Giáo trình hướng dẫn những khái niệm cơ bản về đo lường định lượng trong vật lý phần 4 pptx

TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN II


104
2.2- Bäü âiãưu chènh ạp sút thỉûc hiãûn qui lût âiãưu chènh I.
Nhiãûm vủ giỉỵ P
2
= const
1- Mng ân häưi
2- Thanh dáùn
3- Van tiãút lỉu
4- Tay ân
5- Âäúi trng
* P
2
tàng => P tàng
-> âọng van => P
2
gim v ngỉåüc lải
* Trảng thại cán bàòng P = q
m P = P
2
. f
q =
a
bG.

=> P
2
=
f

G
a
b
.

Váûy âäúi våïi bäü âiãưu chènh cho trỉåïc thç P
2
= const
Khi thay âäøi âäü måí van 3 => ta thay âäøi täúc âäü
chuøn dëch ca van âiãưu chènh. Váûy âãø thay âäøi
trë säú K
I
ta thay âäøi âäü måí van 3


P1
P2
P
q
1
3
2
4
a
o
b
5
P2
D(h)
.

Tặ ĩNG HOẽA QUAẽ TRầNH NHIT - PHệN III


141

CHặNG 2. MĩT S H THNG IệU CHẩNH THIT Bậ PHU TRONG
PHN XặNG TUC BIN
















1.1: Hóỷ thọỳng tổỷ õọỹng bỗnh khổớ khờ:
Phaới giổợ mọi chỏỳt trong bỗnh ồớ traỷng thaùi baớo hoỡa => ta phaới giổợ caùc thọng sọỳ :
Nhióỷt õọỹ baớo hoỡa: t
bh
( Pbh) vaỡ mổùc nổồùc H
Maỡ quaùn tờnh cuớa nhióỷt õọỹ lồùn hồn quaùn tờnh cuớa aùp suỏỳt. Nón Ta thổồỡng lỏỳy
tờn hióỷu laỡ

Pbh
(mỷt khaùc vỗ Pbh phỏn bọỳ õióửu hồn)



















T
BC
mổùc nổồùc
T
Nổồùc ngổng
Hồi
Nổồc họứn
hồỹp bọứ sung
BC

aùp suỏỳt P
Hóỷ thọỳng õióửu chốnh mổùc nổồùc H trong bỗnh khổớ khờ


.
Tặ ĩNG HOẽA QUAẽ TRầNH NHIT - PHệN III


142

2.2: Hóỷ thọỳng õióửu chốnh tổỷ õọỹng bọỹ giaớm ọn giaớm aùp

















2.3: Hóỷ thọỳng õióửu chốnh tổỷ õọỹng bỗnh gia nhióỷt
Thọng sọỳ õióửu chốnh laỡ mổùc nổồùc trong bỗnh gia nhióỷt

óứ õo mổùc nổồùc phaới duỡng phổồng phaùp khaùc
Bĩ
GIAM N GIAM AẽP
BC
nhióỷt õọỹ
BC
aùp suỏỳt
Hồi nổồùc
Nổồùc laỷnh

T
T
P,t
óỳn họỹ
tióu duỡng
T
BC
mổùc nổồùc
Sang bỗnh khaùc
BGN
.
Tặ ĩNG HOẽA QUAẽ TRầNH NHIT - PHệN III


143

BGN
Bồm nổồùc
P
P = const
.
- 17 -





CHặNG 2
CHU TRầNH NHIT VAè HIU SUT TUYT
I CUA THIT Bậ TUC BIN HI NặẽC.

2.1- Chu trỗnh nhióỷt:
Sồ õọử nguyón lyù cuớa thióỳt bở tuọỳc bin hồi nổồùc (Hỗnh 2.1)
Mọi chỏỳt laỡm vióỷc laỡ hồi nổồùc. Sổỷ thay õọứi traỷng thaùi hồi trong chu trỗnh Renkin lyù
tổồớng õổồỹc bióứu thở trón (Hỗnh
2.2). Bồm nổồùc cỏỳp 1 nỏng aùp
suỏỳt cuớa nổồùc tồùi aùp suỏỳt P
a
vaỡ
dỏựn vaỡo loỡ hồi 2.
Cọng tióu hao cho 1 kg
nổồùc cỏỳp laỡ L
B
. Quaù trỗnh neùn

õúng entrọpi trong bồm õổồỹc bióứu
thở trón õọử thở T-s bũng õổồỡng aa.
Trong loỡ hồi nổồùc õổồỹc
õun lón dổồùi aùp suỏỳt khọng õọứi
õóỳn nhióỷt õọỹ sọi (õổồỡng ab) vaỡ
bọỳc hồi (õổồỡng bc). Sau õoù hồi õi
vaỡo bọỹ quaù nhióỷt 3, ồớ õoù nhióỷt õọỹ
tng lón õóỳn T
o
. Quaù trỗnh cung
cỏỳp nhióỷt trong bọỹ quaù nhióỷt dióựn
ra dổồùi aùp suỏỳt khọng õọứi P
o
, cho
nón lổồỹng nhióỷt

cỏỳp vaỡo q
1
truyóửn
cho nổồùc vaỡ hồi hoaỡn toaỡn õổồỹc
tióu phờ cho vióỷc nỏng entanpi cuớa
hồi vaỡ õọỳi vồùi 1 kg hồi seợ laỡ :
q
1
= i
o
-

i
a

Trong õoù :
i
o
- Entanpi cuớa hồi
khi ra khoới bọỹ quaù nhióỷt, kJ/kg
i
a
- Entanpi cuớa
nổồùc cỏỳp vaỡo loỡ hồi kJ/kg
Nhióỷt truyóửn cho hồi trong
loỡ hồi vaỡ trong bọỹ quaù nhióỷt õổồỹc
bióứu thở bũng dióỷn tờch 1abcd21.

L
3
4
5
6
2
1
q
q
2
L

1
p
, , ,
ti

p
, ,
i
p
, ,
p
i
a, a,
i'
Hỗnh.2.1. Sồ õọử nguyón lyù cuớa thióỳt bở nhióỷt nng
1 - Bồm nổồùc cỏỳp 2 - Loỡ hồi
3 - Bọỹ quaỳ nhióỷt 4 - Tuọỳc bin
5 - Bỗnh ngổng 6 - Maùy phaùt õióỷn

T
s
1
2
a
a'
b
c
d
e
T

T

Hỗnh.2.2. Chu trỗnh Renkin trón õọử thở T-s

- 18 -





Khi ra khoới bọỹ quaù nhióỷt vồùi entanpi i
o
hồi õổồỹc dỏựn vaỡo tuọỳc bin 4, giaợn nồớ vaỡ
sinh cọng L
T
. ọỳi vồùi tuọỳc bin laỡm vióỷc khọng coù tọứn thỏỳt vaỡ khọng coù trao õọứi nhióỷt
vồùi mọi trổồỡng bón ngoaỡi, quaù trỗnh giaợn nồớ hồi laỡ quaù trỗnh õoaỷn nhióỷt (õổồỡng de).
Hồi thoaùt khoới tuọỳc bin seợ õi vaỡo bỗnh ngổng 5. õỏy vồùi aùp suỏỳt p
k
khọng
õọứi seợ dióựn ra quaù trỗnh hồi nhaớ nhióỷt cho nổồùc laỡm maùt tuỏửn hoaỡn, hồi õổồỹc ngổng tuỷ
laỷi thaỡnh nổồùc coù entanpi i
k
(quaù trỗnh ea) vaỡ õổồỹc bồm 1 bồm vaỡo loỡ hồi. Nhổ vỏỷy
chu trỗnh cuớa hồi nổồùc trong nhaỡ maùy nhióỷt õióỷn laỡ mọỹt chu trỗnh kheùp kờn.
Nhióỷt lổồỹng nhaớ ra tổỡ 1 kg hồi khi aùp suỏỳt trong bỗnh ngổng giổợ khọng õọứi
õổồỹc xaùc õởnh bồới hióỷu sọỳ cuớa entanpi.
q
2
= i
k
- i
kt

Trong õoù :
i
kt
- Entanpi cuớa hồi thoaùt tổỡ tuọỳc bin sau khi giaợn nồớ õúng entrọpi
i
k
- Entanpi cuớa nổồùc ngổng
Cọng coù ờch lyù thuyóỳt cuớa 1 kg hồi bũng :

l = q
1
- q
2
= (i
o
- i
a
) - (i
kt
- i
k
)
= (i
o
- i
kt
) - (i
a
- i

k
) = l
T
- l
B
(2-1)
Trong õoù :
l
T
= i
o
- i
kt
- Cọng cuớa 1 kg hồi trong tuọỳc bin lyù tổồớng, vaỡ õổồỹc goỹi laỡ cọng lyù
thuyóỳt.
l
B
= i
a
- i
k
- Cọng tióu hao õóứ bồm 1 kg nổồùc vaỡo loỡ hồi.
Dióỷn tờch coù gaỷch cheùo trón õọử thở T-s tổồng õổồng vồùi cọng l (H 2.2)

2.2- Hióỷu suỏỳt tuọỳc bin:
Hióỷu suỏỳt tuyóỷt õọỳi
Tyớ sọỳ cuớa cọng tuọỳc bin lyù tổồớng trón lổồỹng nhióỷt cỏỳp vaỡo goỹi laỡ hióỷu suỏỳt
tuyóỷt õọỳi hay laỡ hióỷu suỏỳt nhióỷt, tổùc laỡ :

t

=
1
q
l
=
ao
kakto
ii
)'ii()ii(


(2-2)
Nóỳu thóm vaỡ bồùt õi õaỷi lổồỹng i
k
ồớ mỏựu sọỳ, ta coù :

t
=
)'ii()'ii(
)ii()ii(
kako
kakto



Nóỳu boớ qua cọng duỡng õóứ keùo bồm thỗ hióỷu suỏỳt tuyóỷt õọỳi cuớa chu trỗnh lyù
tổồớng seợ laỡ :

t
=

ii
ii
okt
ok


'
(2-3)
- 19 -





Trong õoù : h
o
= i
o
- i
kt
- Nhióỷt giaùng lyù thuyóỳt cuớa tuọỳc bin õổồỹc xaùc õởnh dóự
daỡng trón õọử thở i-s (Hỗnh 2.3)

Khi quaù trỗnh giaợn nồớ hồi kóỳt thuùc ồớ vuỡng hồi ỏứm thỗ nhióỷt giaùng lyù thuyóỳt
cuợng coù thóứ tờnh theo cọng thổùc :
h
o
= i
o
- i

k
- T
k
(s
o
- s
k
)
Caùc kyù hióỷu xem hỗnh (H.2.4).

Vaỡ
t
= 1 -
Ts s
ii
ko k
ok
()
'
'


(2-4)

Nóỳu quaù trỗnh giaợn nồớ kóỳt thuùc ồớ vuỡng hồi quaù nhióỷt thỗ coù thóứ tờnh h
o
theo
phổồng trỗnh cuớa khờ lyù tổồớng :
h
o

=
k
k
pv
p
p
oo
k
o
k
k

1
1
1
(2-5)
ọỳi vồùi hồi quaù nhióỷt k = 1,3
p
o
v
o
- Tờch cuớa caùc thọng sọỳ hồi ban õỏửu, õổồỹc xaùc õởnh theo baớng hồi nổồùc
p
k
- Aẽp suỏỳt cuọỳi cuớa quaù trỗnh giaợn nồớ õoaỷn nhióỷt.

T
a
a'
b
c
d
e
1
2
s
T


S -
s
e'

2'
S'
Hỗnh.2.4. Chu trỗnh nhióỷt thổỷc tóỳ
trón õọử thở T-s

T

i
i
i


t


p
t
p



t
i
a
h
o

=

i

o

-

i
k
t
h
i

=

i
o

-

i
k
s
Hỗnh.2.3. Quùa trỗnh giaợn nồớ hồi
trong tuọỳc bin trón õọử thở i-s

- 20 -





Hióỷu suỏỳt trong tổồng õọỳi

Trong thổỷc tóỳ quaù trỗnh giaợn nồớ hồi trong tuọỳc bin laỡ quaù trỗnh khọng thuỏỷn
nghởch, bồới vỗ sổỷ chuyóứn õọỹng cuớa hồi trong phỏửn chaớy luọn keỡm theo tọứn thỏỳt cọng
õaùng kóứ. Cho nón õổồỡng quaù trỗnh giaợn nồớ trón õọử thở i-s lóỷch khoới õổồỡng thúng
entrọpi (Hỗnh 2.3) vaỡ trón õọử thở T-s (Hỗnh 2.4) vóử hổồùng tng entrọpi.
Do tng entrọpi cuớa hồi thoaùt khi aùp suỏỳt khọng thay õọứi nón entanpi cuớa noù
tng lón, hióỷu sọỳ cuớa entanpi õỏửu vaỡ cuọỳi õỷc trổng cho cọng thổỷc tóỳ do 1 kg hồi trong
tuọỳc bin sinh ra seợ giaớm xuọỳng vaỡ bũng :
l
i
= h
i
= i
o
- i
k

Cọng thổỷc tóỳ do 1 kg hồi trong tuọỳc bin sinh ra õổồỹc goỹi laỡ nhióỷt giaùng sổớ
duỷng cuớa tuọỳc bin (h
i
)
Trón õọử thở T-s quaù trỗnh giaợn nồớ thổỷc õổồỹc bióứu thở bũng õổồỡng de (Hỗnh2.4).
Nhióỷt cỏỳp cho loỡ hồi bũng dióỷn tờch 1abcd21, nhióỷt cỏỳp cho nổồùc laỡm maùt (nổồùc tuỏửn
hoaỡn) bỗnh ngổng , q
2
= 1ae21, tng so vồùi nhióỷt cuớa chu trỗnh lyù tổồớng, coỡn cọng do
hồi trong tuọỳc bin sinh ra seợ giaớm vaỡ bũng h
i
= q
1
- q

2
hay laỡ bũng hióỷu sọỳ cuớa caùc
dióỷn tờch :
aabcdea - 2e e22 h
o
- T
k
s (2-6)
Dióỷn tờch sau cuỡng laỡ nhióỷt lổồỹng cỏỳp cho nổồùc tuỏửn hoaỡn, õỷc trổng cho caùc
tọứn thỏỳt khi hồi giaợn nồớ trong tuọỳc bin. Trong trổồỡng hồỹp naỡy, khi õióứm cuọỳi cuớa quaù
trỗnh giaợn nồớ nũm ồớ vuỡng hồi ỏứm, thỗ nhióỷt lổồỹng ỏỳy seợ bũng T
k
s, trong õoù, s - Gia
sọỳ entrọpi do tọứn thỏỳt khi hồi giaợn nồớ trong tuọỳc bin gỏy nón .
Tyớ sọỳ cuớa nhióỷt giaùng sổớ duỷng h
i
trón nhióỷt giaùng lyù thuyóỳt h
o
goỹi laỡ hióỷu suỏỳt
trong tổồng õọỳi cuớa tuọỳc bin.

oi
=
h
h
l
l
i
o
i

o
= (2-7)
ọỳi vồùi trổồỡng hồỹp giaợn nồớ trong vuỡng hồi ỏứm

oi
= 1 -
Ts
h
k
o


ọửng thồỡi cuợng coù thóứ bióứu thở
s =
h
T
o
k
(1 -
oi
)
Hióỷu suỏỳt trong tổồng õọỳi cuợng coù thóứ tỗm õổồỹc bũng caùch so saùnh cọng suỏỳt
do hồi sinh ra trong tuọỳc bin vồùi cọng suỏỳt lyù tổồớng cuớa maùy.


oi
=
o
i
o

i
P
P
Gl
Gl
=


- 21 -





Hióỷu suỏỳt trong tuyóỷt õọỳi
Tyớ sọỳ cuớa nhióỷt giaùng sổớ duỷng trón nhióỷt lổồỹng cung cỏỳp cho 1 kg mọi chỏỳt
trong loỡ hồi q
1
goỹi laỡ hióỷu suỏỳt trong tuyóỷt õọỳi cuớa tuọỳc bin.

i
=
l
q
i
i
=
h
ii
i

ok

'
=
()
hh
hi i
io
oo k

'
=
oi

t
(2-8)
Cuợng coù thóứ dióựn õaỷt theo tyớ sọỳ cọng suỏỳt trong cuớa tuọỳc bin trón nhióỷt lổồỹng
trong mọỹt giỏy Q cỏỳp cho mọi chỏỳt trong loỡ hồi :


i
=
Gq
Gl
i
i
=
Gq
P
i

i
=
Q
P
i
(2-8')
Hióỷu suỏỳt cồ khờ:
Khọng phaới tỏỳt caớ cọng suỏỳt do hồi sinh ra õóửu õổồỹc cung cỏỳp cho họỹ tióu thuỷ,
vỗ mọỹt phỏửn cọng suỏỳt phaới chi phờ õóứ thừng caùc tọứn thỏỳt cồ khờ P
m
.
Cọng suỏỳt hióỷu duỷng P
e
trón khồùp truỷc nọỳi tuọỳc bin vồùi maùy õổồỹc truyóửn õọỹng
beù hồn cọng suỏỳt trong tuọỳc bin P
i
mọỹt õaỷi lổồỹng bũng giaù trở cuớa caùc tọứn thỏỳt cồ khờ
P
m
.
Pe = P
i
- P
m

Tyớ sọỳ cuớa cọng suỏỳt hióỷu duỷng trón cọng suỏỳt trong goỹi laỡ hióỷu suỏỳt cồ khờ :


m
=

i
e
P
P
(2-9)


Hióỷu suỏỳt hióỷu duỷng tổồng õọỳi:
Cọng suỏỳt lyù thuyóỳt cuớa tuọỳc bin lyù tổồớng õổồỹc xaùc õởnh theo phổồng trỗnh :
P
o
= G.h
o
(2-10)
Trong õoù :
h
o
- Nhióỷt giaùng lyù thuyóỳt
Tyớ sọỳ cuớa cọng suỏỳt hióỷu duỷng trón cọng suỏỳt lyù thuyóỳt goỹi laỡ hióỷu suỏỳt hióỷu
duỷng tổồng õọỳi.

moi
io
ei
o
e
oe
PP
PP
P

P

=== (2-11)

Hióỷu suỏỳt hióỷu duỷng tuyóỷt õọỳi :
Tyớ sọỳ cọng suỏỳt hióỷu duỷng cuớa tuọỳc bin trón lổồỹng nhióỷt cung cỏỳp trong loỡ hồi
goỹi laỡ hióỷu suỏỳt hióỷu duỷng tuyóỷt õọỳi thióỳt bở tuọỳc bin :

- 22 -






oetmoitmi
i
eie
e
QP
PP
Q
P

===== (2-12)

Hióỷu suỏỳt maùy phaùt õióỷn:
Nóỳu trong tuọỳc bin duỡng õóứ truyóửn õọỹng maùy phaùt õióỷn thỗ cọng suỏỳt P
E
phaùt

ra tổỡ õỏửu dỏy maùy phaùt seợ beù hồn cọng suỏỳt hióỷu duỷng mọỹt õaỷi lổồỹng bũng giaù trở tọứn
thỏỳt P
G
cuớa maùy phaùt :
P
E
= P
e
- P
G

Tyớ sọỳ cuớa cọng suỏỳt õióỷn ồớ õỏửu dỏy maùy phaùt trón cọng suỏỳt hióỷu duỷng goỹi laỡ
hióỷu suỏỳt maùy phaùt õióỷn.


e
E
G
P
P
=

(2-13)
Hióỷu suỏỳt õióỷn tổồng õọỳi
Tyớ sọỳ cuớa cọng suỏỳt õióỷn cuớa maùy phaùt trón cọng suỏỳt lyù thuyóỳt cuớa tuọỳc bin lyù
tổồớng goỹi laỡ hióỷỷu suỏỳt õióỷn tổồng õọỳi.


GmoiGoe
o

e
e
o
e
oG
P
P
P
P

==== (2-14)
Hióỷu suỏỳt õióỷn tuyóỷt õọỳi
Tyớ sọỳ cuớa cọng suỏỳt õióỷn (tờnh bũng õồn vở nhióỷt) trón nhióỷt lổồỹng cung cỏỳp
vaỡo loỡ hồi goỹi laỡ hióỷu suỏỳt õióỷn tuyóỷt õọỳi


GmoitGe
e
G
E
E
Gq
P
Gq
P

====
11
(2-15)

Tổỡ (2-15) thỏỳy rũng : coù hai con õổồỡng tng hióỷu quaớ kinh tóỳ cuớa thióỳt bở.
Con õổồỡng thổù nhỏỳt laỡ tng hióỷu suỏỳt nhióỷt cuớa chu trỗnh bũng caùch nỏng cao hióỷu sọỳ
nhióỷt õọỹ trung bỗnh khi cung cỏỳp nhióỷt vaỡo loỡ hồi (nguọửn noỳng) vaỡ nhióỷt õọỹ khi thaới
nhióỷt trong bỗnh ngổng (nguọửn laỷnh).
Con õổồỡng thổù hai laỡ hoaỡn thióỷn cỏỳu taỷo cuớa tuọỳc bin vaỡ maùy phaùt, chuớ yóỳu laỡ
giaớm bồùt tọứn thỏỳt trong phỏửn chaớy cuớa tuọỳc bin, cuợng nhổ giaớm tọứn thỏỳt cồ khờ vaỡ tọứn
thỏỳt trong maùy phaùt.
Ngổồỡi vỏỷn haỡnh coù nhióỷm vuỷ baớo õaớm hióỷu suỏỳt tọỳi õa cuớa thióỳt bở trong thồỡi
gian laỡm vióỷc lỏu daỡi. Muọỳn vỏỷy phaới duy trỗ caù
c thọng sọỳ õởnh mổùc cuớa quaù trỗnh
nhióỷt, trọng coi cỏứn thỏỷn vaỡ õởnh kyỡ sổớa chổợa tuọỳc bin.
Nhổợng hióỷu suỏỳt vaỡ cọng suỏỳt õaợ phỏn loaỷi trón kia õổồỹc ghi trong baớng 1-1