Bài giảng Nhiệt động lực học và truyền nhiệt - Chapter 1: Một số khái niệm cơ bản - Nguyễn Văn Hạp
TS Nguyễn Văn Hạp – BM CN Nhiệt Lanh – ĐH Bách Khoa Tp.HCM
NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC VÀ TRUYỀN NHIỆT
(Thermodynamics and Heat Transfer )
Số tiết
Tổng: 60 LT: 30
TH: 15
TN: 15
BTL/TL:
x
Tỉ lệ đánh giá
BT: 15% TN: 15% KT: 20% BTL/TL:10% Thi: 40%
Hình thức đánh giá - Bài tập: kiểm tra trắc nghiệm 30 phút, phần Nhiệt động
- Thí nghiệm: đánh giá qua 4 bài thí nghiệm và kiểm tra
- Kiểm tra: Thi giữa kỳ trắc nghiệm – 45 phút
- Bài tập lớn: trắc nghiệm 30 phút phần Truyền nhiệt
- Thi: Thi cuối kỳ trắc nghiệm – 90 phút
Note: Bài giảng này có sử dụng một số hình ảnh minh hoạ sưu tầm trên internet và thuật ngữ tiếng Anh
1/39
TS Nguyễn Văn Hạp – BM CN Nhiệt Lanh – ĐH Bách Khoa Tp.HCM
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Hoàng Đình Tín, Lê Chí Hiệp –
Nhiệt động lực học kỹ thuật – NXB
ĐHQG Tp.HCM
2. Hoàng Đình Tín, Đỗ Hữu Hoàng,
Hoàng Thị Nam Hương– Bài tập
nhiệt động lực học kỹ thuật và
truyền nhiệt – NXB ĐHQG
Tp.HCM
2/39
TS Nguyễn Văn Hạp – BM CN Nhiệt Lanh – ĐH Bách Khoa Tp.HCM
TÀI LIỆU THAM KHẢO
3. Hoàng Đình Tín – Truyền nhiệt và
tính toán thiết bị trao đổi nhiệt –
NXB KH&KT
4. Nguyễn Minh Phú - Tính toán nhiệt
động lực học và truyền nhiệt dùng
phần mềm EES – NXB ĐHQG
Tp.HCM
3/39
TS Nguyễn Văn Hạp – BM CN Nhiệt Lanh – ĐH Bách Khoa Tp.HCM
TÀI LIỆU THAM KHẢO
5. Yunus A. Cengel, Michael A. Boles
– Thermodynamics: An
engineering approach – McGraw
Hill
6. Yunus A. Cengel – Heat transfer:
A practical approach – McGraw
Hill
4/39
TS Nguyễn Văn Hạp – BM CN Nhiệt Lanh – ĐH Bách Khoa Tp.HCM
NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC VÀ TRUYỀN NHIỆT
Tuần 1, 2 Chương 1: Một số khꢀi niꢁm cơ bản
Tuần 3, 4 Chương 2: Đꢂnh luật một và hai của nhiꢁt động lực học kỹ
thuật
Tuần 5
Chương 3: Các quá trình cơ bản của khí lý tưởng
Thi trắc nghiꢁm nhiꢁt động
(15% tổng điểm)
Tuần 6
Chương 4: Chꢃt thuần khiết (6 tiết)
Tuần 7, 8 Chương 5: Chu trình thiết bꢂ động lực hơi nưꢄc
Thi giữa kỳ
Chương 6: Chu trình mꢀy lạnh và bơm nhiꢁt
Tuần 9, 10 Chương 7: Không khꢅ ꢆm
PHẦN II: TRUYỀN NHIỆT
Tuần 11 Chương 8: Những khꢀi niꢁm cơ bản
Tuần 12 Chương 9: Dẫn nhiꢁt
Tuần 13 Chương 10: Trao đổi nhiꢁt đối lưu
Tuần 14 Chương 11: Trao đổi nhiꢁt bằng bức xạ
Tuần 15 Chương 12: Thiết bꢂ trao đổi nhiꢁt
Thi cuối kỳ
5/39
TS Nguyễn Văn Hạp – BM CN Nhiệt Lanh – ĐH Bách Khoa Tp.HCM
NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC VÀ TRUYỀN NHIỆT
Mục tiêu môn học:
Nắm vững nguyên lý cơ bản về nhiệt động (Nhiệt và
công) và truyền nhiệt
ứng dụng nhiệt trong thực tế như: nhà máy nhiệt
điện, hệ thống lạnh và điều hoà không khí, thiết bị sấy,
thiết bị trao đổi nhiệt,
6/39
TS Nguyễn Văn Hạp – BM CN Nhiệt Lanh – ĐH Bách Khoa Tp.HCM
Chương 1: Một số khꢀi niꢁm cơ bản
1.1 Cꢀc vꢃn đꢇ chung
1.2 Một số khꢀi niꢁm và đꢂnh nghꢈa
1.3 Thông số trạng thꢀi của môi chꢃt
7/39
TS Nguyễn Văn Hạp – BM CN Nhiệt Lanh – ĐH Bách Khoa Tp.HCM
Chương 1: Một số khꢀi niꢁm cơ bản
1.1 Cꢀc vꢃn đꢇ chung
Ngành học nghiên cứu sự biến đổi qua lại giữa nhiꢁt và công để có hiꢁu quả nhꢃt.
Q W hiꢁu quả nhꢃt
8/39
Schematic diagram of a steam power plant.
TS Nguyễn Văn Hạp – BM CN Nhiệt Lanh – ĐH Bách Khoa Tp.HCM
Chương 1: Một số khꢀi niꢁm cơ bản
1.1 Cꢀc vꢃn đꢇ chung
Ngành học nghiên cứu sự biến đổi qua lại giữa nhiꢁt và công để có hiꢁu quả nhꢃt.
Q W hiꢁu quả nhꢃt
9/39
Schematic diagram of a shipboard nuclear propulsion system
TS Nguyễn Văn Hạp – BM CN Nhiệt Lanh – ĐH Bách Khoa Tp.HCM
Chương 1: Một số khꢀi niꢁm cơ bản
1.2 Một số khꢀi niꢁm và đꢂnh nghꢈa
1.2.1 Hꢁ thống nhiꢁt động (Thermodynamic system):
là khoảng không gian trong đó có chứa 1 lượng chất môi giới đang được khảo sát.
Khoảng không gian không nằm trong hệ thống nhiệt động và không thuộc phạm vi
khảo sát gọi là môi trường (Surroundings).
Mặt ranh giới là mặt ngăn cách giữa chất môi giới và môi trường.
10/39
TS Nguyễn Văn Hạp – BM CN Nhiệt Lanh – ĐH Bách Khoa Tp.HCM
Chương 1: Một số khꢀi niꢁm cơ bản
1.2 Một số khꢀi niꢁm và đꢂnh nghꢈa
1.2.1 Hꢁ thống nhiꢁt động (Thermodynamic system):
Có 4 loại hꢁ nhiꢁt động:
1) Hꢁ kꢅn (closed system)
2) Hꢁ hở (open system)
3) Hꢁ đoạn nhiꢁt (adiabatic system)
4) Hꢁ cô lập (isolated system)
11/39
TS Nguyễn Văn Hạp – BM CN Nhiệt Lanh – ĐH Bách Khoa Tp.HCM
Chương 1: Một số khꢀi niꢁm cơ bản
1.2 Một số khꢀi niꢁm và đꢂnh nghꢈa
1.2.1 Hꢁ thống nhiꢁt động (Thermodynamic system):
(1) Hꢁ kꢅn (closed system)
chất môi giới không đi xuyên qua bề mặt ranh giới
Lượng chất môi giới duy trì không đổi
Hệ thống lạnh
12/39
TS Nguyễn Văn Hạp – BM CN Nhiệt Lanh – ĐH Bách Khoa Tp.HCM
Chương 1: Một số khꢀi niꢁm cơ bản
1.2 Một số khꢀi niꢁm và đꢂnh nghꢈa
1.2.1 Hꢁ thống nhiꢁt động (Thermodynamic system):
(2) Hꢁ hở (open system)
chất môi giới có thể đi qua (vào, ra) bề mặt ranh giới
13/39
TS Nguyễn Văn Hạp – BM CN Nhiệt Lanh – ĐH Bách Khoa Tp.HCM
Chương 1: Một số khꢀi niꢁm cơ bản
1.2 Một số khꢀi niꢁm và đꢂnh nghꢈa
1.2.1 Hꢁ thống nhiꢁt động (Thermodynamic system):
(3) Hꢁ đoạn nhiꢁt (adiabatic system)
Chất môi giới và môi trường không có sự trao đổi nhiệt với nhau, trong quá tình
hoạt động chất môi giới không nhận nhiệt cũng như nhả nhiệt ra môi trường.
(4) Hꢁ cô lập (isolated system)
Hệ không có trao đổi bất kỳ dạng năng lượng nào với môi trường (trong nhiệt động
học: không có sự trao đổi nhiệt và công).
14/39
TS Nguyễn Văn Hạp – BM CN Nhiệt Lanh – ĐH Bách Khoa Tp.HCM
Chương 1: Một số khꢀi niꢁm cơ bản
1.2 Một số khꢀi niꢁm và đꢂnh nghꢈa
1.2.2 Nguồn nhiꢁt và mꢀy nhiꢁt:
A heat source is something that makes it’s own heat!
Động cơ nhiệt (Heat engine)
Máy nhiệt
Máy lạnh (Refrigeration system)
Bơm nhiệt (Heat pump)
Thuận chiều: biểu diễn các quá trình trên đồ thị theo chiều kim đồng hồ
15/39
TS Nguyễn Văn Hạp – BM CN Nhiệt Lanh – ĐH Bách Khoa Tp.HCM
Chương 1: Một số khꢀi niꢁm cơ bản
1.2 Một số khꢀi niꢁm và đꢂnh nghꢈa
1.2.2 Nguồn nhiꢁt và mꢀy nhiꢁt:
a) Động cơ nhiệt: biến đổi nhiệt năng → cơ năng
Đây là máy nhiệt dùng để sinh công, chất môi giới sẽ vận chuyển nhiệt lượng
theo chiều thuận từ nguồn nóng đến nguồn lạnh và giãn nở sinh công.
VD: Động cơ đốt trong, động cơ phản lực, thiết bị động lực hơi nước, turbine…
Q1: nhiệt lượng mà chất môi giới nhận vào
Q2: nhiệt lượng mà chất môi giới nhả ra cho
nguồn lạnh
W: công sinh ra
Theo nguyên tắc bảo toàn năng lượng ta có:
Q1 = Q2+ W
16/39
TS Nguyễn Văn Hạp – BM CN Nhiệt Lanh – ĐH Bách Khoa Tp.HCM
Chương 1: Một số khꢀi niꢁm cơ bản
1.2 Một số khꢀi niꢁm và đꢂnh nghꢈa
1.2.2 Nguồn nhiꢁt và mꢀy nhiꢁt:
a) Động cơ nhiệt
Để đánh giá mức độ hoàn hảo của động cơ nhiệt, tức
mức độ biến đổi từ nhiệt lượng ra công, người ta sử dụng
khái niệm hiệu suất nhiệt :
q2
q1
Q1 Q2
Q2
Q1
W
Q1
η
1
η 1
Q1
Qui ước:
+ Nhiệt lượng:
Vật nhận nhiệt → Q(+)
Vật thải nhiệt → Q(-)
+ Công:
Vật sinh công→ W(+)
Vật nhận công → W(-)
17/39
TS Nguyễn Văn Hạp – BM CN Nhiệt Lanh – ĐH Bách Khoa Tp.HCM
Chương 1: Một số khꢀi niꢁm cơ bản
1.2 Một số khꢀi niꢁm và đꢂnh nghꢈa
1.2.2 Nguồn nhiꢁt và mꢀy nhiꢁt:
a) Động cơ nhiệt
18/39
TS Nguyễn Văn Hạp – BM CN Nhiệt Lanh – ĐH Bách Khoa Tp.HCM
Chương 1: Một số khꢀi niꢁm cơ bản
1.2 Một số khꢀi niꢁm và đꢂnh nghꢈa
1.2.2 Nguồn nhiꢁt và mꢀy nhiꢁt:
b) Máy nhiệt ngược chiều (máy lạnh, bơm nhiệt): cơ năng → nhiệt năng
nhận công từ bên bên ngoài để vận chuyển nhiệt lượng theo chiều ngược từ
nguồn lạnh đến nguồn nóng.
Máy lạnh
Bơm nhiệt
19/39
TS Nguyễn Văn Hạp – BM CN Nhiệt Lanh – ĐH Bách Khoa Tp.HCM
Chương 1: Một số khꢀi niꢁm cơ bản
1.2 Một số khꢀi niꢁm và đꢂnh nghꢈa
1.2.2 Nguồn nhiꢁt và mꢀy nhiꢁt:
b) Máy nhiệt ngược chiều
Nguoàn noùng
Theo nguyên tắc bảo toàn năng lượng ta có:
Q1
Q1 Q2 W
W
Bôm nhieät,
Maùy laøm laïnh
Máy lạnh
* Hệ số làm lạnh :
Q2
Dùng để đꢀnh giꢀ hiꢁu quả cꢀc mꢀy làm lạnh
q2
Q2
W
Q2
Nguoàn laïnh
ε
ε
Q1 Q2
q1 q2
Bơm nhiệt
Dùng để đꢀnh giꢀ hiꢁu quả bơm nhiꢁt
* Hệ số làm nóng :
Q1
Q1
q1
1
W
Q1 Q2
q1 q2
20/39
Tải về để xem bản đầy đủ
39 trang
38520
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Nhiệt động lực học và truyền nhiệt - Chapter 1: Một số khái niệm cơ bản - Nguyễn Văn Hạp", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_nhiet_dong_luc_hoc_va_truyen_nhiet_chuong_1_mot_so.pdf
