Giáo trình phân tích quy trình ứng dụng nguyên lý tích hợp trong điều chỉnh tối ưu của hệ thống p6

Tham khảo tài liệu giáo trình phân tích quy trình ứng dụng nguyên lý tích hợp trong điều chỉnh tối ưu của hệ thống p6, khoa học tự nhiên, vật lý phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình phân tích quy trình ứng dụng nguyên lý tích hợp trong điều chỉnh tối ưu của hệ thống p6t¹i ®ã néi n¨ng b»ng kh«ng. Theo qui −íc, ®èi víi n−¬c ta chän u = 0 t¹i ®iÓm cãnhiÖt ®é t = 0,01 0C vµ ¸p suÊt p = 0,0062 at (®iÓm 3 thÓ cña n−íc). * Entanpi: §èi víi 1kg, entanpi ®−îc ký hiÖu lµ i, ®èi víi Gkg ký hiÖu lµ I, vµ ®−îc®ÞnhnghÜa b»ng biÓu thøc: i = u + pv; (j/kg) (1-12) I = G.i = G.(u + pv) = U = pV; (J). (1-13) Entanpi còng lµ mét th«ng sè tr¹ng th¸i, nh−ng kh«ng ®o ®−îc trùc tiÕp mµ®−îc tÝnh to¸n qua c¸c th«ng sè tr¹ng th¸i c¬ b¶n u, p vµ v. Vi ph©n cña nã: di =du + d(pv) lµ vi ph©n toµn phÇn. §èi víi hÖ hë, pv lµ n¨ng l−îng ®Èy t¹o ra c«ngl−u ®éng ®Ó ®Èy dßng m«i chÊt dÞch chuyÓn, cßn trong hÖ kÝn tÝch sè pv kh«ngmang ý nghÜa n¨ng l−îng ®Èy. T−¬ng tô nh− néi n¨ng, entanpi cña khÝ thùc phô thuéc vµo nhiÖt ®é T vµthÓ tÝch v, nãi c¸ch kh¸c nã lµ mét hµm tr¹ng th¸i: i = f(T,v). §èi víi khÝ lý t−ëng, lùc t−¬ng t¸c gi÷a c¸c ph©n tö b»ng kgh«ng, do ®ãentanpi chØ phô thuéc vµo nhiÖt ®é T, nghÜa lµ i = f(T). Trong mäi qu¸ tr×nh,entanpi ®−îc x¸c ®Þnh b»ng: di = CpdT vµ ∆i = Cp(T2 - T1) (1-14) T−¬ng tù nh− néi n¨ng, trong c¸c qu¸ tr×nh nhiÖt ®éng ta chØ cÇn tÝnh to¸n®é biÕn thiªn entanpi mµ kh«ng cÇn biÕt gi¸ trÞ tuyÖt ®èi cña entanpi, do ®ã cã thÓchän ®iÓm gèc tuú ý mµ t¹i ®ã entanpi b»ng kh«ng. Theo qui −íc, ®èi víi n−¬c tachän i = 0 t¹i ®iÓm cã nhiÖt ®é T = 0 0K hoÆc ë ®iÓm 3 thÓ cña n−íc. * Entropi: Entropi lµ mét th«ng sè tr¹ng th¸i, ®−îc ký hiÖu b»ng s vµ cã vi ph©n toµnphÇn b»ng: dq , j/kg0K, ds = (1-15) T Entropi ®−îc ký hiÖu b»ng s ®èi víi 1 kgvµ S ®èi víi G kg. Entropi kh«ng ®o ®−îc trùc tiÕp mµ ph¶i tÝnh to¸n vµ th−êng chØ cÇn tÝnhto¸n ®é biÕn thiªn ∆s cña nã nh− ®«Ý víi néi n¨ng vµ entanpi. §èi víi Gkg th×: dQ 0 dS = G.ds = , j/ K, (1-16) T * Execgi: Tron thùc tÕ, tÊt c¶ c¸c d¹ng n¨ng l−îng (trõ nhiÖt n¨ng) ®Òu cã thÓ biÕnhoµn toµn thµnh c«ng trong c¸c qu¸ tr×nh thuËn nghÞch. Ng−îc l¹i, nhiÖt n¨ng chØcã thÓ biÕn ®æi mét phÇn thµnh c«ng trong qu¸ tr×nh thuËn nghÞch v× chóng cßn bÞgiíi h¹n bëi nhiÖt ®é m«i tr−êng. PhÇn n¨ng l−îng cã thÓ biÕn thµnh c«ng trongc¸c qu¸ tr×nh thuËn nghÞch ®−îc gäi lµ execgi, kÝ hiÖu lµ e hoÆc E, cßn phÇn n¨ngl−îng kh«ng thÓ biÕn thµnh c«ng ®−îc gäi lµ anecgi, kÝ hiÖu lµ A hoÆc a. Q=e+a (1-17)Trong ®ã: E lµ execgi, 8 A lµ anecgi.1.1.3.2. TÝnh chÊt cña th«ng sè tr¹ng th¸i - Th«ng sè tr¹ng th¸i cã vi ph©n toµn phÇn - Th«ng sè tr¹ng th¸i lµ hµm ®¬n trÞ cña tr¹ng th¸i, l−îng biÕn thiªn th«ngsè tr¹ng th¸i chØ phô thuéc vµo ®iÓm ®Çu vµ ®iÓm cuèi cña qu¸ tr×nh mµ kh«ng phôthuéc vµo ®−êng ®i cña qu¸ tr×nh. NhiÖt l−îng vµ c«ng trao ®æi trong mét qu¸ tr×nh phô thuéc vµo ®−êng ®icña qu¸ tr×nh nªn kh«ng ph¶i lµ th«ng sè tr¹ng th¸i, chóng lµ hµm cña qu¸ tr×nh.1.1.4. Qu¸ tr×nh vµ chu tr×nh nhiÖt ®éng1.1.4.1. Qu¸ tr×nh BÊt kú sù thay ®æi tr¹ng th¸i nµo cña vËt hoÆc cña hÖ g¾n liÒn víi nh÷nghiÖn t−îng nhiÖt gäi lµ qu¸ tr×nh nhiÖt ®éng. Nãi c¸ch kh¸c, trong qu¸ tr×nh nhiÖt®éng ph¶i cã Ýt nhÊt mét th«ng sè tr¹ng th¸i thay ®æi kÌm theo sù trao ®æi nhiÖthoÆc c«ng. Khi m«i chÊt hoÆc hÖ thùc hiÖn mét qu¸ tr×nh, nghÜa lµ chuyÓn tõ tr¹ng th¸ic©n b»ng nµy sang tr¹ng th¸i c©n b»ng kh¸c th× tr¹ng th¸i c©n b»ng tr−íc bÞ ph¸huû. NÕu qu¸ tr×nh tiÕn hµnh v« cïng chËm ®Ó cã ®ñ thêi gian x¸c lËp tr¹ng th¸ic©n b»ng míi th× thùc tÕ vÉn coi hÖ ®· thùc hiÖn qu¸ tr×nh c©n b»ng. Do ®ã, muènthùc hiÖn mét qu¸ tr×nh c©n b»ng th× ph¶i tiÕn hµnh v« cïng chËm, nghÜa lµ c¸c®iÒu kiÖn bªn ngoµi ph¶i thay ®æi v« cïng chËm. Trªn ®å thÞ, ®−êng biÓu diÔn sù thay ®æi tr¹ng th¸i cña m«i chÊt hay cña hÖtrong qu¸ tr×nh nµo ®ã gäi lµ ®−êng cña qu¸ tr×nh. L−îng thay ®æi c¸c th«ng sètr¹ng th¸i chØ ®−îc x¸c ®Þnh b»ng tr¹ng th¸i ®Çu vµ tr¹ng th¸i cuèi cña qu¸ tr×nhnªn chóng kh«ng phô thuéc vµo ®−êng ®i cña qu¸ tr×nh.1.1.4.2. Chu tr×nh Mét qu¸ tr×nh mµ tr¹ng th¸i ®Çu vµ tr¹ng th¸i cuèi trïng nhau th× gäi lµ chutr×nh (tøc mét qu¸ tr×nh kÝn). Trong mét chu tr×nh lu«n cã qu¸ tr×nh nhËn nhiÖt tõ nguån nµy, nh¶ nhiÖtcho nguån kia vµ kÌm theo qu¸ tr×nh nhËn hoÆc sinh c«ng. Do ®ã, trong mét chutr×nh nhiÖt ®éng Ýt nhÊt ph¶i cã: 1 nguån nãng, 1 nguån l¹nh vµ chÊt m«i giíi.1.1.5. NhiÖt vµ c«ng NhiÖt vµ c«ng lµ c¸c ®¹i l−îng ®Æc tr−ng cho sù trao ®æi n¨ng l−îng gi÷am«i chÊt vµ m«i tr−êng khi thùc hiÖn mét qu¸ tr×nh. Khi m«i chÊt trao ®æi c«ng víim«i tr−êng th× kÌm theo c¸c chuyÓn ®éng vÜ m«, cßn khi trao ®æi nhiÖt th× lu«n tånt¹i sù chªnh lÖch nhiÖt ®é.1.1.5.1. NhiÖt l−îng 9 Mét vËt cã nhiÖt ®é kh¸c kh«ng th× c¸c ph©n tö vµ nguyªn tö cña nã sÏchuyÓn ®éng hçn lo¹n vµ vËt mang mét n¨ng l−îng gäi lµ nhiÖt n¨ng. Khi hai vËt tiÕp xóc víi nhau th× néi n¨ng cña vËt nãng h¬n sÏ truyÒn sangvËt l¹nh h¬n. Qu¸ tr×nh chuyÓn néi n¨ng tõ vËt nµy sang vËt kh¸c gäi lµ qu¸ tr×nhtuyÓn nhiÖt. L−îng néi n¨ng truyÒn ®−îc trong qu¸ tr×nh ®ã gäi lµ nhiÖt l−îng trao®æi gi÷a hai vËt, ký hiÖu lµ: Q nÕu tÝnh cho G kg, ®¬n vÞ ®o lµ j, q nÕu tÝnh cho 1 kg, ®¬n vÞ ®o lµ j/kg, NÕu q > 0 ta nãi vËt nhËn nhiÖt,Qui −íc: NÕu q < 0 ta nãi vËt nh¶ nhiÖt, Trong tr−êng hîp c©n b» ...