Bài giảng Kỹ thuật nhiệt - Chương 4: Các chu trình sinh công và làm lạnh - Ngô Phi Mạnh

CHƯƠNG IV: CÁC CHU TRÌNH SINH CÔNG
VÀ LÀM LẠNH
4.1. CHU TRÌNH ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
- Định nghĩa: là một loại động cơ nhiệt tạo ra công cơ 
học bằng cách đốt nhiên liệu bên trong động cơ.
- Bộ phận chính: xylanh, piston, van nạp, van xả, thanh
truyền, trục khuỷu.
- Phân loại:
+ Theo nhiên liệu: Nhiên liệu lỏng (Xăng hay dầu) và khí;
+ Theo hành trình piston: 2 kỳ (thì) và 4 kỳ;
+ Theo quá trình cấp nhiệt: Đẳng tích và đẳng áp, hỗn hợp;
+ Theo cách đốt nhiên liệu: Cháy cưỡng bức hay tự cháy.
CHƯƠNG IV: CÁC CHU TRÌNH SINH CÔNG
VÀ LÀM LẠNH
Một số hình ảnh thực tế
4.1. CHU TRÌNH ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
- Giả thiết khi nghiên cứu:
+ Tất cả các quá trình trong chu trình là thuận nghịch.
+ Quá trình cháy  Quá trình cấp nhiệt; Quá trình thải 
khói  Quá trình nhã nhiệt. 
+ Môi chất là KLT và đồng nhất;
+ Coi công của quá trình nạp và xả triệt tiêu nhau, biến 
hệ hở thành hệ kín
CHƯƠNG IV: CÁC CHU TRÌNH SINH CÔNG
VÀ LÀM LẠNH
4.1. CHU TRÌNH ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
4.1.1. Chu trình động cơ đốt trong cấp nhiệt đẳng tích:
- Đặc điểm: Nhiên liệu dễ cháy (động cơ xăng) đốt bằng buji
+ Tỷ số nén: 
 = v1 / v2
+ Tỷ số tăng áp: 
 = p3 / p2
CHƯƠNG IV:
1
1
1
k
v
t


Chu trình cấp nhiệt đẳng tích
CÁC CHU TRÌNH SINH CÔNG
VÀ LÀM LẠNH
4.1. CHU TRÌNH ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
4.1.2. Chu trình động cơ đốt trong cấp nhiệt đẳng áp:
- Đặc điểm: động cơ diezen.
+ Ty ̉ sô ́ nén: 
 = v1 / v2
+ Ty ̉ sô ́ giãn nở sớm: 
 = v3 / v2
CHƯƠNG IV:
)1.(.
1
1
1 
 

k
k
p
t
k
Chu trình cấp nhiệt đẳng áp
CÁC CHU TRÌNH SINH CÔNG
VÀ LÀM LẠNH
4.1. CHU TRÌNH ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
4.1.3. Chu trình động cơ đốt trong cấp nhiệt hỗn hợp:
- Đặc điểm: động cơ diezen phun dầu bằng bơm cao áp.
+ Tỷ số nén: 
 = v1 / v2
+ Tỷ số tăng áp: 
 = p3 / p2
+ Tỷ số giãn nở sớm: 
 = v4 / v3
CHƯƠNG IV:
)1(..)1.(
1
1
11 
 
 

kk
k
t
k
CÁC CHU TRÌNH SINH CÔNG
VÀ LÀM LẠNH
CHƯƠNG IV:
4.2. CHU TRÌNH NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
4.2.1. Chu trình Renkin
- Sơ đồ nguyên lý và đồ thị p –v, T – s:
- Nguyên lý hoạt động: LH – BQN – TB – BN – B - LH
3
0
s
5
T
1
6
2
44
0
3 2
v
p
5 16
1
2
3
4
5
6
MF
TB
BQN
LH
B
BN
Trong đó:
LH: Thiết bị sinh hơi (lò hơi)
BQN: Bộ quá nhiệt.
TB: Tuabin
MF: Máy phát điện
BN: Bình ngưng
B: bơm cấp
CÁC CHU TRÌNH SINH CÔNG
VÀ LÀM LẠNH
CHƯƠNG IV:
4.2. CHU TRÌNH NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
4.2.1. Chu trình Renkin
- Tính toán chu trình:
+ Hiệu suất nhiệt của chu trình:
+ Nhiệt lượng q1 nhận được trong thiết bị sinh hơi (lò hơi):
+ Nhiệt lượng nhả cho môi trường làm mát trong bình ngưng:
+ Công bơm rất bé so với công có ích của chu trình, nên có thể coi 
bằng không: lB = i3 – i2’ = 0 => i3 = i2’ , 
1
2
1
1
q
q
q
l
t 
'222
iiq 
311
iiq 
31
21
31
'2231
1
2 )(
1
ii
ii
ii
iiii
q
q
t
 
CÁC CHU TRÌNH SINH CÔNG
VÀ LÀM LẠNH
CHƯƠNG IV:
4.2. CHU TRÌNH NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
4.2.1. Chu trình Renkin
- Một số hình ảnh thực tế về nhà máy nhiệt điện:
CÁC CHU TRÌNH SINH CÔNG
VÀ LÀM LẠNH
CHƯƠNG IV:
4.2. CHU TRÌNH NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
4.2.2. Các biện pháp nâng cao hiệu suất nhiệt chu trình Renkin:
4
0
3 2
s
T
5
1
6
4
0
3 2
s
T
5
1
6 4
0
3 2
s
T
5
1
6
2'3'
T2
T2'
1'
6'5'
4'
T1 = const 1'
2'
p1 = const
2'
CÁC CHU TRÌNH SINH CÔNG
VÀ LÀM LẠNH
CHƯƠNG IV:
4.2. CHU TRÌNH NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
4.2.3. Chu trình nhà máy điện nguyên tử:
- Sơ đồ nguyên lý 
T
s
11'
3
2' 2
4
5
3a3
2
1
CÁC CHU TRÌNH SINH CÔNG
VÀ LÀM LẠNH
4.3. CHU TRÌNH MÁY LẠNH MÁY NÉN HƠI
- Sơ đồ nguyên lý và đồ thị T - s:
CHƯƠNG IV: CÁC CHU TRÌNH SINH CÔNG
VÀ LÀM LẠNH
CHƯƠNG IV:
 Thiết bị lạnh thực tế
4.3. CHU TRÌNH MÁY LẠNH MÁY NÉN HƠI
CÁC CHU TRÌNH SINH CÔNG
VÀ LÀM LẠNH
CHƯƠNG IV:
 Nguyên lý hoạt động
4.3. CHU TRÌNH MÁY LẠNH MÁY NÉN HƠI
CÁC CHU TRÌNH SINH CÔNG
VÀ LÀM LẠNH
- Nhiệt lượng MC nhã cho môi trường q1 :
q1 = i2 - i3
- Nhiệt lượng MC nhận từ đối tượng cần 
làm lạnh:
q2 = i1 - i4
- Công tiêu tốn:
 lo = q1 - q2 = i2 - i3 - (i1 - i4 ) = i2 - i1
- Hệ số làm lạnh của chu trình:
 = q2/l0 = i1 - i4 / i2 - i1
- Hệ số bơm nhiệt của chu trình:
COPH =  + 1
- Năng suất lạnh:
Qo = G.q2
- Công suất máy nén:
N = G. lo 
CHƯƠNG IV:
 Tính toán chu trình:
4.3. CHU TRÌNH MÁY LẠNH MÁY NÉN HƠI
CÁC CHU TRÌNH SINH CÔNG
VÀ LÀM LẠNH