Giáo trình điều chỉnh cấp lỏng theo độ quá nhiệt hơi hút ra khỏi thiết bị bay hơi p4 potx

- 44 -





õỏy,

- mỏỷt õọỹ cuớa hồi
dm
ds
S
1
=
- lổỷc caớn trón 1 kg troỹng khọỳi cuớa doỡng chỏỳt loớng (hồi)
Chuù yù rũng, õaỷo haỡm toaỡn phỏửn cuớa aùp suỏỳt theo thồỡi gian ồớ bỏỳt kyỡ tióỳt dióỷn
naỡo cuớa doỡng thúng õổồỹc bióứu thở bũng bióứu thổùc:




+



=
d
dx
x
pp

d
dp

Trong chuyóứn õọỹng ọứn õởnh sổỷ thay õọứi aùp suỏỳt cuỷc bọỹ theo thồỡi gian laỡ bũng
khọng, tổùc laỡ
0
p
=


,
Do õoù



=
d
dx
x
p
d
dp

Vỏỷy laỡ


p
x
dp
dx

=

Nhổ thóỳ, phổồng trỗnh (3.10) coù daỷng :

dC.
d
dx
Sdx
dp

=


Nhổng C =
d
dx

Cho nón
dC.CSdx
dp
=

(3-11)
(3.11) goỹi laỡ phổồng trỗnh õọỹng lổồỹng cuớa doỡng chaớy mọỹt chióửu.
Nóỳu lỏỳy tờch phỏn phổồng trỗnh (3.11) trón õoaỷn õổồỡng di chuyóứn hổợu haỷn cuớa
hồi, ta õổồỹc trổồỡng hồỹp rióng cuớa phổồng trỗnh baớo toaỡn nng lổồỹng.


==

1
1
1
1
2
22
1
X
X
P
P
X
X
Po
P
o
o
o
o
SdxvdpSdx
dp
CC

(3-12)
Gia sọỳ õọỹng nng cuớa doỡng bũng hióỷu sọỳ cọng giaợn nồớ cuớa hồi khi chuyóứn
õọỹng (

0
1
P

P
vdp ) vaỡ cọng cuớa lổỷc ma saùt (

1
0
X
X
Sdx
)
Muọỳn tỗm gia sọỳ õọỹng nng cuớa doỡng phaới lỏỳy tờch phỏn vóỳ phaới cuớa phổồng
trỗnh (3.12). Muọỳn vỏỷy phaới bióỳt õởnh luỏỷt thay õọứi traỷng thaùi v = F(p) vaỡ õởnh luỏỷt
thay õọứi cuớa lổỷc ma saùt S = F(x). ỷc bióỷt laỡ õồn giaớn nóỳu baỡi toaùn õổồỹc giaới cho
trổồỡng hồỹp doỡng chaớy õúng entropi, tổùc laỡ doỡng chaớy khọng coù tọứn thỏỳt vaỡ khọng coù
trao õọứi nhióỷt vồùi bón ngoaỡi. Luùc naỡy lổỷc ma saùt S = 0, vaỡ phổồng trỗnh thay õọứi traỷng
thaùi tuỏn theo õởnh luỏỷt õúng entropi :

k
t
k
oo
k
t11
pv
v
pvp == = const

- 45 -

Tổỡ õỏỳy, v = v
o

k
1
o
p
p








vaỡ thay vaỡo ta coù :

==




k
1k
o
1
oo
k
1
p
p
k
1
oo
2
o
2
1

p
p
1vp
1k
k
dpppv
2
CC
o
1

=
















=

=

1k
1
o
oo11oo
v
v
1vp
1k
k
)vpvp(
1k
k
(3.13)

Nóỳu quaù trỗnh giaợn nồớ õúng entropi
cuớa hồi chuyóứn õọỹng õổồỹc bióứu thở trón
õọử thở pv ( Hỗnh.3.3) thỗ trong phổồng
trỗnh (3.12) tờch vdp seợ tổồng õổồng
vồùi dióỷn tờch phỏửn gaỷch soỹc, coỡn sọỳ gia
toaỡn bọỹ cuớa õọỹng nng seợ tổồng õổồng
vồùi dióỷn tờch õổồỹc giồùi haỷn bồới õổồỡng
thúng entropi, caùc õổồỡng thúng õúng aùp
p
o
vaỡ p
1
vaỡ truỷc tung.
Trong trổồỡng hồỹp phaới tờnh õóỳn

lổỷc ma saùt (S 0) thỗ chố coù thóứ lỏỳy tờch
phỏn phổồng trỗnh (3.12) õaợ bióỳt
S = S(x) vaỡ v = F(p).
Chuù yù rũng, nhổợng phổồng trỗnh trón õỏy õaợ õổồỹc chổùng minh cho ọỳng doỡng
vồùi phỏửn tổớ dióỷn tờch f
o
vaỡ f
1
coù thóứ mồớ rọỹng ra cho toaỡn tióỳt dióỷn cuớa raợnh. Nhổng
trong trổồỡng hồỹp õoù, caùc õaỷi lổồỹng c, v, p phaới lỏỳy theo giaù trở trung bỗnh.

4- Phổồng trỗnh baớo toaỡn nng lổồỹng
Ta ổùng duỷng phổồng trỗnh baớo toaỡn nng lổồỹng cho doỡng hồi ọứn õởnh. Giaớ sổớ
doỡng hồi chuyóứn õọỹng qua hóỷ thọỳng bỏỳt kyỡ (Hỗnh.3.4)
Lổu lổồỹng troỹng lổồỹng cuớa doỡng hồi trong mọỹt giỏy laỡ G,kg/s.
Giaớ sổớ trong phaỷm vi cuớa hóỷ thọỳng seợ cung cỏỳp cho hồi mọỹt lổồỹng nhióỷt Q, J/s,
õọửng thồỡi trao õọứi cho mọi trổồỡng bón ngoaỡi cọng suỏỳt P,J/s.
Phổồng trỗnh baớo toaỡn nng lổồỹng phaớn aùnh sổỷ cỏn bũng cuớa tọứng caùc daỷng
nng lổồỹng õổa vaỡo vaỡ ra khoới hóỷ thọỳng.
Kyù hióỷu : - Chố sọỳ 0 - Caùc thọng sọỳ trung bỗnh cuớa hồi ồớ tióỳ
t dióỷn vaỡo hóỷ thọỳng
0-0 ; - Chố sọỳ 1 - Caùc thọng sọỳ trung bỗnh cuớa hồi ồớ tióỳt dióỷn ra khoới hóỷ thọỳng 1-1.

p
p


v

a

b

1
u

u

p

1
dp

v



Hỗnh. 3.3. Cọng baỡnh trổồùng cuớa
doỡng chaớy

- 46 -





Sau thồỡi gian d tọứng caùc daỷng nng lổồỹng õổa vaỡo seợ laỡ

+++ QddxFpGd
2

C
GdU
ooo
2
o
o

õỏy
U
o
- nọỹi nng
cuớa 1 kg troỹng lổồỹng
hồi õổa vaỡo ;

2
2
0
C
- õọỹng
nng cuớa 1 kg troỹng
lổồỹng õổa vaỡo, chuyóứn
õọỹng vồùi tọỳc õọỹ C
o
;
p
o
F
o
dx
o

- cọng
cuớa hồi khi dởch
chuyóứn trón õoaỷn õổồỡng dx
o

Qd - lổồỹng nhióỷt õổa vaỡo hóỷ thọỳng sau thồỡi gian d.
Cuợng bũng caùch nhổ vỏỷy, ta vióỳt tọứng caùc daỷng nng lổồỹng ra khoới hóỷ thọỳng:

PddxFpGd
C
GdU +++
111
2
1
1
2

Trong õoù :
P - cọng cuớa doỡng hồi sinh ra trong mọỹt õồn vở thồỡi gian.
Cỏn bũng hai phổồng trỗnh trón vaỡ chia cho Gd, ta coù :

G
P
Gd
dx
F
p
2
C
U

G
Q
Gd
dx
F
p
2
C
U
111
2
1
1
ooo
2
o
o
+

++=+

++
(3-14)
óứ yù rũng, theo phổồng trỗnh lión tuỷc F.C/v = G vaỡ dx
o
/d = C
o
, dx
1
/d = C

1
;
Kyù hióỷu Q/G = q
o
- lổồỹng nhióỷt cung cỏỳp cho 1 kg hồi, P/G = l - cọng do 1 kg
hồi sinh ra, ta vióỳt phổồng trỗnh (3.15) dổồùi daỷng :

1
2
1
111
2
22
l
C
vpUq
C
vpU
o
o
ooo
++=++ (3-15)
hay laỡ , vỗ U + pv = i - entanpi cuớa hồi, ta coù :

1
2
1
1
2
22

l
C
iq
C
i
o
o
o
++=++

(3-16)
Bióứu thổùc naỡy õổồỹc goỹi laỡ Phổồng trỗnh baớo toaỡn nng lổồỹng cho sổỷ chuyóứn
õọỹng ọứn õởnh cuớa hồi.
Phổồng trỗnh naỡy õuùng cho caớ doỡng hồi coù tọứn thỏỳt (S 0) hay khọng coù tọứn
thỏỳt (S = 0)
Phổồng trỗnh (3.16) coù thóứ vióỳt dổồùi daỷng vi phỏn:
dx
1
dx

a

a
'

a

a
'

b

b
'

b

b
'



G

p
c

u
,
t
,

i



,

,
G

u
,
c
t
,
p
i
1
1
1
1
1
1
Q

P


Hỗnh. 3.4. Doỡng hồi chuyóứn õọỹng trong hóỷ thọỳng bỏỳt kyỡ


- 47 -

di + CdC - dp - dl = 0 (3-17)
Nhỉỵng phỉång trçnh trãn âáy cho ta gii âỉåüc nhiãưu bi toạn thỉûc tãú trong viãûc
tênh toạn cạc rnh, cạc äúng phun håi, v.v

3.2- Nhỉỵng âàûc tênh v cạc thäng säú håi ch úu ca dng trong rnh
Dng chy mäüt chiãưu trong rnh âỉåüc chia ra dng tàng täúc v dng tàng ạp
(gim täúc)
Dng tàng täúc

l dng trong rnh våïi täúc âäü ca mäi cháút tàng lãn theo hỉåïng
dng.
Trong pháưn chuøn håi ca mạy túc bin (túc bin håi v khê, mạy nẹn) dng
tàng täúc l dng chy trong rnh äúng phun v cạnh âäüng túc bin, trong äúng vo ca
chụng v.v dng tàng ạp l dng chy trong rnh hỉåïng v cạ
nh âäüng ca mạy nẹn,
trong cạc äúng thoạt ca túc bin håi, túc bin khê v mạy nẹn, trong cạc bäü pháûn
khúch tạn ca van stop v van âiãưu chènh. Chụ ràòng, trong rnh cạnh âäüng nhỉỵng
táưng âàûc biãût dng chy ca håi hay khê cọ thãø l tàng ạp (gim täúc).
Nhỉỵng phỉång trçnh cå bn ca dng mäüt chiãưu â trçnh by trong mủc 3.1
cho ta tênh toạn dng chy trong cạc rnh túc bin.
Tỉì phỉång trçnh (3.16) tháúy ràòng, våïi dng tàng täúc, vê dủ, trong cạc äúng phun
túc bin, dc theo dng chy, cng våïi sỉû tàng täúc âäü ca mäi cháút, entanpi tàng, båíi
vç täúc âäü gim.
Trong cạc rnh äúng phun, khi entanpi gim, ạp sút dc theo rnh cng gim,
tỉï
c l mäi cháút (håi) gin nåí v ngỉåüc lải, trong cạc rnh tàng ạp, ạp sút tàng lãn
theo hỉåïng dng, tỉïc l mäi cháút bë nẹn.
Gi thiãút ràòng, håi chuøn âäüng trong rnh khäng trao âäøi nhiãût våïi mäi

trỉåìng bãn ngoi.
Tỉì phỉång trçnh (3.16) ta cọ säú gia âäüng nàng khi gin nåí s l :

to
t
ii
CC
1
2
0
2
1
2
−=
−
(3-18)
Âäúi våïi quạ trçnh thỉûc :

t1o
2
0
2
1
ii
2
CC
−=
−
(3-18’)
Trong âọ : [i] = [J/kg] ; [C] = [m/s]

Nhỉ váûy l sỉû thay âäøi âäüng nàng ca dng håi do sỉû thay âäøi entanpi quút
âënh.
Nãúu âäúi våïi “håi l tỉåíng”, cọ thãø viãút cäng thỉïc (3.18a) nhỉ sau :

- 48 -





)vpvp(
1k
k
2
CC
t11oo
2
0
2
t1


=

(3-19)
ọỳi vồùi doỡng thổỷc
)(
12
11
2

0
2
1
vpvp
k
k
CC
oo


=

(3-19)
Nhổ vỏỷy, khi khọng coù trao õọứi nhióỷt vồùi mọi trổồỡng bón ngoaỡi (doỡng chaớy
õoaỷn nhióỷt) sọỳ gia õọỹng nng chố do traỷng thaùi õỏửu vaỡ cuọỳi cuớa hồi xaùc õởnh vaỡ khọng
phuỷ thuọỹc vaỡo õởnh luỏỷt thay õọứi caùc tọứn thỏỳt (trong quaù trỗnh giaợn nồớ).
Ta seợ xeùt nhổợng trổồỡng hồỹp ổùng duỷng
khaùc nhau cuớa caùc phổồng trỗnh õaợ tỗm õổồỹc
õóứ tờnh toaùn ọỳng phun theo sồ õọử trón hỗnh
Hỗnh.3.5.
Giaới phổồng trỗnh (3.18b) ta tỗm
õổồỹc.
2
o1o1
C)ii(2C +=
m/s (3-20)
Trong õoù i tờnh theo õồn vở J/kg ;
C - tờnh theo õồn vở m/s
Nóỳu i tờnh theo õồn vở kJ/kg thỗ:
2

o1o
3
1
C)ii(10.2C += m/s (3-20)
Entanpi i
o
cuớa hồi õổa vaỡo tỗm õổồỹc
ngay trón õọử thở i-s (Hỗnh 3.6). Nóỳu entanpi i
1
ồớ cuọỳi quaù trỗnh giaợn nồớ cuợng õaợ cho,
thỗ cọng thổùc (3-20a) cho ta tỗm õổồỹc tọỳc
õọỹ chuyóứn õọỹng cuớa hồi. Giaớ sổớ chuyóứn
õọỹng khọng coù tọứn thỏỳt vaỡ khọng coù trao
õọứi nhióỷt vồùi mọi trổồỡng bón ngoaỡi, quaù
trỗnh giaợn nồớ cuớa hồi trong ọỳng phun laỡ
õúng entrọpi. Bióỳt õổồỹc aùp suỏỳt p
1
cuớa hồi
khi ra khoới ọỳng phun, veợ õổồỡng thúng
entrọpi a-a trón õọ thở i-s (Hỗnh 3.6), ta tỗm
i
1t
, vaỡ tờnh õổồỹc tọỳc õọỹ C
1t
, (3.20).
Nóỳu cỏửn tờnh tióỳt dióỷn ra cuớa ọỳng
phun thỗ theo traỷng thaùi hồi ồớ õióứm a, tỗm
õổồỹc thóứ tờch rióng v
1t
ồớ cuọỳi quaù trỗnh giaợn

nồớ, aùp duỷng phổồng trỗnh lión tuỷc, ta coù :
p

1
1
p

1
p

p


C


p


C

C

1
C


C

Hỗnh 3.5. ọử thở thay õọứi aùp suỏỳt vaỡ
tọỳc õọỹ doỹc theo tỏm ọỳng phun
a

p


p

h

x
i

i


1
1
t
i

1
t
v


t

p

1
s

h

x
i


Hỗnh.3.6. Quaù trỗnh giaớn nồớ cuớa hồi
trón õọử thi i-s