75

4
tốc độ khói ra khỏi tên lửa, m/s
C
p
nhiệt dung riêng của khói, J/kg.
0
K,
T
3
nhiệt độ sau khi cháy trong buồng đốt,
T
2
nhiệt độ khi vào buồng đốt.

2.5 Chu trình Renkin củanhà máy nhiệt điện

Chu trình
gồm các quá trình: quá trình dãn nở đoạn nhiệt trong tuốc bin,
ngng tụ đẳng áp trong bình ngng, nén đoạn nhiệt trong bơm, cấp nhiệt đẳng áp
trong lò hơi và bộ quá nhiệt.
Hiệu suất nhiệt của chu trình bằng:

31
21
1
ct
ii
ii

TT
T

=
(2-16)
ở đây: T
1
- nhiệt độ khí vào máy nén, T
1
- nhiệt độ khí ra khỏi máy nén.

2.6.2. Chu trình máy lạnh dùng hơi có máy nén

Môi chất thờng dùng: NH
3
, Frêon F
12
, F
22
. . .
()
12
41
ii
ii


= (2-17)
ở đây:
q

1
= 37
0
C, nhiệt độ nguồn lạnh t
2
= -3
0
C.

Lời giải
Hiệu suất nhiệt của chu trình Carno theo (2-7):
%7575,0
273927
)27327()273927(
T
TT
1
21
tc
==
+
++

=

Hệ số làm lạnh của chu trình Carno theo (2-8):

75,6
)2733()27337(
2733

Bài tập 2.3 Chu trình động cơ đốt trong cấp nhiệt đẳng tích có nhiệt độ môi chất
vào 20
0
C, tỷ số nén = 3,6, tỷ số tăng áp 3,33. Xác định hiệu suất nhiệt của chu
trình với môi chất 1kg không khí.

Lời giải

Hiệu suất nhiệt của chu trình động cơ đốt
trong cấp nhiệt đẳng tích (hình 2-1) theo (2-9):

1k
ct
1
1


=%404,0
6,3
1
1
1k4,1
ct
===

)
Từ quá trình đoạn nhiệt 1-2 ta có:
1k
1k
2
1
1
2
v
v
T
T


=








= = 3,6
1,4 1
= 3,6
0,4

T
2

0
C
Vậy ta có với nhiệt dung riêng đẳng tích của không khí C
v
= 0,72 kJ/kg.

0
C:
q
1
= C
v
(t
3
- t
2
) = 0,72. (1355 - 216) = 820 kJ/kg
l
0
=
t
.q
1
= 0,4.820 = 328kJ/kg.

Bài tập 2.4 Chu trình động cơ đốt trong cấp nhiệt hỗn hợp, môi chất 1kg không
khí có p
min
= 0,9 bar, t
1

1v

Nhiệt độ T
2
trong quá trình nén đoạn nhiệt 1-2 với không khí có k = 1,4:
T
2
= T
1

k-1
= (67 + 273).10
1,4-1
= 854
0
K.
Nhiệt độ T
3
trong quá trình cấp nhiệt đẳng tích 2-3:
2
3
23
p
p
TT =
; p
3
= p
max
= 45 bar

q
1p
= q
1
- q
1v
= 1090 609 = 481 kJ/kg. Bài tập 2.5 Chu trình tua bin khí cấp nhiệt đẳng áp, môi chất là 1kg không khí
có tỷ số tăng áp = 7, tỷ số dãn nở sớm = 1,3, nhiệt độ không khí t
1
= 27
0
C.
Xác định hiệu suất nhiệt của chu trình.

Lời giải
Hiệu suất nhiệt của chu trình tua bin khí cấp nhiệt đẳng áp đợc xác định theo (2-
12) với
:286,0
4,1
14,1
k
1k
=

):

t


q
1
nhiệt cấp vào cho quá trình cháy đẳng tích 2-3:
q
1
= C
p
(t
3
- t
2
)
Từ quá trình đoạn nhiệt 1-2 ta có:
C
p
= 1kJ/kg.
0
K nhiệt dung riêng đẳng áp của không khí.
Nhiệt độ T
2
trong quá trình nén đoạn nhiệt 1-2 với không khí có k = 1,4:

k
1k
k
1k
1
2
1

K.
Nhiệt độ T
3
trong quá trình đẳng áp 2-3:
==
2
3
2
3
v
v
T
T
; T
3
= T
2
. = 523.1,3 = 680
0
K.
Vậy ta có:
q
1
= 1.(680 523) =157 kJ/kg,
l
0
= 0,43.157 = 67,5 kJ/kg Bài tập 2.6 Chu trình Rankin thiết bị động lực hơi nớc có nhiệt độ và áp suất

qua điểm 1 và đồ thị i-s của H
2
O trong phần
phụ lục, hoặc sử dụng bảng 5 hơi nớc quá
nhiệt trong phần phụ lục theo p
1
= 100 bar,

t
1
= 500
0
C; i
1
= 3372kJ/kg, s = 6,596 kJ/kg.
0
K
Entanpi i
2
cũng có thể đợc xác định theo đồ thị i-s (hình 2-4), hoặc đợc
tính toán cùng bảng hơi nớc:
i
2
= i
2
+ x(i
2
- i
2
)

77,0
476,0393,8
476,0596,6
's"s
'ss
x
22
21
=




= ,
i
2
= 138 0,773(2561-138) = 2011 kJ/kg,

79
Vậy hiệu suất nhiệt và công của chu trình:

%4242,0
1383372
20113372
t
==


=
,

31
21
1
0
ct
==


=


== . Bài tập 2.8 Hơi nớc trong chu trình Rankin dãn nở đoạn nhiệt trong tua bin,
entanpi giảm đi 150 kJ/kg, sau đó hơI nớc ngng tụ đẳng áp trong bình ngng
thảI nhiệt 280. Xác định hiệu suất nhiệt của chu trình.

Lời giải
Hiệu suất nhiệt của chu trình Rankin theo (2-15):

1
0
t
q
l
=
, với q
1
= l

16):

33,4
)27313()27347(
27313
TT
T
12
1
c
=
++
+
=

=

Hệ số bơm nhiệt:
= + 1 = 4,33 + 1 = 5,33.
80
Bài tập 2.10 Máy lạnh dùng NH
3
, hút hơi vào máy nén là hơi bão hoà khô ở áp
suất p
1
= 1 bar, áp suất sau khi nén p
2


=


=
Lợng môi chất lạnh:
N = G(i
2
i
1
)
G =
s/kg22,0
17201950
50
ii
N
G
12
=

=

=
Năng suất lạnh:
Q
2
= G(i
1
i

41
c
=


=


=

Hệ số bơm nhiệt:
= + 1 = 3,75 + 1 = 4,75. Bài tập 2.12 Máy lạnh toả nhiệt 1250 kJ cho nguồn nóng, tiêu tốn 250 kJ. Xác
định hệ số làm lạnh.

Lời giải
Theo (2-6) hệ số bơm nhiệt với Q
1
= 1250kJ; L
0
= 250kJ:
5
250
1250
L
Q
0
1

HoÆc:
5
200
1000
L
Q
0
1
===ϕ
. 90
Phần II
Truyền nhiệt

Chơng 3
Dẫn nhiệt và đối lu

3.1 Dẫn nhiệt

3.1.1 Dẫn nhiệt ổn định một chiều không có nguồn nhiệt bên trong
3.1.1.1 Dẫn nhiệt qua vách phẳng


W(n+1)
nhiệt độ bề mặt ngoài của lớp thứ n.
Phân bố nhiệt độ theo chiều dày vách có qui luật đờng thẳng(khi
I
= const).

3.1.1.2 Dẫn nhiệt qua vách trụ

,
d
d
ln
2
1
tt
q
n
1i
i
1i
i
)1n(WƯ1WƯ
l

=
+
+


=


+=
v
fw
q
tt
(3-4)
Nhiệt độ tại tâm của tấm:

2
vv
f0
2
qq
tt

+


+= (3-5)
t
f
nhiệt độ moi trờng xung quanh,

i
- hệ số toả nhiệt, W/m
2
.K;