41
Bài tập 1.50 Xác định tỷ số áp suất tới hạn của dòng khí có số mũ đoạn nhiệt k =
1,4.

Lời giải
T ỷ số áp suất tới hạn đợc xác định theo (1-90):

14,1
4,1
1k
k
k
14,1
2
1k
2








+
=





và O
2
có thành phần thể tích r
O2
= 21%,
r
N2
= 79%. Xác định kilomol à của hỗn hợp, hằng số chất khí của hỗn hợp và phân
áp suất của khí N
2
và O
2
tròng hỗn hợp khi áp suất của hỗn hợp là p = 10 bar.

Trả lời à = 28,84 kg; R = 288 J/kg.
0
K;
p
O2
= 2,1 bar; p
N2
= 7,9 bar; Bài tập 1.53 Trong một bình có vách ngăn, ngăn bên trái chứa 1 kg khí O
2
ở nhiệt
độ 27
0
C, ngăn bên phải chứa 1 kg khí N

Bài tập 1.55 Một bình kín có chứa 10 kg khí O
2
ở nhiệt độ 27
0
C. Ngời ta nạp
vào bình mọt dòng khí cũng là O
2
ở nhiệt độ 37
0
C. Hãy xác định nhiệt độ của hỗn
hợp.

Trả lời t = 49
0
C.

Bài tập 1.56 Khí hai nguyên tử có hằng số chất khí R = 294,3 J/kg.
0
K ở áp suất p
1

= 63,7 bar, nhiệt độ T
1
= 300
0
K lu động qua ống tăng tốc nhỏ dần phun vào môi
trờng có áp suất p
2
= 35,4 bar. Xác định tốc độ tại của ra của ống, lu lợng của
dòng khí nếu đờng kính của tiết diện ra d

Trả lời a)
2
= 310 m/s; b)
2
=
k
= 510 m/s;

Bài tập 1.58 Không khí lu động qua ống tăng tốc hỗn hợp có áp suất p
1
= 8at,
nhiệt độ t
1
= 127
0
C vào môi trờng có áp suất p
2
= 1 at. Xác định tốc độ tại của ra
của ống và đờng kính của tiết diện ra nếu biết lu lợng của không khí nếu là
2kg/s.

Trả lời
2
= 600 m/s; d
2
= 63 mm;

Bài tập 1.59 Hơi nớc quá nhiệt ở áp suất p
1
= 20 bar, nhiệt độ t

= 8 at theo quá trình đa biến với n = 1,2.
Xác định công suât của máy nén, lợng nhiệt toả ra trong quá trình nén.

Lời giải
Công suât (hay công) của máy nén đợc xác định theo (1-96):

)1(GRT
1n
n
N
1n
n
1


=
)1(Vp
1n
n
N
1n
n
11


=


3600
100
.10.98,0.
12,1
2,1
N
3
2,1
12,1
5
mn
=

=


Nhiệt toả ra trong quá trình nén đợc tính theo (1-97):

)1(TC.GQ
1n
n
1nn
=


Khối lợng G (kg/s) đợc xác định từ phơng trình trạng tháI:

0316,0
3600).27327.(287
100.10.98,0.1

0
K
C
n
= -0,72 kJ/kg.
0
K,
ở đây
à
=
àv
v
C
C
; C
à
v
= 20,9 kJ/kg.
0
K, tra ở bảng 1 phụ lục, à = 29 kg.
Vậy nhiệt lợng toả ra trong quá trình nén:
kW82,2W10.82,2)18(10.72,0.0316,0Q
3
2,1
2,0
3
n
=== .

Bài tập 1.61 Không khí ẩm ở áp suất p

0
C, tra đợc áp suất p
max
=
0,03166 bar. Vậy phân áp suất của hơi nớc:
P
h
= 0,6.0,03166 = 0,018996 bar = 0,19 bả
Từ bảng nớc và hơi nớc bão hoà với p
h
= 0,019 bar tra đợc nhiệt độ đọng
sơng t
s
= 17
0
C.
Độ chứa hơi d theo (1-104):
12
019,01
019,0
622
pp
p
622d
h
h
=

=


Tra bảng nớc và hơi nớc bão hoà theo:
t = 20
0
C, tra đợc áp suất p
max
= 0,0234 bar
t = 10
0
C, tra đợc áp suất p
h
= 0,0123 bar
Vậy:

53,0
0234,0
0123,0
==
Theo (1-104) ta có:
00775,0
0123,01
0123,0
622
pp
p
622d
h
h
=

=

TR
V.p
G
5
k
k
k
=
+

==
kg không khí khô
G = 0,09 + 11,75 = 11,84 kg.
Khối lợng riêng của không khí ẩm :

184,1
10
84,11
V
G
===
kg/m
3
1,2 kg/ m
3Bài tập 1.63 Không khí ẩm có độ ẩm = 0,6, áp suất hơi nớc bão hoà p
bh
= 0,06


=
g/kg 45
Bài tập 1.64 Không khí ẩm có phân áp suất của hơI nớc 30 mmHg, áp suất khí
quyển p
0
= 750 mmHg. Xác định độ chứa hơi d.

Lời giải
Theo (1-104) độ chứa hơi d:
h0
h
pp
p
622d

=
9,25
30750
30
622d =

= g/kg

Bài tập 1.61 Không khí ẩm ở trạng thái đầu có nhiệt độ t
1
= 20

3
= 24 g/kg, độ ẩm tơng đối sau khi sấy
3
= 66%.
Lợng nhiệt cần để bốc hơi 1 kg nớc trong vật sấy htoe (1-108):
817
006,0024,0
3,823
dd
II
Q
13
12
=


=


=
kcal/kg
Q = 817.4,18 = 3415 kJ/kg
Lợng không khí cần để bốc hơi 1 kg nớc trong vật sấy theo (1-107):

9,55
006,0024,0
006,01
dd
d1
G

pp
p
622d
h
h
=

=

= g/kg khô = 0,012kg/kg khô
= 25 + 0,012(2500 + 1,93.25) = 55,6 kJ/kg khô.
khối lợng riêng của không khí ẩm

72
Chơng 2. chu trình nhiệt động và máy lạnh

2.1. chu trình động cơ nhiệt

2.1.1. Công của chu trình, hiệu suất nhiệt, hệ số làm lạnh và bơm nhiệt

Công của chu trình nhiệt đợc tính bằng tổng công thay đổi thể tich hoặc
công kỹ thuật của các quá trình trong chu trình.


==
kti0
lll (2-1)

0
q
qq
q
l

==
(2-4)
Hệ số làm lạnh để đánh giá mức độ hoàn thiện của chu trình máy lạnh:

21
2
0
2
qq
q
l
q

== (2-5)

Hệ số bơm nhiệt để đánh giá mức độ hoàn thiện của chu trình bơm nhiệt
(bơm nhiệt là máy làm việc theo nguyên lý máy lạnh, nhng ở đay sử dụng nhiệt
q
1
ở nhiệt độ cao cho các quá trình nh sấy, sởi . . . ):

1
l
q

c
TT
T

=
(2-8) 2.2 Chu trình động cơ đốt trong

2.2.1. Chu trình cấp nhiệt đẳng tích

Nhiên liệu ở đây là xăng hoặc khí cháy xẩy ra rất nhanh nên coi là quá
trình cháy đẳng tích v = const. Hiệu suất chu trình bằng:

1k
ct
1
1


= (2-9)
Trong đó:
- tỷ số nén:

2
1
v
v
=


Nhiên liẹu là dầu mazut, . đợc phun vào xi lanh nhờ bơm cao áp và vòi
phun dới dạng những hạt rất nhỏ nh sơng mù, quá trình cháy xẩy ra nhanh
hơn và coi là cháy hỗn hợp (phần đầu cháy đẳng tích, phần sau cháy đẳng áp).
Đây là động cơ diezen hiện đại. Hiệu suất chu trình cấp nhiệt bằng:

()()
[]
1k1
1
1
1k
k
ct
+

=

(2-11)
- Tỉ số tăng áp trong quá trình cấp nhiệt:

2
3
p
p
=

2.2.4. So sánh hiệu suất nhiệt của chu trình động cơ đốt trong

74

2.3 Chu trình tuốc bin khí

Chu trình tuốc bin khí cấp nhiệt đẳng áp
Chu trình cấp nhiệt đẳng áp đợc dùng nhiều trong thực tế vì có cấu tạo
buồng đốt đơn giản, có ít avn nên tổn thất qua van cũng nhỏ. Hiệu suất chu trình
cấp nhiệt bằng:
2
1
ct
T
T
1=
k
1k
1
1


=
(2-12)
trong đó:

1
2
p
p
=
- Tỷ số tăng áp trong quá trình nén:
T
1


=
(2-13)
là tỷ số tăng áp trong ống tăng áp và trong máy nén,
k số mũ đoạn nhiệt.

2.4.2. Chu trình động cơ tên lửa

ở các dạng chu trình trên, oxy cần cho chu trình lấy từ khí quyển, ở đay
oxy dới dạng chất lỏng đợc chứa ngay trong tên lửa. Hiệu suất nhiệt của chu
trình bằng:
=
ct

)TT(C2q2q
l
23p
2
4
1
2
4
1


=

=
(2-14)
trong đó: