Thuyớ khờ kyợ thuỏỷt ổùng duỷng Huyỡnh Vn Hoaỡng

-

Lồỡi tổỷa

Giaùo trỗnh "Thuyớ khờ kyợ thuỏỷt ổùng duỷng" õổồỹc bión soaỷn theo õóử cổồng giaớng daỷy
cho sinh vión caùc ngaỡnh kyợ thuỏỷt cuớa trổồỡng õaỷi hoỹc Baùch khoa aỡ Nụng nhũm muỷc õờch
giuùp cho sinh vión coù taỡi lióỷu tham khaớo trong hoỹc tỏỷp cuợng nhổ trong tờnh toaùn thióỳt kóỳ caùc
hóỷ thọỳng thuyớ - khờ.
Taỡi lióỷu õổồỹc bión soaỷn khọng thóứ traùnh khoới sai soùt trón moỹi phổồng dióỷn.
Rỏỳt mong õọỹc giaớ vui loỡng goùp yù kióỳn xỏy dổỷng õóứ taỡi lióỷu õổồỹc hoaỡn chốnh.
Xin chỏn thaỡnh caớm ồn.

aỡ nụng 8 - 2005

Taùc giaớ
sau âọ måí räüng ra cho cháút lng thỉûc. Nghéa l phi xẹt âãún nh hỉåíng ca tênh nhåït, tênh nẹn,
ca cháút lng. Trong nghiãn cỉïu l thuút ngỉåìi ta tạch khi cháút lng mäüt phán täú lng cọ hçnh
dảng tu v cọ cạc tênh cháút cå - l nhỉ ton bäü cháút lng. Cáưn lỉu ràòng mäùi phán täú lng d
nh âãún âáu cng cọ kêch thỉåïc låïn hån ráút nhiãưu so våïi kêch thỉåïc phán tỉí v nọ chỉïa mäüt khäúi
lỉåüng ráút låïn phán tỉí. Mäi trỉåìng cháút lng âỉåüc coi l gäưm vä säú nhỉỵng phán täú lng phán bäú liãn
tủc. Våïi khại niãûm phán täú lng cho phẹp chụng måí räüng mäi trỉåìng cháút lng nhỉ trỉåìng váût l
âãø cọ thãø ỉïng dủng cạc qui lût âäüng hc v âäüng lỉûc hc ca cå hc âãø nghiãn cỉïu chuøn âäüng
ca cháút lng. Vç thãú nhỉỵng âải lỉång âàûc trỉng âäüng hc v âäüng lỉûc hc ca cháút lng cọ thãø
biãøu diãùn bàòng cạc hm liãn tủc âäúi våïi toả âäü khäng gian v thåìi gian, âäưng thåìi nhỉỵng hm säú
Thuyớ khờ kyợ thuỏỷt ổùng duỷng Huyỡnh Vn Hoaỡng

-
õoù laỡ nhổợng haỡm khaớ tờch, khaớ vi. Caùc phổồng phaùp õổồc sổớ duỷng trong nghión cổùu trong thuớy khờ
kyợ thuỏỷt :
- Phổồng phaùp thóứ tờch hổợu haỷn, trong õoù sổớ duỷng õởnh luỏỷt giaù trở trung bỗnh cuớa tờch phỏn
vaỡ caùc bióứu thổùc lión hóỷ giổợa tờch phỏn mỷt vaỡ tờch phỏn khọỳi.
- Phổồng phaùp tổồng tổỷ thuyớ khờ-õióỷn tổỡ, trong õoù mọi trổồỡng vỏỷn tọỳc õổồỹc thay bũng thóỳ
hióỷu cuớa mọi trổỡồng.
- Phổồng phaùp phỏn tờch thổù nguyón dổỷ trón cồ sồớ õọửng nhỏỳt cuớa hóỷ phổồng trỗnh vi phỏn
õaỷo haỡm rióng.
- Phổồng phaùp thọỳng kó thuyớ õọỹng thổồỡng õổồỹc duỡng õóứ khaớo saùt chuyóứn õọỹng trung bỗnh
cuớa doỡng rọỳi.

$2 - Lởch sổớ phaùt trióứn

Nhổợng nm trổồùc cọng nguyón (tr.CN) Arixtọỳt (384-322 tr.CN) nhaỡ trióỳt hoỹc Hy laỷp õaợ mọ
taớ vaỡ giaới thờch caùc hióỷn tổồỹng chuyóứn õọỹng cuớa nổồùc vaỡ khọng khờ. Gỏửn 100 nm sau Asimeùt (287

âãø phán biãût hai trảng thại dng chy. Phỉång trçnh Naviã (1785-1836) v Stäúc (1819-1903) l
phỉång trçnh chuøn âäüng cháút lng thỉûc cọ xẹt tåïi váûn täúc biãún dảng. Phỉång trçnh vi phán låïp
biãn ca Påràn â âàût cå såí l thuút cho cạc bi toạn tênh lỉûc cn ca cháút lng thỉûc lãn váût
chuøn âäüng, Tuy nhiãn do tênh cháút phỉïc tảp ca cháút lng thỉûc nãn bãn cảnh cạc cäng trçnh
nghiãn cỉïu l thuút cọ cạc cäng trçnh nghiãn cỉïu thỉûc nghiãûm. Cạc kãút qu thỉûc nghiãûm â gọp
pháưn khàón âënh sỉû âụng âàõn cạc kãút qu nghiãn cỉïu l thuút. Cạc bi toạn chy táưng trong khe
hep ca Cuẹt â âỉåüc sỉí dủng trong bi toạn bäi trån thu âäüng. Âãún nàm 1883 cạc thỉûc nghiãûm
ca Pãtåräúp â khàón âënh sỉû âụng âàõn ca l thuút bäi trån thu âäüng. Âãún nàm 1886 Jukäúpxki v
hc tr ca äng l Traplỉgin â bäø sung v hon chènh l thuút bäi trån ny. Do u cáưu thiãút kãú
túc bin håi nỉåïc, túc bin khê v k thût hng khäng viãc nghiãn cỉïu âäüng lỉûc hc cháút khê â
âỉåüc quan tám tåïi. Nàm 1890 Jukäúpxki â täøng quạt hoạ bi toạn chy bao váût cọ âiãøm råìi v xạc
âënh cäng thỉïc tênh lỉûc náng trong chy bao präfin cạnh dáùn. Trong thåìi gian ny nh bạc hc
ngỉåìi Âỉïc l Kuty cng â cäng bäú kãút qu tỉåüng tỉû. Dng vỉåüt ám âỉåüc hai anh em ngỉåìi Ạo
l Màõc nghiãn cỉïu. Jukäpxki nghiãn cỉïu chãú tảo ra äúng khê âäüng v thnh láûp phỉång trçnh chuøn
âäüng ca âản âảo phn lỉûc cọ khäúi lỉåüng biãún thiãn.
Viãûc nghiãn cỉïu chuøn âäüng ca cháút lng thỉûc m âàûc biãût lm sạng t ngun nhán xút
hiãûn dng räúi v cạc tênh cháút ca nọ âang l váún â nan gii. Ạp dủng phỉång phạp thäúng kã thu
lỉûc v giạ trë trung bçmh theo thåìi gian ca cạc thäng säú dng räúi chụng ta â cọ nhỉỵng kãút qu
gáưn âụng vãư cạc bi toạn dng räúi.
Trong thåìi âải cå giåïi hoạ v tỉû âäüng hoạ cạc ngnh k thût viãûc ỉïng dủmg cạc thnh tỉûu
nghiãn cỉïu cháút lng vo cạc lénh vỉûc âọ tråí thnh nhu cáưu. ÅÍ cạc trỉåìng âải hc, cạc ngnh k
thût män hc thu khê k thût ỉïng dủng â âỉåüc âỉa vo ging dảy mäüt cạch cọ hãû thäúng trong
chỉång trçnh âo tảo.

$3 - Nhỉỵng tênh cháút váût l cå bn cu cháút lng

3.1- Cáúu tảo phán tỉí

Cạc cháút âỉåüc cáúu tảo tỉì phán tỉí. Âọ l nhỉỵng pháưn tỉí nh bẹ nháút. Giỉỵa chụng cọ lỉûc
tỉång tạc tạc dủng. Giỉỵa cạc phán tỉí cọ khong cạch. Nãúu khong cạch ny nh hån 3.10


Táút c cạc lỉûc tạc dủng lãn cháút lng âãưu cọ thãø phán ra lm hai loải l lỉûc khäúi v lỉûc màût.
Lỉûc khäúi t lãû våïi thãø têch cháút lng (cn gi l lỉûc thãø têch). Lỉûc khäúi gäưm cọ trng lỉåüng, lỉûc
quạn tênh, . Nọ âỉåüc biãøu diãùn bàòng biãøu thỉïc : ∫
=
)(

V
R
dVRF
ρ

Trong âọ V l thãø têch hỉỵu hản ca cháút lng chëu tạc dủng båíi lỉûc khäúi,
ρ l khäúi lỉåüng riãng ca cháút lng,
R l gia täúc khäúi (hay lỉûc khäúi âån vë).
Nãúu cháút lng chè chëu tạc dủng båíi trng lỉûc thç gia täúc khäúi l gia täúc trng trỉåìng. Nãúu
cháút lng chuøn âäüng våïi gia täúc thç gia täúc lỉûc khäúi gäưm gia täúc trng trỉåìng v gia täúc quạn tênh
ca chuøn âäüng.
Lỉûc màût t lãû våïi diãûn têch bãư màût cháút lng. Lỉûc màût gäưm cạc lỉûc nhu lỉûc ạp, lỉûc ma sạt,
Lỉûc màût âỉåüc tênh theo cäng thỉïc:

Thuyớ khờ kyợ thuỏỷt ổùng duỷng Huyỡnh Vn Hoaỡng

-

2
at 0.98066.10
5
0,98066 1 0.96784 7,3556.10
2
atm 1.01325.10
5
1,01325 1.03332 1 7.60.10
2
torr 1.3332.10
2
1,3332.10
-3
1,3995.10
-3
1,31579.10
-3
1

Aẽp suỏỳt laỡ lổỷc trón mọỹt õồn vở dióỷn tờch. Nóỳu chỏỳt loớng cỏn bũng goỹi laỡ aùo suỏỳt thuyớ tộnh coỡn
chỏỳt loớng chuyóứn õọỹng thỗ goỹi laỡ aùp suỏỳt thuyớ õọỹng. Aẽp suỏỳt taỷi mọỹt õióứm õổồỹc tờnh theo :

d
S
dF
p
dS 0
lim

=

C thỗ khọỳi lổồỹng rióng
tng (do tờnh chỏỳt co thóứ tờch cuớa nổồùc) vaỡ khi nhióỷt õọỹ tióỳp tuỷc tng thỗ khọỳi lổồỹng rióỷng giaớm
Thuyớ khờ kyợ thuỏỷt ổùng duỷng Huyỡnh Vn Hoaỡng

-
giaớm. Tuy nhión sổỷ thay õọứi naỡy khọng õaùng kóứ. Trong kyợ thuỏỷt ngổồỡi ta thổồng lỏỳy khọỳi lổồỹng
rióng cuớa nổùồc laỡ 1000 kg/m
3
.
Baớng 3.2
t (
O
C) 0 4 10 30 60 80 100
(kg/m3) 999,9 1000 999,7 995,7 983,3 971,8 958,4

ọỳi vồùi chỏỳt khờ sổỷ thay õọứi khọỳi lổồỹng theo nhióỷt õọỹ vaỡ aùp suỏỳt õổồỹc bióứu dióựn bũng
phổồng trỗnh traỷng thaùi. Trong baớng 3.3 laỡ sổỷ thay õọứi khọỳi lổồỹng rióng cuớa khọng khờ theo nhióỷt õọỹ
vaỡ aùp suỏỳt.

Baớng 3.3
t (
o
C) -3 27 100
p (Pa) 10
5
10
6

V
G
.

== (N/m
3
) (3.2)

Vỗ giaù trở cuớa g thay õọứi theo vộ õọỹ õởa lyù vaỡ õọỹ cao vở trờ tờnh toaùn so vồùi mổỷc nổồùc bióứn
nón coù giaù trở thay õọứi. Trong tờnh toaùn kyợ thuỏỷt chuùng ta thổồỡng lỏỳy giaù trở g = 9,81 m/s
2
.
Trong kyợ thuỏỷt coỡn duỡng khaùi nióỷm tyớ troỹng (kyù hióỷu ). où laỡ tyớ sọỳ giổợa troỹng lổồỹng rióng
cuớa chỏỳt loớng vaỡ vaỡ troỹng lổồỹng rióng cuớa nổồùc ồớ 4
o
C COH
o
4,
2



= (3.3)

Thu khê k thût ỉïng dủng Hunh Vàn Hong

-

p
o
p
11
⋅−=
∆
⋅
∆
−=
ββ
(3.5)

Trong âọ : ∆V = V-V
o
l sỉû thay âäøi thãø têch ,
V
o
l thãø têch ban âáưu ca cháút lng.
∆p = p - p
o
l sỉû thay âäøi ạp sút.
Vç sỉû thay âäøi thãø têch v sỉû thay âäøi ạp sút ngỉåüc nhau nãn trỉåïc biãøu thỉïc cọ dáúu" -".
Tỉì (3.5) suy ra : p
haypVV
p
o
p


-
Tênh nẹn ca cháút lng phủ thüc vo ạp sút v nhiãût âäü. Nhỉng sỉû thay âäøi ny khäng
âạng kãø. Vê dủ nhỉ nỉåïc :
Khi p = 10
5
Pa v t =0
o
C thç E
nỉåïc
= 2,01.10
9
N/m
2
.
Nãúu nhiãût âäü tàng lãn 20
o
C thç E
nỉåïc
= 2,20.10
9
N/m
2
.
Âiãưu ny cng gii thêch âỉåüc kh nàng háúp thủ cháút khê v kh nàng ho tan múi trong nỉåïc khi
nhiãût âäü tàng.
Nãúu ạp sút tàng lãn tỉì 10


m =ρ.V = const.

Láúy âảo hm biãøu thỉïc ny ta cọ :

ρ dV + V dρ = 0
hay :

ρ
ρ
d
V
dV
−=

Kãút håüp våïi cäng thỉïc (3.7) tênh mäâun ân häưi ca cháút lng :

ρρ
d
dp
E
=

Âån vë ca biãøu thỉïc l bçnh phỉång ca âån vë váûn täúc. Nãn chụng ta cọ thãø viãút : ρρ
E
d
dp

Váûn täúc truưn ám trong khäng khê våïi T= 288
o
K ; M=28,96 Kmol v k=1,4 thç a= 341 m/s.

3.4.2 Tênh dn nåí.

Khi nhiãût däü thay âäøi thç thãø têch cạc cháút âãưu thay âäøi. Sỉû thay âäøi ny âỉåüc biãøu diãùn
mäüt cạch täøng quạt bàòng hm säú m theo nhiãût âäü :

V = V
o
(1 + β
1
∆t + β
2
∆t
2
+ ) (3.11)

Trong âọ V
o
l thãø têch cháút khê åí nhëãt âäü ban âáưu. Âäúi våïi cháút lng chè cáưn sỉí dủng mäúi
quan hãû báûc nháút :
V = V
o
( 1 + β
t
∆t ) (3.12)

β

Tênh dn nåí ca cháút lng phủ thüc vo nhiãût âäü v ạp sút. Vê dủ nỉåïc :
khi nhiãût âäü t=4
o
C dãún 10
o
C v ạp sút p=10
5
Pa thç β
t
= 0,000014 âäü
-1
,
khi t= 10
o
C âãún 20
o
C (tàng 10 láưn , p=10
5
Pa ) thç β
t
= 0,000150 âäü
-1

Nãúu ạp sút tàng lãn âãún 10
7
Pa thç β
t

β
(3.15)

Âäúi våïi cháút khê l tỉåíng thç β
t
=β
V
=1/273,15 âäü
-1
.

3.5- Tênh nhåït

Nàm 1686 Nuitån kho sạt chuøn âäüng äøn âënh låïp cháút lng trãn bãư màût táúm phàóng theo
phỉång x (hçnh 3-1). Trãn bãư màût táúm phàóng cạc pháưn tỉí cháút lng cọ váûn täúc bàòng khäng. ÅÍ
khong cạch y tênh tỉì bãư màût táúm phàóng váûn täúc l v, låïp cháút lng y+dy cọ váûn täúc v+dv. Nhỉ váûy
ván täúc cháút lng dc theo phỉång y cọ giạ trë khạc nhau. Nghéa l giỉỵa cạc låïp cháút lng cọ lỉûc
tỉång tạc hay nọi cạch khạc giỉỵa cạc låïp cháút lng cọ lỉûc ma sạt lm thay âäøi váûn täúc chuøn âäüng
ca cạc låïp cháút lng. Theo Nuitån ỉïng sút tiãúp ca lỉûc ma sạt t lãû thûn våïi grâiãn váûn täúc v
phủ thüc vo cháút lng : dy
dv
µτ
= (3.15)

Thu khê k thût ỉïng dủng Hunh Vàn Hong

-

x

Hçnh 3 - 1 Ngoi hãû säú nhåït âäüng lỉûc hc trong k thût hay dng hãû säú nhåït âäüng hc (k hiãûu l ν ) . ρ
µ
ν
= (3.16)

Âäü nhåït âäüng hc ca cháút lng âỉåüc âo [ν ]: m
2
/s ;
Stäúc (k hiãûu l St) : 1St = 1 cm
2
/s.
Âån vë nh hån l centiStäúc (cSt) :

1cSt = 1mm
2
/s ; 1St = 100 cSt

Thỉåìng âäü nhåït dáưu bäi trån âỉåüc ghi km theo mạc dáưu vê dủ dáưu AK15 l dáưu bäi trån
dng cho ätä mạy kẹo cọ âäü nhåït ν
50
=15 cSt åí nhiãût âäü 50
o

ν)(
''
80,1
''00220,0 St
S
S−⋅=
ν

)(
5,48
St
B
o
=
νCng cáưn lỉu ràòng khi so sạnh däü nhåït ca hai cháút lng phi dng cng mäüt khại niãûm l
hãû säú nhåït âäüng hc hay hãû säú nhåït däüng lỉûc hc v cng åí nhiãût âäü. Vê dủ so sạnh nỉåïc v khäng
khê :
Khi nhiãût âäü 20
o
C hãû säúü nhåït âäüng lỉûc hc ca khäng khê µ
kk
= 18.10
-5
Poazå

k hãû säú phủ thüc loải dáưu : dáưu nhẻ k=0,002 ; dáưu nàûng k=0,003 (thỉåìng dng trong
truưn âäüng thu lỉûc)
p ạp sút tênh bàòng at

Hãû säú nhåït âäüng hc (ν) ca mäüt säú cháút lng :
nỉåïc : 1,01.10
-6
m
2
/s ; (åí 20
o
C) ;
xàng = 0,83.10
-6
m
2
/s ; (åí 20
o
C) ;
thu ngán = 0,116.10
-6
m
2
/s (åí 18
o
C) ;
dáưu mạy = 60.10
-6
m
2

Tênh cháút ny ca cháút lng thãø hiãûn r åí nhỉỵng bãư màût giỉía cháút lng ny våïi cháút lng
khạc (giỉỵa nỉåïc våïi thnh ràõn, ) m giỉỵa chụng khäng thỉûc hiãûn phn ỉïng hoạ hc. ÅÍ cạc màût
tiãúp xục ny cháút lng tảo ra mäüt mng mng bao quanh bãư màût cháút lng. Ngun nhán xút hiãûn
sỉïc càng bãư màût l lỉûc hụt giỉỵa cạc phán tỉí. Cạc phán tỉí lng åí trong cháút lng chiu tạc dủng mi
phêa nhỉ nhau. Cn åí cạc phán tỉí trãn bãư màût tiãúp xục hồûc åí låïp ngoi cọ bãư dy nh hån 10
-9
m
thç cạc lỉûc tạc dủng lãn chụng khäng bàòng nhau. Cạc phán tỉí ny chëu tạc dủng mäüt lỉûc täøng håp
hỉåïng vo trong cháút lng v tảo nãn mäüt mng mng trãn bãư màût tiãúp xục gi l sỉïc càng bãư màût
(hçnh 3-3a). Hãû säú sỉïc càng bã màût (k hiãûu C) l lỉûc tạc dủng lãn mäüt âån vë âäü di bãư màût thàóng
gọc våïi âäü di v nàòm trong bãư màût ca cháút lng (hçnh 3-3b) :

F

l
θ
F θ
F
c
F
c
F
r
F
F F
r


o
C thç c=27,5
dyn/cm.

d h d h

Hçnh 3 - 4
Dỉûa vo tênh cháút sỉïc càng bãư màût ca cháút lng âãø kho sạt cạc váún âãư sau:
- Sỉïc bãư màût giỉỵa cạc låïp cháút lng våïi nhau.
- Hiãûn tỉåüng dênh ỉåït.
- Hiãûn tỉåüng mao dáùn : Khi cháút lng åí trong äúng cọ âỉåìng kênh nh (gi l äúng mao dáùn)
nãúu lỉûc dênh ỉåït (Fr) låïn hån lỉûc kẹo cạc pháưn tỉí lng (Fc) thç cháút lng dáng lãn trong äúng cao
hån mỉûc nỉåïc bãn ngoi. Âäü cao ny gi l âäü cao mao dáùn (cháút lng l nỉåïc). Cn nãúu nhỉ
Fc>Fr thç cháút lng trong äúng tủt xúng so våïi mỉûc cháút lng bãn ngoi. Hiãûn tỉåüng ny gi l hả
mao dáùn (cháút lng l thu ngán) (hçnh-3.4).
Thuyớ khờ kyợ thuỏỷt ổùng duỷng Huyỡnh Vn Hoaỡng

-
ọỹ cao mao dỏựn õổồỹc tờnh tổỡ õióửu kióỷn cỏn bũng giổợa troỹng lổồỹng cọỹt chỏỳt loớng vaỡ lổỷc cng
bóử mỷt: ghdcd
4

goỹi laỡ nhióỷt õọỹ sọi.
Nhióỷt õọỹ sọi cuớa chỏỳt nổồùc ồớ aùp suỏỳt p
o
laỡ khọng õọứi. Nhióỷt lổồỹng cung cỏỳp tióỳp cho chỏỳt nổồùc
õang sọi duỡng õóứ sinh cọng taùch caùc phỏn tổớ ra khoới pha loớng vaỡ chuyóứn chuùng sang pha hồi.

3.8 - Sổỷ hỏỳp thuỷ khờ cuớa chỏỳt loớng

Sổỷ hỏỳp thuỷ khờ trong chỏỳt nổồùc õổồỹc bióứu thở bũng õọỹ hoaỡ tan chỏỳt khờ trong chỏỳt loớng, kyù
hióỷu laỡ * :

V
V
k
=*

(3.18)

Trong õoù V
k
laỡ thóứ tờch chỏỳt khờ õổồỹc hỏỳp thuỷ trong V thóứ tờch chỏỳt loớng.
Thóứ tờch chỏỳt khờ ồớ nhióỷt õọỹ t (V
k
) õổồỹc tờnh theo thóứ tờch khờ ồớ nhióỷt õọỹ t = 0
o
C (V
ok
) :

V

+
=
+
==





(3.19)
Thu khê k thût ỉïng dủng Hunh Vàn Hong

-

Hãû säú háúp thủ khê ca nỉåïc trong âiãưu kiãûn 0
o
C v ạp sút khê quøn l :
Oxy : 0,0489 ;
Nitå : 0,0231 ;
OxtCạcbonêt : 1,7130 ;
Amäniàõc : 1300 .

Hãû säú háúp thủ khê gim khi nhiãût âäü tàng nhỉng lục âáưu thç gim nhanh sau âọ cháûm hån.
Chàón hản nhỉ oxy v nitå åí 40
o
C thç hãû säú háúp thủ trong nỉåïc gim âi mäüt nỉía.
Khäúi lỉåüng cháút khê âỉåüc háúp thủ vo cháút nỉåïc âỉåüc tênh tỉì phỉång trçnh trảng thại :

1
.
.

;

rm
rm
p
p
rasuy
V
Trm
p
V
Trm
p
hhhh
=
==Trong âọ m
1
, m
2
l khäúi lỉåüng cháút khê trong häùn håüp.
V
hh
l thãø têch häùn håüp ca cháút khê,

2
1
11
11
1
==
==Thu khê k thût ỉïng dủng Hunh Vàn Hong

-
Trong âọ p = p
1
+p
2
(theo âënh lût Âantän ).
T l nhiãût âäü häùn håüp.
Tỉì cạc phỉång trçnh trãn chụng ta suy ra :

2
1
2
1
V
V
p

(3.22)

Vê dủ :Trong khäng khê cọ 21% Oxy v 79% Nitå.

T lãû häùn håüp ny l :
265,0
79,0
21,0
0
===
n
V
V
ϕ
.
Khi dỉåüc háúp thủ trong nỉåïc åí 0
o
C thç t lãû ny l :
563,0
0231,0.79,0
0489,0.21,0
* ==
ϕ
.
Nhỉ váûy lỉåüng äxy âỉåüc háúp thủ trong nỉåïc gáúp hai lán trong khäng khê.
Khi cháút lng gii phọng cháút khê háúp thủ âỉåüc do sỉû thay âäøi ạp sút (gim) hồûc nhiãût âäü
(tàng) lm nh hỉåíng âãún tênh toạn thu lỉûc v gáy ra sỉû giạn âoản chuøn âäüng ca cháút lng.

3.9 - Sỉû trao âäøi nhiãût v khäúi lỉåüng


Trong õoù M laỡ troỹng lổồỹng phỏn tổớ cuớa chỏỳt khờ ,
r hũng sọỳ chỏỳt khờ (vồùi khọng khờ r=287 J/kg/
0
K)
R laỡ hũng sọỳ tọứng quaùt cuớa chỏỳt khờ,
laỡ khọỳi lổồỹng rióng cuớa chỏỳt khờ ,
p laỡ aùp suỏỳt cuớa chỏỳt khờ.
Phổồng trỗnh traỷng thaùi chố õổồỹc sổớ duỷng khi chỏỳt khờ ồớ traỷng thaùi cỏn bũng.

3.10.2 - Nọỹi mng, cọng thóứ tờch chỏỳt khờ

Theo nguyón lyù thổù nhỏỳt cuớa nhióỷt õọỹng hoỹc chỏỳt khờ thỗ nhióỷt truyóửn cho hóỷ trong mọỹt
quaù trỗnh coù giaù trở bũng bióỳn thión nọỹi nng cuớa hóỷ vaỡ cọng thóứ tờch do hóỷ sinh ra trong quaù trỗnh :

dq = du + da (3.26)

Trong õoù q laỡ nhióỷt truyóửn cho hóỷ (J/kg) ;
u laỡ nọỹi nng cuớa chỏỳt khờ (J/kg) ;
a laỡ cọng thóứ tờch cuớa chỏỳt khờ (J/kg).

Nọỹi nng õổỷồc xaùc õởnh theo thuyóỳt õọỹng lổỷc hoỹc phỏn tổớ., du = c
v
.dT. Nọỹi nng laỡ haỡm
traỷng thaùi õồn vở nón noù coù vi phỏn toaỡn phỏửn bồới vỗ õọỹ bióỳn thión cuớa noù khọng phuỷ thuọỹc vaỡo quaù
trỗnh .
Cọng thóứ tờch õổồỹc sinh ra khi chỏỳt khờ bở taùc duỷng bồới aùp suỏỳt p laỡm thay õọứi thóứ tờch chỏỳt
khờ dv laỡ da = p dv ; (ồớ õỏy v laỡ thóứ tờch rióng ). ọỹ lồùn cuớa cọng phuỷ thuọỹc vaỡo quaù trỗnh laỡm thay
õọứi traỷng thaùi chỏỳt khờ, nón cọng khọng phaới laỡ haỡm cuớa quaù trỗnh.

Thu khê k thût ỉïng dủng Hunh Vàn Hong

v h
1
=350 mm ;
h
2
=150 mm v ρ
n
=1000 kg/m
3
.
p
1
p
2
nỉåïc 20
o
C

h
1
h
2
Thu ngán


)()(
212211
hhgphhgp
n
−
+=−+
ρ
ρ

Suy ra :
Thuyớ khờ kyợ thuỏỷt ổùng duỷng Huyỡnh Vn Hoaỡng

-
Pa
hhgppp
tn
43,24554)100013515)(150,0350,0(81,9
))((
2121
==
==
Vờ duỷ 2 : Tờnh lổồỹng nổồùc cỏửn thióỳt maỡ bồm phaới cung cỏỳp õóứ thổớ thuớy lổỷc õổồỡng ọỳng.
ổồỡng kờnh ọỳng d=350 mm ; ọỳng daỡi l=50 m ; aùp suỏỳt thổớ p=5.10
6

===

=


Thu khê k thût ỉïng dủng Hunh Vàn Hong

-


p
y
dz γ p
x
p
dx α O dy β
A
B
x p
z
y
a/ b/
Hçnh 4 - 1
Thu khê k thût ỉïng dủng Hunh Vàn Hong

-

- Ạp sút ténh tải mäüt âiãøm theo mi phỉång cọ giạ trë nhỉ nhau.
Trong cháút lng âỉïng n ta trêch mäüt phán täú lng hçnh dảng tỉï diãûn OABC vä cng bẹ,
cọ cạc cảnh dx, dy, dz (hçnh 4.1b). Phán täú lng åí trảng thại cán bàòng båíi cạc lỉûc khäúi v lỉûc
màût. Trãn màût ABC cọ ạp sút p tạc dủng. Phỉång ca ạp sút ny tảo våïi cạc trủc ca ta âäü cạc
gọc α, β, γ. Vç cạc màût vä cng bẹ nãn cọ thãø coi ạp sút tải mi âiãøm trãn mäüt màût âãưu bàòng
nhau. Trãn màût OBC cọ ạp sút p
x
trãn màût OAC cọ p
y
trãn màût OAB cọ p

= p
z
dS
z
v

zpzypyxpx
pdSdSpdFpdSdSpdFpdSdSpdF =
=
=
=
==
γ
β
α
cos.;cos.;cos.

lỉûc khäúi tạc dủng lãn phán täú lng theo cạc trủc toả âäü :

dzdydxRdFdzdydxRdFdzdydxRdF
zRZYRYxRX

6
1
;
6
1
;
6
1

ρKhi dx,dy,dz → 0 (tải mäüt âiãøm) ta tháúy dx.dy.dz l têch vä cng bẹ báûc ba cọ thãø b qua
âỉåüc so våïi têch dy.dz l têch vä cng bẹ báûc hai vç thãú chụng ta cọ thãø viãút p = p
x
.
Thu khê k thût ỉïng dủng Hunh Vàn Hong

-
Chỉïng minh tỉång tỉû cho hçnh chiãúu cạc lỉûc lãn cạc trủc cn lải ta cọ : p = p
y
; p = p
z
.
Cúi cng ta cọ :
p
x
= p
y
= p
z
= p (4.1)

Váûy ạp sút ténh ca cháút lng cọ tênh cháút nhỉ mäüt âải lỉåüng vä hỉåïng nọ khäng phủ thüc
vo vë trê ca màût tạc dủng. Nọ l hm ca ta âäü khäng gian p = p (x,y,z) .
-Ạp sút do ngoải lỉûc gáy ra âỉåüc truưn trong cháút lng theo mi phỉång nhỉ nhau (âënh

1
/S
1
(S
1
l diãûn têch ca pêtäng 1).Pêtäng 1
chuøn âäüng mäüt âoản âỉåìng l l
1
, nghéa l pêtäng 1 thỉûc hiãûn mäüt cäng l A
1
= F
1
l
1
= p
1.
S
1
.l
1

Theo âënh lût bo ton nàng lỉåüng thç cäng A
1
âỉåüc trao cho pêtäng 2 lm pêtäng 2 chuøn âäüng
mäüt âoản âỉåìng l l
2
. Cäng ca pêtäng 2 nháûn âỉåüc l A
2
=F
2

2
V
2Sỉû dëch chuøn pêtäng 1, 2 tho mn âiãưu kiãûn bo ton thãø têch cháút lng : V
1
= V
2
= V .Tỉì âọ ta
cọ :
p
1
= p
2
= p .

Âọ l ngun l lm viãûc ca mạy ẹp thu lỉûc, kêch thu lỉûc, hay bäü tàng ạp sút. Lỉûc ẹp
tênh theo cäng thỉïc :
Thu khê k thût ỉïng dủng Hunh Vàn Hong

-

1
2
12
S

⎜
⎝
⎛
+
∂
∂
+
2
dx
x
p
p . p sút tải N mäüt âoản
2
dx
− :
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−
∂
∂
+
2
dx
x
p
p

⎞
⎜
⎝
⎛
+
∂
∂
+
2
dx
x
p
p

z dy y x Hçnh 5 - 1

Lỉûc ạp tạc dủng lãn cạc màût thàóng gọc våïi phỉång x l :