- 33 - = ii ii nk nn '' ' (2-29) Cọng suỏỳt do lổu lổồỹng hồi trờch sinh ra bũng : L = (i o - i n ) = ()() '' ' ii ii ii nk on nn (2-30) Muọỳn nỏng cao hióỷu quaớ kinh tóỳ cuớa chu trỗnh họửi nhióỷt thỗ ngổồỡi ta aùp duỷng gia nhióỷt nhióửu cỏỳp, vờ duỷ, ba cỏỳp chúng haỷn (Hỗnh 2.13). Trong thổỷc tóỳ, xuỏỳt phaùt tổỡ tờnh toaùn kinh tóỳ kyợ thuỏỷt, sọỳ cổớa trờch hồi laỡ hổợu haỷn vaỡ thổồỡng khọng quaù chờn. Nóỳu quaù nhióửu cổớa trờch seợ laỡm giaớm õọỹ bóửn cuớa thỏn tuọỳc bin. Caùc õióứm trờch hồi cuợng lổỷa choỹn sao cho, õọỹ tng entanpi cuớa nổồùc cỏỳp trong caùc bỗnh gia nhióỷt gỏửn giọỳng nhau, tổùc laỡ nhióỷt giaùng giổợa caùc tỏửng trờch hồi gỏửn bũng nhau. Bũng caùch gia nhióỷt họửi nhióỷt, noùi chung, coù thóứ nỏng nhióỷt õọỹ nổồùc cỏỳp õóỳn nhióỷt õọỹ, gỏử n vồùi nhióỷt õọỹ baợo hoaỡ , ổùng vồùi aùp suỏỳt hồi mồùi. Nhổng tọứn thỏỳt nhióỷt do khoùi loỡ hồi thaới ra seợ tng maỷnh. Cho nón theo tióu chuỏứn quọỳc tóỳ õaợ quy õởnh choỹn nhióỷt õọỹ cuớa nổồùc cỏỳp ồớ õỏửu vaỡo loỡ hồi bũng 0,65ữ0,75 nhióỷt õọỹ baợo hoaỡ, ổùng vồùi aùp suỏỳt trong loỡ hồi. Vờ du:ỷ Aẽp suỏỳt hồi mồùi trổồùc tuọỳc bin ata 29,0 90 130 240 bar 28,5 88 128 236 MPa 2,85 8,8 12,8 23,6 Nhióỷt õọỹ hồi baợo hoaỡ hoỡa o C 230,9 301,9 329,3 - Nhióỷt õọỹ õun nổồùc cỏỳp o C 150 215 235 260 2.3.6. Phọỳi hồỹp saớn xuỏỳt nhióỷt vaỡ õióỷn nng. Trong tuọỳc bin ngổng hồi thoaùt õi vaỡo bỗnh ngổng, ngổng tuỷ laỷi vaỡ hoaỡn nhióỷt ỏứn sinh hồi cho nổồùc laỡm maùt. Nhióỷt lổồỹng ỏỳy gọửm 60ữ 65% nhióỷt lổồỹng cung cỏỳp 0 i i i' n i' k 2 i i i k i' 1 i' i' 3 i' k n1 n2 n3 H ỗnh 2.13- Sồ õọử nguyón lyù cuớa tuọỳc bin ngổng hồi vồùi 3 cỏỳp gia nhióỷt họửi nhióỷt hỏm nổồùc cỏỳp Giỏo trỡnh phỏt trin cụng c ng dng s quay 3 cp gia nhit ca tuc bin hi - 34 - trong loỡ hồi vaỡ bở mỏỳt õi mọỹt caùch vọ ờch, bồới vỗ nhióỷt õọỹ cuớa nổồùc laỡm maùt ồớ õỏửu ra cuớa bỗnh ngổng chố cao hồn nhióỷt õọỹ khờ quyóứn khọng õaùng bao nhióu (khoaớng 10ữ 15 o C). Mỷt khaùc, õọỳi vồùi nhu cỏửu sinh hoaỷt vaỡ cọng nghóỷ (vờ duỷ : õóứ sổồới ỏỳm, õun noùng vaỡ sỏỳy vỏỷt lióỷu) thỗ chố cỏửn nhióỷt vồùi nhióỷt õọỹ khọng cao lừm (100 ữ110 o C). Nguọửn nhióỷt ỏỳy coù thóứ laỡ hồi õaợ õổồỹc khai thaùc trong tuọỳc bin õóỳn aùp suỏỳt cỏửn thióỳt cho họỹ tióu thuỷ. Trong trổồỡng hồỹp naỡy coù thóứ sổớ duỷng hoaỡn toaỡn nhióỷt ngổng tuỷ cuớa hồi thoaùt trong caùc thióỳt bở cọng nghóỷ õóứ hỏm nổồùc hay sỏỳy caùc vỏỷt lióỷu, coỡn nổồùc ngổng thỗ õổồỹc traớ vóử chu trỗnh cuớa thióỳt bở tuọỳc bin. Nhổ vỏỷy laỡ õaợ saớn xuỏỳt õọửng thồỡi õióỷn nng vaỡ nhióỷt nng trong cuợng mọỹt thióỳt bở nhióỷt lổỷc vaỡ roợ raỡng laỡ coù lồỹi hồn so vồùi saớn xuỏỳt rióng bióỷt. ióửu naỡy seợ thỏỳy roợ nóỳu õem so saùnh caùc chu trỗnh nhióỷt lyù tổồớng cuớa tuọỳcbin ngổng hồi vaỡ tuọỳc bin õọỳ i aùp trón õọử thở T-s. Trong tuọỳc bin ngổng hồi nhióỷt cuớa hồi thoaùt, tổồng õổồng vồùi dióỷn tờch 1ae21, bở mỏỳt hoaỡn toaỡn, vỗ noù truyóửn cho nổồùc laỡm maùt. Trong tuọỳc bin õọỳi aùp coù thóứ saớn xuỏỳt õọửng thồỡi õióỷn nng vaỡ nhióỷt nng. õỏy, toaỡn bọỹ nhióỷt cuớa hồi thoaùt tổồng õổồng vồùi dióỷn tờch 1ae21, seợ õổồỹc sổớ duỷng õóứ thoớa maợn nhu cỏửu cuớa họỹ tióu thuỷ nhióỷt. caùc nhaỡ maùy nhióỷt õiónỷ sổỷ phọỳi hồỹp saớn xuỏỳt õióỷn nng vaỡ nhióỷt nng õóứ phuỷc vuỷ caùc nhu cỏửu sinh hoaỷt vaỡ cọng nghóỷ õổồỹc tióỳn haỡnh bũng caùch trờch hồi vaỡ sổớ duỷng hồi thoaùt, trón cồ sồớ cung cỏỳp nhióỷt tỏỷ p trung, vaỡ õổồỹc goỹi laỡ cung cỏỳp nhióỷt thu họửi. k i' i 0 i n Qn i k PE1 PE2 k i' H ỗnh 2.14. Sồ õọử nguyón lyù cuớa thióỳt bở nhióỷ t lổỷc õóứ phọỳi hồỹp saớn xuỏỳt nhióỷt vaỡ õióỷn nng i p k i k t i s o 0 p n h" i i n i h' 0 p H ỗnh 2.15. Quaù t rỗnh baỡnh trổồùng cuớa hồi trong tuọỳc bin õọỳi aùp vaỡ ngổng hồi trón õọ ử thở T - s - 35 - Cung cỏỳp nhióỷt thu họửi laỡ mọỹt trong nhổợng bióỷn phaùp quan troỹng nhũm haỷ thỏỳp suỏỳt tióu hao nhión lióỷu rióng trong caùc nhaỡ maùy nhióỷt õióỷn. Gốa sổớ yóu cỏửu phaới baớo õaớm cọng suỏỳt õióỷn P E vaỡ cung cỏỳp nhióỷt lổồỹng Q n cho họỹ tióu thuỷ. Cho rũng, caùc quaù trỗnh giaợn nồớ hồi trong tuọỳc bin ngổng hồi vaỡ tuọỳc bin õọỳi aùp õổồỹc bióứu thở bũng õổồỡng cong chung trón õọử thở i-s (Hỗnh.2.15), coỡn entanpi cuớa nổồùc cỏỳp trong caớ hai thióỳt bở õóửu bũng nhau vaỡ bũng i k . Kyù hióỷu ; - Nhióỷt giaùng sổớ duỷng cuớa tuọỳc bin õọỳi aùp h i = i o - i n - Nhióỷt giaùng sổớ duỷng cuớa tuọỳc bin ngổng hồi h i = i o - i k (Hỗnh 2.15). óứ cho õồn giaớn ta seợ tờùnh theo cọng suỏỳt trong GM E P i p = Lổu lổồỹng hồi õóứ saớn xuỏỳt õióỷn nng cuớa tuọỳc bin ngổng hồi ; Nhổ vỏỷy, lổồỹng nhióỷt khi saớn xuỏỳt rióng leớ õióỷn nng vaỡ nhióỷt nng seợ laỡ : Q rióng = G (i o - i k ) + Q n = n i i nko i i Q P Qii h P +=+ )( ' " (2-38) Lổu lổồỹng hồi õi qua tuọỳc bin õọỳi aùp õóứ baớo õaớm nhióỷt lổồỹng Q n cho họỹ tióu thuỷ nhióỷt khi coù sổỷ phọỳi hồỹpỹ saớn xuỏỳt nng lổồỹng bũng: G = Q ii n nk ' Coỡn cọng suỏỳt cuớa tuọỳc bin ỏỳy tổồng ổùng bũng P i = G(i o - i n ) = Q n ii ii on nk ' Phỏửn cọng suỏỳt coỡn thióỳu maỡ tuọỳc bin ngổng hồi phaới saớn xuỏỳt ; P i = P i - P i Muọỳn vỏỷy cỏửn phaới cho thóm lổu lổồỹng hồi: G = ))(( )( ' " knko non ko i ko i iiii iiQ ii P ii P = Thóỳ thỗ, lổu lổồỹng hồi tọứng khi phọỳi hồỹp saớn xuỏỳt nng lổồỹng laỡ : G phọỳi = G + G Vaỡ nhióỷt lổồỹng tổồng ổùng seợ bũng ; Q ph = (G + G) (i o - i k ) = ))(( ))(()()( ' '' ' ' knko konon ko koi kn kon iiii iiiiQ ii iiP ii iiP + = ( )( )( ' n kni non i i Q ii iiQP + ii ii on nk ' +1) Kyù hióỷu : - 36 - = ii ii on nk ' = h ihi i oik ' '' (2-40) Trong õoù : i o - i n - Cọng õổồỹc chuyóứn hoùa trong tuọỳc bin õọỳi aùp i n - i k - Nhióỷt lổồỹng cuớa mọỹt kg hồi trong tuọỳc bin õọỳi aùp truyóửn cho họỹ duỡng nhióỷt. Nhióỷt lổồỹng tióu hao toaỡn bọỹ khi phọỳi hồỹp saớn xuỏỳt nng lổồỹng theo (2-39) vaỡ (2-40) seợ laỡ : Q ph = )1( ++ n i i n i i QQ P = )]1 1 (1[ ++ i n i i Q P Nhióỷt lổồỹng tióỳt kióỷm õổồỹc cho phọỳi hồỹp saớn xuỏỳt nng lổồỹng so vồùi saớn xuỏỳt rióng leớ seợ bũng : Q = Q rle - Q n = ]}1 1 (1[{ ++ i n i n i i Q Pi Q P = )1 1 ( i n Q Giaù trở tổồng õọỳi cuớa mổùc tióỳt kióỷm õoù õổồỹc bióứu thở bũng mọỹt phỏửn cuớa lổồỹng nhióỷt trao cho họỹ tióu thuỷ nhióỷt vaỡ bũng : ph = Q Q n = () 1 1 i (2-42) Thóỳ laỡ, mổùc saớn xuỏỳt õióỷn nng trón cồ sồớ tióu thuỷ nhióỷt caỡng lồùn vaỡ hióỷu suỏỳt tuyóỷt õọỳi i cuớa thióỳt bở ngổng hồi caỡng thỏỳp, thỗ mổùc saớn xuỏỳt tióỳt kióỷm tổỡ saớn xuỏỳt phọỳi hồỹp nng lổồỹng caỡng cao. Sồ õọử thióỳt bở duỡng õóứ phọỳi hồỹp saớn xuỏỳt õióỷn nng vaỡ nhióỷt nng (Hỗnh.2-23) gọửm coù tuọỳc bin ngổng hồi vaỡ tuọỳc bin õọỳi aùp thổồỡng rỏỳt ờt gỷp. Ngổồỡi ta hay duỡng tuọỳc bin coù trờch hồi õióửu chốnh cỏỳp nhióỷt thu họửi vaỡ phuỷc vuỷ caùc nhu cỏửu cọng nghó.ỷ Qua phỏửn tọứng quan vóử caùc phổồng phaùp nỏng cao hióỷu suỏỳt cuớa chu trỗnh nhióỷt õọỹng hoỹc cuớa hồi nổồùc ta thỏỳy rũng, muọỳn õaỷt õổồỹc hióỷu quaớ kinh tóỳ cao cho thióỳt bở cỏửn baớo õaớm hióỷu quaớ kinh tóỳ cao cho chu trỗnh, caùc bọỹ phỏỷn cuớa thióỳt bở phaới õổồỹc chóỳ taỷo vồùi hióỷu suỏỳ t cao (tuọỳc bin, loỡ hồi, bồm cỏỳp nổồùc ,v.v ) Khi duỡng hồi nổồùc, muọỳn nỏng cao hióỷu quaớ kinh tóỳ cao cuớa chu trỗnh phaới chuù yù : Nỏng cao aùp suỏỳt vaỡ nhióỷt õọỹ ban õỏửu, giaớm aùp suỏỳt cuọỳi cuớa hồi thoaùt (chỏn - 37 - khäng cao), sỉí dủng häưi nhiãût gia nhiãût nỉåïc cáúp, ạp dủng quạ nhiãût trung gian (trong cạc thiãút bë cao v trãn cao ạp), ỉïng dủng phäúi håüp sn xút âiãûn nàng v nhiãût nàng. Cng cọ thãø náng cao thãm hiãûu qu kinh tãú bàòng cạch ạp dủng chu trçnh ghẹp våïi cạc mäi cháút khạc nhau trong vng nhiãût âäü cao v tháúp. Cúi cng l thåìi gian gáưn âáy â thiãút kãú cạc thiãút bë phäúi håüp, trong âọ kãút håüp túc bin håi v túc bin khê. Âiãưu âọ cng cho ta tàng hiãûu sút chụt êt. 2.3.7- Ạp dủng chu trçnh häùn håüp khê - håi : Cho âãún nay, màûc dáưu cạc nỉåïc âãưu cäú gàõng khai thạc cạc ngưn thu âiãûn v cạc dảng nàng lỉåüng khạc âãø sn xút âiãûn, nhỉng nhiãût âiãûn váùn chiãúm khong 80% täøng lỉåüng âiãûn nàng âỉåüc sn xút ra. Cạc ngưn nhiãn liãûu hỉỵu cå (than, dáưu khê) khäng phi l vä hản, täúc âäü khai thạc ngy cng tàng, bãn cảnh âọ váún âãư ä nhiãùm mäi trỉåìng v nguy cå phạ hu táưng ä-zän do âäút quạ nhiãưu nhiãn liãûu â lm cho cạc nh nàng lỉåüng phi cọ nhỉỵng phỉång hỉåïng måïi âãø gii quút váún âãư ny. Mi cho âãún âáưu nhỉỵng nàm 70 váún âãư giạ thnh l úu täú quan trng nháút trong viãûc náng cao hiãûu sút cạc nh mạy âiãûn, thç ngy nay úu täú quan trng hån l cạc ngưn dỉû trỉỵ nàng lỉåüng v bo vãû mäi trỉåìng säúng c a con ngỉåìi åí gọc âäü ton cáưu. Hiãûu sút ca cạc nh mạy nhiãût âiãûn ngoi cạc úu täú khạc ra, âiãøm ch úu váùn âỉåüc âạnh giạ bàòng nhiãût âäü vo ra khi túc bin håi. Viãûc náng cao thäng säú vo (ạp sút, nhiãût âäü ) do giåïi hản båíi sỉïc chëu âỉûng ca kim loải chè âảt âãún 600 o C, cn nhiãût âäü ra ca nỉåïc lm mạt phủ thüc vo nhiãût âäü ca mäi trỉåìng cng chè âảt tháúp nháút khong 30 o C. Trong khi âọ, cạc túc bin khê váûn hnh åí nhiãût âäü khong 1200 o C v nhiãût âäü ra khong 600 o C. Âáy l mäüt lỉåüng nhiãût ráút låïn, nãúu b âi thç tháût l lng phê, vç váûy cạc túc bin khê hoảt âäüng riãng l s khäng cọ hiãûu sút cao âỉåüc. Âãø sỉí dủng nhiãût lỉåüng ny, ngỉåìi ta dng mäüt chu trçnh häùn håüp, gi tàõt l chu trçnh khê - håi. Khọi thi ra khi túc bin khê s âỉåüc âỉa qua mäüt näưi håi âàûc biãût âãø sn xút ra håi lm chảy mäüt túc bin håi kẹo thãm mäüt mạy phạt âiãûn. Hiãûu sút ca mäüt chu trçnh nhỉ váûy s cao hån khong 1, 5 láưn so våïi hiãûu sút ca nh mạy âiãûn truưn thäúng. Trãn hçnh (Hçnh 2.16) thãø hiãûn så âäư ngun l ca mäüt nh mạy âiãûn chu trçnh häùn håüp khê - håi. Túc bin khê âỉåüc cáúu tảo båíi 03 bäü pháûn chênh l : mạy nẹn khê (1), bưng âäút (2) v túc bin khê (3). Khäng khê âỉåüc nẹn âãún ạp sút cao v âỉa vo bưng âäút, nhiãn liãûu (khê hồûc dáưu) âỉåüc phun vo bưng âäút v chạy cng våïi khäng khê nẹn. Sau khi ho träün våïi khäng khê thỉï cáúp, dng khê cọ nhiãût âäü v ạp sút cao ny âỉåüc âỉa vo túc bin, quay trủc túc bin. Mäüt pháưn cäng sút ca túc bin s truưn âäüng cho mạy nẹn v lải s kẹo mạy phạt âiãûn (4). - 38 - Doỡng khờ thoaùt coù nhióỷt õọỹ khoaớng 500-600 o C õổồỹc õổa vaỡo mọỹt loỡ hồi (5) õóứ saớn xuỏỳt ra hồi, vaỡ hồi nổồùc seợ laỡm quay tuọỳc bin hồi (6), keùo maùy phaùt õióỷn (9). Nhổ vỏỷy, khờ thoaùt khoới tuọỳc bin khờ ồớ õỏy õaợ õổồỹc tỏỷn duỷng laỷi õóứ saớn xuỏỳt ra hồi nổồùc vaỡ tổỡ hồi ra õióỷn. Hióỷu suỏỳt cuớa mọỹt nhaỡ maùy õióỷn chố duỡng tuọỳc bin khờ vaỡo khoaớng 33%, coỡn hióỷu suỏỳt nhaỡ maùy õióỷn ngổng hồi trong khoaớng 35-40%. Mọỹt nhaỡ maùy õióỷn họựn hồỹp caớ hai loaỷi chu trỗnh trón seợ õaỷt hióỷu suỏỳt lồùn hồn 50%. 1 1- Maùy neùn khờ 2- Buọửng õọỳt 3- Tuọỳc bin khờ 4- Maùy phaùt õióỷn 5- Loỡ hồi 6- Tuọỳc bin hồi 7- Bỗnh ngổng 8- Bồm nổồùc cỏỳp 9 - Maùy phaùt õióỷn 3 4 5 6 7 8 9 2 Hỗnh 2.16.Nguyón lyù cuớa chu trỗnh họựn hồỹp khờ - hồi: ĐO LƯờNG NHIệT CHƯƠNG 2 - 21 - CHƯƠNG 2 : ĐO NHIệT Độ 2.1. NHữNG VấN Đề CHUNG Nhiệt độ là một tham số vật lý quan trọng, thờng hay gặp trong kỹ thuật, công nghiệp, nông nghiệp và trong đời sống sinh hoạt hàng ngày. Nó là tham số có liên quan đến tính chất của rất nhiều vật chất, thể hiện hiệu suất của các máy nhiệt và là nhân tố trọng yếu ảnh hởng đến sự truyền nhiệt. Vì lẽ đó mà trong các nhà máy, trong hệ thống nhiệt đều phải dùng nhiều dụng cụ đo nhiệt độ khác nhau. Chất lợng và số lợng sản phẩm sản xuất đợc đều có liên quan tới nhiệt độ, nhiều trờng hợp phải đo nhiệt độ để đảm bảo cho yêu cầu thiết bị và cho quá trình sản xuất. Hiện nay yêu cầu đo chính xác nhiệt độ từ xa cũng là một việc rất có ý nghĩa đối với sản xuất và nghiên cứu khoa học 2.1.1. Khái niệm nhiệt độ Từ lâu ngời ta đã biết rằng tính chất của vật chất có liên quan mật thiết tới mức độ nóng lạnh của vật chất đó. Nóng lạnh là thể hiện tình trạng giữ nhiệt của vật và mức độ nóng lạnh đó đợc gọi là nhiệt độ. Vậy nhiệt độ là đại lợng đặc trng cho trạng thái nhiệt, theo thuyết động học phân tử thì động năng của vật E = 2 3 KT. Trong đó K- hằng số Bonltzman. E - Động năng trung bình chuyển động thẳng của các phân tử T - Nhiệt độ tuyệt đối của vật . Theo định luật 2 nhiệt động học: Nhiệt lợng nhận vào hay tỏa ra của môi chất trong chu trình Cácnô tơng ứng với nhiệt độ của môi chất và có quan hệ T 2 2 1 1 T T Q Q = T 2 T 1 s Vậy khái niệm nhiệt độ không phụ thuộc vào bản chất mà chỉ phụ thuộc nhiệt lợng nhận vào hay tỏa ra của vật. Muốn đo nhiệt độ thì phải tìm cách xác định đơn vị nhiệt độ để xây dựng thành thang đo nhiệt độ (có khi gọi là thớc đo nhiệt độ, nhiệt giai ). Dụng cụ dùng đo nhiệt độ gọi là nhiệt kế, nhiệt kế dùng đo nhiệt độ cao còn gọi là hỏa kế. Quá trình xây dựng thang đo nhiệt độ tơng đối phức tạp. Từ năm 1597 khi Q 2 -Q 1 Q 1 ĐO LƯờNG NHIệT CHƯƠNG 2 - 22 - xuất hiện nhiệt kế đầu tiên đến nay thớc đo nhiệt độ thờng dùng trên quốc tế vẫn còn những thiếu sót đòi hỏi cần phải tiếp tục nghiên cứu thêm. 2.1.2. Đơn vị và thang đo nhiệt độ 1. Sơ lợc về quá trình xây dựng thang đo nhiệt độ : Quá trình thành lập thớc đo nhiệt độ cũng là quá trình tìm một đơn vị đo nhiệt độ thống nhất và liên quan mật thiết tới việc chế tạo nhiệt kế. 1597 : Galilê dựa trên sự dãn nở của nớc và đã chế tạo ra nhiệt kế nớc đầu tiên ; Với loại này chỉ cho chúng ta biết đợc vật này nóng (lạnh) hơn vật kia mà thôi. Tiếp đó nhiều ngời đã nghiên cứu chế tạo nhiệt kế dựa vào sự dãn nở của các nguyên chất ở 1 pha. Thang đo nhiệt độ đợc quy định dựa vào nhiệt độ chênh lệch giữa 2 điểm khác nhau của một nguyên chất để làm đơn vị đo do NEWTON đề nghị đầu tiên, và cách quy định đo nhiệt độ này đợc dùng mãi cho đến nay. 1724 : Farenheit lập thang đo nhiệt độ với 3 điểm : 0 ; +32 và +96 , tơng ứng với -17,8 o C ; 0 o C và 35,6 o C sau đó lấy thêm điểm +212 ứng với nhiệt độ sôi của nớc ở áp suất khí quyển (100 o C) . 1731 : Reomua sử dụng rợu làm nhiệt kế. Ông lấy rợu có nồng độ thích hợp nhúng vào nớc đá đang tan và lấy thể tích là 1000 đơn vị và khi đặt trong hơi nớc đang sôi thì lấy thể tích là 1080 đơn vị, và xem quan hệ dãn nở đó là đờng thẳng để chia đều thớc ứng với 0 o R đến 80 o R. 1742 : A.Celsius sử dụng thủy ngân làm nhiệt kế. Ông lấy 100 0 C ứng với điểm tan của nớc đá còn 0 o C là điểm sôi của nớc và sau này đổi lại điểm sôi là 100 o C còn điểm tan của nớc đá là 0 o C . Trên đây là một số ví dụ về các thang đo nhiệt độ, đơn vị nhiệt độ trong mỗi loại thớc đo đó cha thống nhất, các nhiệt kế cùng loại khó bảo đảm chế tạo có thớc chia độ giống nhau. Những thiếu sót này làm cho ngời ta nghĩ đến phải xây dựng thớc đo nhiệt độ theo một nguyên tắc khác sao cho đơn vị đo nhiệt độ không phụ thuộc vào chất đo nhiệt độ dùng trong nhiệt kế. 1848 : Kelvin xây dựng thớc đo nhiệt độ trên cơ sở nhiệt động học. Theo định luật nhiệt động học thứ 2, công trong chu trình Cácnô tỷ lệ với độ chênh nhiệt độ chứ không phụ thuộc chất đo nhiệt độ. Kelvin lấy điểm tan của nớc đá là 273,1 độ và gọi 1 độ là chênh lệch nhiệt độ ứng với 1% công trong chu trình Cácnô giữa điểm sôi của nớc và điểm tan của nớc đá ở áp suất bình thờng . 100 0 100 0 Q Q T T = 100 100 0 100 100 0 Q QQ T TT = . ĐO LƯờNG NHIệT CHƯƠNG 2 - 23 - Nếu từ nhiệt độ T 0 đến T 100 ta chia làm 100 khoảng đều nhau và gọi mỗi khoảng là 1 độ thì ta có thể viết : T 100 - T 0 = 100 = ( ) 100 100 0 100 T QQ Q T 100 = 100 100 0 100 Q QQ . Tổng quát ta có : T = 0100 QQ Q .100 độ. Thang đo nhiệt độ nhiệt động học trên thực tế không thể hiện đợc, nó có tính chất thuần túy lý luận, nhng nhờ đó mà thống nhất đợc đơn vị nhiệt độ. Mặt khác quan hệ giữa công và nhiệt độ theo định luật nói trên hoàn toàn giống quan hệ thể tích và áp suất đối với nhiệt độ khí lý tởng tức là : 0 100 00 100100 T T VP VP = và ta cũng có T = 00100100 VPVP PV .100 độ. Nên ngời ta có thể xây dựng đợc thớc đo nhiệt độ theo định luật của khí lý tởng và hoàn toàn thực hiện đợc trên thực tế. Tuy rằng khí thực có khác với khí lý tởng nhng số hiệu chỉnh do sự khác nhau đó không lớn và ngời ta có thể đạt đợc độ chính xác rất cao. Nhiệt kế dùng thực hiện thang đo nhiệt độ này gọi là nhiệt kế khí. 1877 : ủ y ban cân đo quốc tế công nhận thớc chia độ Hydrogen bách phân làm thớc chia nhiệt độ cơ bản, 0 và 100 ứng với điểm tan của nớc đá và điểm sôi của nớc ở áp suất tiêu chuẩn (760 mmHg). Thớc đo này rất gần với thớc đo nhiệt độ nhiệt động học, loại này có hạn chế là giới hạn đo chỉ trong khoảng -25 đến +100 độ (vì ở nhiệt độ cao H có độ khuyếch tán mạnh nên bị lọt và khó chính xác). Việc sử dụng nhiều thớc đo nhiệt độ tất nhiên không tránh khỏi việc tính đổi từ thớc đo này sang thớc đo khác và kết quả tính đổi đó thờng không phù hợp với nhau. Để giải quyết vấn đề đó thì : H (V) 2 Hg ĐO LƯờNG NHIệT CHƯƠNG 2 - 24 - 1933 : Hội nghị cân đo Quốc tế đã quyết định dùng thớc đo nhiệt độ Quốc tế, thớc đo này lấy nhiệt độ tan của nớc đá và nhiệt độ sôi của nớc ở áp suất bình thờng là 0 và 100 độ ký hiệu đơn vị nhiệt độ là [ o C ] và dựa trên một hệ điểm nhiệt độ cố định để chia độ còn các nhiệt độ trung gian thì xác định bằng các dụng cụ nội suy. 1948 : Sau khi sửa đổi và bổ sung thêm, hội nghị cân đo quốc tế đã xác định thớc đo nhiệt độ quốc tế năm 1948. Theo thớc đo này nhiệt độ ký hiệu là t, đơn vị đo là [ o C ]. Thớc đợc xây dựng trên một số điểm chuẩn gốc, đó là những điểm nhiệt độ cân bằng cố định đợc xác định bằng nhiệt kế khí, trị số của điểm chuẩn góc đợc lấy là trị số có xác suất xuất hiện cao nhất của nhiệt kế khí khi đo nhiệt độ điểm chuẩn góc đó. Trị số nhiệt độ giữa các điểm chuẩn góc đợc xác định bằng các nhiệt kế đặc biệt. - Các điểm chuẩn gốc đều đợc xác định ở áp suất khí quyển tiêu chuẩn và gồm các điểm quy định sau : - Điểm sôi của ôxy - 182,97 o C - Điểm tan của nớc đá 0,00 o C - Điểm sôi của nớc 100,00 o C - Điểm sôi của lu huỳnh 444,60 o C - Điểm đông đặc của bạc 960,80 o C - Điểm đông đặc của vàng 1063,00 o C Cách nội suy và ngoại suy để xác định nhiệt độ khác đợc quy định nh sau: + Nhiệt độ trong khoảng từ 0 đến điểm đông đặc của sitibiom (630 o C) dùng nhiệt kế chuẩn là nhiệt kế điện trở bạch kim mà độ tinh khiết của sợi bạch kim thỏa mãn yêu cầu sau : R 100 / R 0 1,3920, ở đây R 0 và R 100 là điện trở của điện trở bạch kim ở 0 o C và ở 100 o C. Quan hệ giữa trị số điện trở bạch kim ở nhiệt độ t (Rt) và nhiệt độ t đợc quy định là : R t = R o [ 1+At +Bt 2 ] . Ro, A, B là các hằng số xác định bằng cách đo R t ứng với t = 0,01 o C, 100 o C và 444,6 o C sau đó giãi hệ 3 phơng trình. + Nhiệt độ trong khoảng từ -182,97 o C đến 0 o C vẫn dùng nhiệt kế điện trở bạch kim nhng theo quan hệ khác : R t = R o .[1+At +Bt 2 +Ct 3 (t-100)] Trong đó C là hằng số tìm đợc do đặt điện trở bạch kim ở nhiệt độ -182,97 o C còn các hệ số khác cũng đợc tính nh trên. + Nhiệt độ trong khoảng 630 o C đến 1063 o C dùng cặp nhiệt bạch kim và bạch kim+Rôđi làm nhiệt kế chuẩn . . tuọỳc bin ata 29,0 90 130 240 bar 28,5 88 128 236 MPa 2,85 8,8 12,8 23, 6 Nhióỷt õọỹ hồi baợo hoaỡ hoỡa o C 230 ,9 30 1,9 32 9 ,3 - Nhióỷt õọỹ õun nổồùc cỏỳp o C 150 215 235 260 2 .3. 6. Phọỳi. 0 i i i' n i' k 2 i i i k i' 1 i' i' 3 i' k n1 n2 n3 H ỗnh 2. 13- Sồ õọử nguyón lyù cuớa tuọỳc bin ngổng hồi vồùi 3 cỏỳp gia nhióỷt họửi nhióỷt hỏm nổồùc cỏỳp Giỏo trỡnh phỏt trin cụng c ng dng s quay 3 cp gia nhit. thuộc nhiệt lợng nhận vào hay tỏa ra của vật. Muốn đo nhiệt độ thì phải tìm cách xác định đơn vị nhiệt độ để xây dựng thành thang đo nhiệt độ (có khi gọi là thớc đo nhiệt độ, nhiệt giai ). Dụng