãût våïi mäi træåìng bãn ngoaìi, quaï
px
trçnh giaîn nåí cuía håi trong äúng phun laì
hx
p1 âàóng enträpi. Biãút âæåüc aïp suáút p1 cuía håi
hο
v1t khi ra khoíi äúng phun, veî âæåìng thàóng
i1 enträpi a-a trãn âä thë i-s (Hçnh 3.6), ta tçm
i1t i1t , vaì tênh âæåüc täúc âäü C1t , (3.20).
s Nãúu cáön tênh tiãút diãûn ra cuía äúng
phun thç theo traûng thaïi håi åí âiãøm a, tçm
Hçnh.3.6. Quaï trçnh giaín nåí cuía håi âæåüc thãø têch riãng v åí cuäúi quaï trçnh giaîn
1t
trãn âäö thi i-s nåí, aïp duûng phæång trçnh liãn tuûc, ta coï :
nguon tai.lieu . vn
