Tổng hợp đề thi nhiệt động lực học ĐH Bách Khoa TPhcm

30 1.5K 1
Tổng hợp đề thi nhiệt động lực học ĐH Bách Khoa TPhcm

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM – TRƢỜNG ĐH BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ – BỘ MƠN CƠNG NGHỆ NHIỆT LẠNH Duyệt đề GV đề ĐỀ THI GIỮA KỲ LỚP CHÍNH QUY HỌC KỲ I – NĂM HỌC (2011-2012) Nhiệt Động Lực Học Kỹ Thuật 45’ 21/10/2011 - Ghi chú: Sinh viên sử dụng tài liệu Mơn: Thời gian: Ngày thi: GS.TS.Lê Chí Hiệp ThS.Nguyễn Thị Minh Trinh Bài (8 điểm) Khảo sát hỗn hợp khí lý tƣởng gồm khí CO2, N2, O2 có thành phần thể tích lần lƣợt 0,05; 0,75; 0,2 Ban đầu hỗn hợp có áp suất p1 = bar, thể tích V1 = 0,3 m3 đƣợc cho giãn nở đến thể tích tăng 1,75 lần so với ban đầu Xác định áp suất p2 cơng thay đổi thể tích lần lƣợt theo trƣờng hợp sau: Giãn nở theo q trình đẳng nhiệt Giãn nở theo q trình đa biến với n = 1,2 Giãn nở theo q trình đoạn nhiệt Biểu diễn q trình đồ thị p-v Bài (2 điểm) Một động nhiệt hoạt động với hiệu suất  = 60% Năng suất nhả nhiệt động 50 kW Xác định cơng suất phát động Bỏ qua tổn thất nhiệt khác từ động tính tốn - HẾT - ĐÁP ÁN Bài (8 điểm) Đẳng nhiệt: p2   2,857 bar 1,75 Wtt  5.105.0,3 ln(1,75)  83,942 kJ 0,5 đ 1đ Đa biến: 1,   p  5.   1,75  Wtt   2,5546 bar (1,75.2,5546  5).0,3.10  79,415 kJ  1,2 Đoạn nhiệt: hh  0,05.44  0,75.28  0,2.32  29,6 kg/kmol g CO  1đ 0,5 đ 0,05.44  0,0743 29,6 g N  0,7094 0,5 đ g O  0,2163 c vhh  0,5 đ 0,0743 7.4,18 0,7094 5.4,18 0,2163 5.4,18    0,7202 kJ/kgK 44 32 32 cphh  1,0026 kJ/kgK k c phh c vhh  1,392 1,5 đ 1, 392   p  5.   1,75   2,2943 bar (1,75.2,2943  5).0,3.10 Wtt   75,373 kJ  1,392 0,5 đ 1đ p n=1 2' n = 1,2 2" v1 n=k v2 v Bài (2 điểm) Q1  Q2  125 kW 1  W  125  50  75 kW - HẾT - 1đ Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh Khoa Cơ khí Bộ mơn Cơng nghệ nhiệt lạnh ĐỀ KIỂM TRA GIỮA KỲ Mơn: Nhiệt động lực học kỹ thuật Ngày thi: 14-10-2012 Thời gian làm bài: 45 phút Sinh viên sử dụng tài liệu Bài 1: Một hỗn hợp khí lý tưởng gồm có 0,12 kg O2, 0,18 kg CO 0,1 kg CO2 Cho biết áp suất hỗn hợp 180 kPa Xác định: a) số mũ đoạn nhiệt hỗn hợp, (3 điểm) b) số chất khí hỗn hợp, (2 điểm) c) phân áp suất thành phần, (2 điểm) d) cơng kỹ thuật nén đoạn nhiệt hỗn hợp đến áp suất 1,2 MPa, nhiệt độ 235 oC Nhận xét kết (2 điểm) Bài 2: a) (0.5 điểm) Một chất khí thỏa mãn phương trình trạng thái van der Waals sau: (p  a )( v  b)  RT v2 a b số Hãy lập cơng thức tính cơng thay đổi thể tích từ v1 đến v2 q trình đẳng nhiệt b) (0.5 điểm) Cho biết chất khí có a = 1,4.103 N.m4/kg2 b = 3,2.10-5 m3/kg Tính cơng chất khí H2 giãn nở từ thể tích 10 lit/kg đến thể tích 22,4 lit/kg q trình đẳng nhiệt nhiệt độ 20oC Chủ nhiệm mơn Giảng viên đề GS TS Lê Chí Hiệp TS Nguyễn Minh Phú Bài 1: a) gO2=0,12/(0,12+0,18+0,1)=0,3 gCO=0,18/(0,12+0,18+0,1)=0,45 gCO2=0,25 cp= gO2cpO2+ gCOcpCO+ gCO2cpCO2=0,3x29,3/32+0,45x29,3/28+0,25x37/44 =0,9558 kJ/kg.K cv= gO2cvO2+ gCOcvCO+ gCO2cvCO2=0,3x20,9/32+0,45x20,9/28+0,25x29,3/44 =0,6983 kJ/kg.K k=cp/cv=1.37 b) R=8314(0,3/32+0,45/28+0,25/44)=258,8 J/kg.K (   32.125kg / kmol ) c) Đối với chất khí: piV=GiRiT Đối với hỗn hợp: pV=GRT Lập tỉ số ta được: pi=pgiRi/R pO2=180x0,3x(8314/32)/258,8 = 54,2 kPa pCO=180x0,45x(8314/28)/258,8 = 92,9 kPa pCO2=180x0,25x(8314/44)/258,8 = 32,9 kPa rO  g O   0.3012 O2 p O  prO  54,2kPa cách khác: rCO  g CO   0.5163  CO p CO  prCO  92,9kPa rCO2  g CO2   0.1825  CO2 p CO2  prCO2  32,9kPa d) 1 k 11, 37  p2  k  1200  1, 37 T1  T2    (235  273)  304 K   180   p1  k 1,37 Wkt  m R (T2  T1 )  0,4 258,8(235  273  304)  78kJ 1 k  1,37 Bài 2: a) Biến đổi phương trình trạng thái: p  Cơng thay đổi thể tích RT a  vb v a  a  RT w   pdv     dv  RT ln ( v  b)  v  v1 1 v  b  v b 1 w  RT ln  a    v1  b  v v1  2 b) v1 = 10 lit/kg = 10-2 m3/kg; v2 = 22,4 lit/kg = 22,4x10-3 m3/kg Áp dụng cơng thức với a = 1,4.103 N.m4/kg2 b = 3,2.10-5 m3/kg 8314 22,4.10 3  3,2.10 5 1  3 w (20  273) ln  , x 10    3 10   3,2.10 5 10    22,4.10 = 984451-77500 = 906951 J/kg ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM – TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ – BỘ MƠN CƠNG NGHỆ NHIỆT LẠNH ĐỀ KIỂM TRA GIỮA KỲ HK2 (2012-2013) Mơn: Nhiệt Động Lực Học Kỹ Thuật Thời gian: 45’ Ngày thi: 18/03/2013 - - GV đề BM duyệt HUỲNH PHƯỚC HIỂN GS.TS LÊ CHÍ HIỆP Ghi chú: Sinh viên sử dụng tài liệu Bài 1: (9 điểm) Khảo sát hỗn hợp khí lý tưởng có khối lượng 0,25kg gồm N2 CO2 Khi hỗn hợp giãn nở từ trạng thái có áp suất p1 = 9bar, nhiệt độ t1 = 600oC đến trạng thái có áp suất p2 = 1,05bar theo q trình đẳng nhiệt cơng thay đổi thể tích có giá trị 120kJ Hãy xác định: a) Thành phần khối lượng khí hỗn hợp b) Nhiệt độ hỗn hợp trạng thái giá trị cơng thay đổi thể tích trường hợp: - Q trình giãn nở đoạn nhiệt - Q trình giãn nở đa biến với số mũ đa biến n = 1,25 (Áp suất hỗn hợp khí trạng thái khơng đổi: p2 = 1,05bar) c) Biểu diễn tất q trình đồ thị p-V Bài 2: (1 điểm) Một hệ thống nhiệt động với chất mơi giới bên khí lý tưởng thực chu trình thay đổi trạng thái hình bên Biết q trình A → B đoạn nhiệt, B → C D → A đẳng áp, C → D đẳng nhiệt Nhiệt lượng hệ thống nhận vào q trình B → C nhả mơi trường q trình D → A có giá trị 100kJ 150kJ Hãy xác định độ biến thiên enthalpy ∆I hệ thống thay đổi trạng thái từ A → B HẾT Bài 1: a) Xác định thành phần khối lượng khí có hỗn hợp (3 điểm) ( ) ( ) ( Từ ta lập hệ phương trình: ( ) → { { b) Q trình giãn nở đoạn nhiệt: (3điểm) Nhiệt độ hỗn hợp khí trạng thái 2: ( ) ( ) Cơng thay đổi thể tích nhận được: ( ) ( ) Q trình giãn nở đa biến với n = 1,25 (2điểm) Nhiệt độ hỗn hợp khí trạng thái 2: ( ) ( ) Cơng thay đổi thể tích nhận được: ( ) ( Biểu diễn đồ thị P-V (1 điểm) - Q trình giãn nở đẳng nhiệt: 1→2a - Q trình giãn nở đoạn nhiệt: 1→2b - Q trình giãn nở đa biến: 1→2c Bài 2: (1 điểm) ( ( ) ) ) ) ĐỀ KIỂM TRA HỌC KỲ II — 2011/2012 Môn Học : NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC KỸ THUẬT Đại Học Quốc Gia Tp HCM TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA Khoa CƠ KHÍ Thời gian : 45 phút Bm Công Nghệ Nhiệt Lạnh Ngày thi : 5-4-2012 -    - Ghi chú: SV sử dụng tài liệu Khảo sát hỗn hợp khí lý tưởng N CO chứa hệ xylanh pittơng Ở trạng thái ban đầu hỗn hợp có p =1,5bar t =30oC, sau ta cấp nhiệt cho hỗn hợp đến trạng thái có t =70oC Biết rằng: R R R R R P R R R P R - Nếu cấp nhiệt đẳng áp cho hỗn hợp nhiệt lượng nhận vào Q p =67,5kJ - Nếu cấp nhiệt đẳng tích cho hỗn hợp nhiệt lượng nhận vào Q v =50kJ R R P P R R R a Nếu nén đoạn nhiệt hỗn hợp từ trạng thái đến trạng thái cơng nhận vào q trình nén bao nhiêu? (2đ) b Áp suất thể tích hỗn hợp q trình trạng thái (6đ) c Thành phần khối lượng khí hỗn hợp (1đ) d Biểu diễn q trình đồ thị p-v T-s (1đ) Chủ nhiệm BM GV đề PGS TS Lê Chí Hiệp ThS Võ Kiến Quốc Đáp án: a Q trình đoạn nhiệt Q=0 nên W=-∆U Mà ∆U=Q v =50kJ W=-50kJ b Số mũ đoạn nhiệt Q trình đẳng áp p =p =1,5bar Q trình đẳng tích V =V =0,88735m3 Q trình đoạn nhiệt c Giải hệ phương trình k=c p /c v tổng thành phần khối lượng =1 ta tìm thành phần khối lượng N =0,525 CO =0,475 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM – TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ – BỘ MƠN CƠNG NGHỆ NHIỆT LẠNH Cán duyệt đề TS Hà Anh Tùng GV đề TS Trần Văn Hưng ThS Phan Thành Nhân ĐỀ THI CUỐI KỲ LỚP CHÍNH QUY HỌC KỲ I – NĂM HỌC (2012-2013) Mơn: Thời gian: Ngày thi: Nhiệt động lực học kỹ thuật 90’ 29/12/2012 - Ghi chú: Sinh viên sử dụng tài liệu Bài (3 điểm) Hỗn hợp khí gồm CO2 N2 có khối lượng G = 0,5 kg, áp suất p1 = 3,5bar, nhiệt độ t1 = 480oC thể tích V1 = 250 lít giãn nở đến áp suất p2 =1,5 bar nhiệt độ t2 = 380oC Hãy xác định: Thành phần khối lượng hỗn hợp Hằng số mũ đa biến q trình giãn nở Cơng thay đổi thể tích nhiệt lượng trao đổi q trình Bài (4 điểm) Chu trình thiết bị động lực nước có q nhiệt trung gian làm việc với thơng số sau: -Áp suất nước khỏi lò p1 = 160 bar -Áp suất nhiệt độ nước vào q nhiệt trung gian p6 = 20 bar, t6 = 250oC -Nhiệt độ nước khỏi q nhiệt trung gian t7 = 500oC -Áp suất nước bình ngưng p2 = 0,05bar -Cơng suất qua phần tuabine hạ áp NTHA = 40MW Bỏ qua cơng tiêu hao bơm cấp, xác định: Entanpy điểm 1, 2, 3, 6, chu trình Lưu lượng nước tuần hồn Hiệu suất nhiệt chu trình Cơng suất nhiệt cần cung cấp lượng tiêu hao nhiên liệu cho chu trình Biết lò sử dụng dầu FO có nhiệt trị 9800 kcal/kg hiệu suất lò 90% Bài (3 điểm) Máy lạnh có hệ số làm lạnh  = 4,1 giải nhiệt nước Lưu lượng nước qua thiết bị ngưng tụ Gn = 3,8 kg/s, chênh lệch nhiệt độ nước vào nước 5oC, nhiệt dung riêng nước Cp = 4,187 kJ/kgđộ Khơng khí vào dàn lạnh với nhiệt độ 25oC, độ ẩm 65% khỏi dàn lạnh với nhiệt độ t = 15oC Hãy xác định: Năng suất thiết bị ngưng tụ Qk Năng suất lạnh Qo Entanpi khơng khí vào khỏi dàn lạnh (Bằng phương pháp tính tốn) Lưu lượng khơng khí qua dàn lạnh Câu (3 điểm) t u  250 C  pbh  0,03166 bar  d u  0,020336 kg/kg  Iu  76,858 kJ/kg Iu  I1  d1  0,018304 kg/kg = d2  Q0 30  Q k  30 kW  I   76,858  93,524 kJ/kg 90 Q k  Q0 1,2 60 t2  93,524  2500 0,018304  46,08 C  2.0,018304 Câu (2 điểm) Trạng thái Gn  Trạng thái Hơi bão hòa ẩm Hơi q nhiệt t1 = 0C, p1 = bar t2 = 10 0C, p2 = bar i1 = 561,28 kJ/kg i2 = 711,59 kJ/kg 1,33.711,59  561,28   7,4564 kg/s 3,83.7 – Hết – ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM – TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ – BỘ MƠN CƠNG NGHỆ NHIỆT LẠNH GV đề BM duyệt TS TRẦN VĂN HƯNG ThS HUỲNH PHƯỚC HIỂN GS.TS LÊ CHÍ HIỆP ĐỀ THI HỌC KỲ – NĂM HỌC 2012-2013 Mơn: Nhiệt Động Lực Học Kỹ Thuật Thời gian: 90’ Ngày thi: 28/05/2013 - Ghi chú: Sinh viên sử dụng tài liệu Bài (2 điểm) Khảo sát hỗn hợp khí lý tưởng gồm N2, CO2 CO có khối lượng 0,15kg với thành phần thể tích CO2, CO 25% 10% Người ta nén hỗn hợp theo q trình đoạn nhiệt từ trạng thái có áp suất p1 = 1at, t1 = 33oC đến trạng thái có áp suất p2, nhiệt độ T2 = 1,8.T1(K) Hãy xác định: a) Áp suất riêng phần khí hỗn hợp trạng thái (1 điểm) b) Cơng thay đổi thể tích q trình nén (0,5 điểm) c) Nếu hỗn hợp nén theo q trình đẳng nhiệt giá trị cơng thay đổi thể tích tăng hay giảm so với giá trị tính câu b? Giải thích đồ thị p – V (thể tích hỗn hợp trước sau nén có giá trị câu b)(0,5 điểm) Bài (4,5 điểm) Khảo sát máy lạnh sử dụng mơi chất R22 (CHClF2) để làm lạnh khơng khí (KK), dàn ngưng giải nhiệt KK Cho biết: - Trạng thái R22 vào máy nén khỏi dàn ngưng bão hòa khơ lỏng sơi - Áp suất nhiệt độ R22 khỏi máy nén 20bar 70oC - KK vào dàn lạnh có nhiệt độ độ ẩm tương đối 25oC 60%, khỏi dàn lạnh nhiệt độ độ ẩm tương đối 12,5oC 100% Lưu lượng KK qua dàn lạnh Gkk1 = 1,4 kg/s - KK vào dàn ngưng có nhiệt độ độ ẩm tương đối 30oC 80% Lưu lượng KK qua dàn ngưng Gkk2 = 3,2kg/s Hãy xác định: a) Hệ số làm lạnh máy lạnh (1,5 điểm) b) Năng suất lạnh máy lạnh (1,5 điểm) c) Enthalpy nhiệt độ KK khỏi dàn ngưng (1,5 điểm) (Khi tính thơng số trạng thái KK phải sử dụng phương pháp tính tốn) Bài (3,5điểm) Khảo sát chu trình thiết bị động lực nước hình vẽ Khi tính tốn có xét đến cơng bơm cấp Hãy xác định: a) Hiệu suất nhiệt chu trình (2 điểm) b) Xác định suất sinh lò (tấn hơi/giờ) cơng chu trình Cho biết: - Lưu lượng nước giải nhiệt cho bình ngưng: Gn = 650kg/s - Chênh lệch nhiệt độ nước vào nước khỏi bình ngưng 6oC, nhiệt dung riêng nước cpn = 4,18kJ/kgK (1,5 điểm) -HẾT - Bài a) Số mũ đoạn nhiệt (0,5) Áp suất hỗn hợp khí sau q trình nén ( ) Phân áp suất khí hỗn hợp trạng (0,5) thái sau (pi = p2ri) : pCO2 = 2,25at; pCO = 0,9at; pN2 = 5,85at b) Cơng thay đổi thể tích q trình nén nói (0,5) c) Áp suất hỗn hợp khí q trình nén đẳng nhiệt: p2’ = p1.(V1/V2) < p2 = p1.(V1/V2)k , từ đó, ta thể đường nén đoạn nhiệt đẳng nhiệt đồ thị Từ đồ thị, ta nhận thấy độ lớn cơng cần cấp vào để thực q trình nén đẳng nhiệt nhỏ so với nén đoạn nhiệt.(0,5) Bài a) Hệ số làm lạnh máy lạnh (1,5) Bảng thơng số trạng thái TNL làm việc chu trình: Điểm p(bar) 6,217 o t( C) i (kJ/kg) 706,79 s (kJ/kg.K) s1 = s2 = 1,7383 Hệ số làm lạnh máy lạnh: Điểm 20 70 735,89 1,7383 Điểm 20 51,35 564,13 Điểm i4 = i3 = 564,13 b) Năng suất lạnh máy lạnh: - Các thơng số trạng thái khơng khí trước vào dàn lạnh (0,5)  tA = 25oC; φA = 60%  phA = p25oC φA = 0,03166.0,6 = 0,019 bar  dA = 0,622 phA/(1 - phA) = 0,012 kg/kga  IA = tA + dA.(2500 + 2.tA) = 25 + 0,012.(2500 + 2.25) = 55,6 kJ/kga - Các thơng số khơng khí sau khỏi dàn lạnh: (0,5)  tB = 12,5oC; φA = 100%  phB = p12,5oC φB = 0,01466.1 = 0,01466 bar  dB = 0,622 phB/(1 - phB) = 0,0093 kg/kga  IB = tB + dB.(2500 + 2.tB) = 12,5 + 0,0093.(2500 + 25) = 35,98 kJ/kga - Năng suất lạnh máy lạnh: (0,5)  Qo = Gkk1.( IA - IB) = 1,4.(55,6 – 35,98) = 27,468 kW c) Trạng thái KK khỏi dàn ngưng máy lạnh: - Các thơng số trạng thái KK vào dàn ngưng (0,5)  tC = 30oC  φC = 80%  phC = p30oC φC = 0,04241.0,8 = 0,03393 bar  dC = 0,622 phC/(1 - phC) = 0,0218 kg/kga  IC = tC + dC.(2500 + 2.tC) = 25 + 0,0162.(2500 + 2.25) = 85,92 kJ/kga - Năng suất giải nhiệt thiết bị ngưng tụ: (0,5)  │Qk │= Qo (1 + 1/ε) = 33,074 kW - Enthalpy KK khỏi dàn ngưng: (0,25)  ID = IC + │Qk │/Gkk2 = 85,92 + 33,074/3,2 = 96,26 kJ/kga - Nhiệt độ KK khỏi dàn ngưng: (0,25)  tD = (ID – 2500.dD)/(1 + 2dD) = (96,26 – 2500.0,0218)/(1 + 2.0,0218) = 40oC Bài a) Hiệu suất nhiệt chu trình (2,0): t2=40 oC i2=2213,03 kJ/kg x2=0,85 s2=7,1034 s1=s2=7,1034 kJ/kgK, p1=30 bar kJ/kgK (0,5) i1=3360,51 kJ/kg (0,5) i3=167,5 kJ/kg, s3=0,5723 kJ/kgK s3’=s3=0,5723 kJ/kgK, p3’=30 bar t  i3’=170,62 kJ/kg (0,5) (i1  i2 )  (i3'  i3 ) (3360,51  2213,03)  (170,62  167,5)   0,3587  35,87% (0,5) i1  i3' 3360,51  170,62 b) Nhiệt lượng nước nhả bình ngưng: (0,5)  │Qk │= Gn.cpn.(tn2 – tn1) = 650.4,18.6 = 16302 kW - Năng suất sinh lò hơi: (0,5)  Gh = │Qk │/(i2 – i3) = 16302/(2213,03 – 167,5).3600/1000 = 28,6905(tấnhơi/giờ) - Cơng suất phát điện chu trinh: (0,5)  W = Gh.(i1 – i2 + i3 – i3’) = 28,6905.(3360,51 – 2213,03 + 167,5 – 170,62).1000/3600 = 9120 kW ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM – TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ – BỘ MƠN CƠNG NGHỆ NHIỆT LẠNH Duyệt đề GV đề TS.Hà Anh Tùng ThS.Nguyễn Thị Minh Trinh ĐỀ THI HỌC KỲ - LỚP CHÍNH QUY – NĂM HỌC (2010-2011) Mơn: Nhiệt Động Lực Học Kỹ Thuật Thời gian: 90’ Ngày thi: 14/01/2011 - Ghi chú: Sinh viên sử dụng tài liệu Đề thi có trang Câu (3,5 điểm) Khảo sát chu trình thiết bị lạnh làm việc với tác nhân lạnh T R22 hình vẽ Thơng số làm việc chu trình sau: K - Áp suất bay p0 = bar - Áp suất ngưng tụ pk = 18 bar pk = 18 bar - Độ q nhiệt R22 khỏi thiết bị bay tqn = 60C - Độ q lạnh lỏng R22 khỏi thiết bị ngưng tụ tql = 40C x=1 x=0 - Cơng suất máy nén 150 HP p0 = bar s (R22 q nhiệt q lạnh thiết bị bay thiết bị ngưng tụ) Xác định: Entanpy R22 điểm 1,2,3,4 Hệ số làm lạnh chu trình Nhiệt độ nước lạnh khỏi thiết bị bay Biết nhiệt độ nước lạnh vào thiết bị tn1 = 150C lưu lượng nước lạnh qua thiết bị Gn = 20 kg/s Câu (3,5 điểm) Khảo sát hệ thống sấy hoạt động theo ngun tắc hình vẽ có thơng số làm việc sau: - Khơng khí ẩm vào Calorifer có t1 = 280C, 1 = 75% Hơi nước ph = bar , th1 = 2000C th2 = 800C Vật sấy Không khí t1 , 1 - Khơng khí ẩm khỏi Calorifer có t2 = 850C 3 t2 Calorifer Buồng sấy - Khơng khí ẩm khỏi buồng sấy có 3 = 95% - Hơi nước vào gia nhiệt cho Calorifer có ph = bar, th1 = 2000C - Nước ngưng khỏi Calorifer có th2 = 800C - Khối lượng tươi vật sấy 500kg Sau thời gian sấy sản phẩm khơ lại 380kg Xác định lưu lượng khơng khí lưu lượng nước cần cung cấp cho hệ thống Tiếp theo trang sau  1/ p Câu (3 điểm) Khảo sát chu trình Carnot thuận chiều làm việc hình vẽ với chất mơi giới khơng khí Thơng số làm việc chu trình sau: q1 TN =c - Nhiệt độ nguồn nóng tN = 600 C - Nhiệt độ nguồn lạnh tL = 370C ons t s = const s = const - Áp suất lớn p1 = 45 bar - Áp suất nhỏ p3 = bar Xác định nhiệt lượng cấp vào q1 nhiệt lượng nhả q2 chu trình (Tính cho kg chất mơi giới) TL = const q2 v - HẾT - 2/ ĐÁP ÁN Câu (3,5 điểm) p0 = bar  t0 = – 60C  t1 = t0 + tqn = 00C pk = 18 bar  tk = 470C  t3 = tk – tql = 430C Trạng thái p, bar t, 0C i, kJ/kg s, kJ/kgK (Hơi q nhiệt) 706,46 1,7749 (Hơi q nhiệt) 18 - 745,76 1,7749 (Lỏng sơi) 18 43 553,31 1,1778 (Hơi bão hòa ẩm) -6 553,31 -  i1  i 706 ,46  553,31   3,897 i  i1 745 ,76  706 ,46 G R 22  150 0,7457  2,8459 kg/s 745 ,76  706 ,46 t n  15  2,8459 706 ,46  553,31  9,786 C 20.4,18 Q0 = 435,857 kW Bài (3,5 điểm) Khơng khí: Trạng thái t, 0C , % I, kJ/kg d, kg/kg 28 75 74,778 0,0183 85 133,865 0,0183 37 95 133,865 0,0395 p, bar t, 0C i, kJ/kg 200 2849 80 335,2 Hơi nước: Trạng thái Gn  500  380  15 kg/h G kk  Gh  15  707 ,55 kg/h = 0,1965 kg/s 0,0395  0,0183 707 ,55.133,865  74,778   16,63 kg/h = 0,00462 kg/s 2849  335 ,2 3/ Bài (3 điểm) t1  t N  600 C 8314 600  273   v1   0,05562 m3/kg  29.45 10 p1  45 bar t  t L  37 C 8314 37  273   v3   0,88874 m3/kg  29.10 p3  bar - Q trình 2-3: đoạn nhiệt  37  273 1, 1 v2   0,88874  0,06678 m3/kg   600  273  - Q trình 1-2: đẳng nhiệt q1  RTN ln v 8314 600  273 ln 0,06678  45,774 kJ/kg  v1 29 0,05562 Tính q2: cách  TN  TL 600  37   0,6449 TN 600  273 q  1  .q1  1  0,6449 .45,774  16,254 kJ/kg q2 = – 16,254 kJ/kg (nhiệt lượng nhả ra) - Q trình 4-1: đoạn nhiệt  600  273  v4     37  273  1, 1 0,05562  0,74 m3/kg - Q trình 3-4: đẳng nhiệt q  RTL ln  v4 v3 8314 37  273 ln 0,7402  16,254 kJ/kg 29 0,8887 – Hết – 4/ ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM – TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ – BỘ MƠN CƠNG NGHỆ NHIỆT LẠNH Duyệt đề GV đề TS.Hà Anh Tùng ThS.Nguyễn Thị Minh Trinh ĐỀ THI HỌC KỲ - LỚP CHÍNH QUY – NĂM HỌC (2010-2011) Mơn: Nhiệt Động Lực Học Kỹ Thuật Thời gian: 90’ Ngày thi: 14/01/2011 - Ghi chú: Sinh viên sử dụng tài liệu Đề thi có trang Câu (3,5 điểm) Khảo sát chu trình thiết bị lạnh làm việc với tác nhân lạnh T R22 hình vẽ Thơng số làm việc chu trình sau: K - Áp suất bay p0 = bar - Áp suất ngưng tụ pk = 18 bar pk = 18 bar - Độ q nhiệt R22 khỏi thiết bị bay tqn = 60C - Độ q lạnh lỏng R22 khỏi thiết bị ngưng tụ tql = 40C x=1 x=0 - Cơng suất máy nén 150 HP p0 = bar s (R22 q nhiệt q lạnh thiết bị bay thiết bị ngưng tụ) Xác định: Entanpy R22 điểm 1,2,3,4 Hệ số làm lạnh chu trình Nhiệt độ nước lạnh khỏi thiết bị bay Biết nhiệt độ nước lạnh vào thiết bị tn1 = 150C lưu lượng nước lạnh qua thiết bị Gn = 20 kg/s Câu (3,5 điểm) Khảo sát hệ thống sấy hoạt động theo ngun tắc hình vẽ có thơng số làm việc sau: - Khơng khí ẩm vào Calorifer có t1 = 280C, 1 = 75% Hơi nước ph = bar , th1 = 2000C th2 = 800C Vật sấy Không khí t1 , 1 - Khơng khí ẩm khỏi Calorifer có t2 = 850C 3 t2 Calorifer Buồng sấy - Khơng khí ẩm khỏi buồng sấy có 3 = 95% - Hơi nước vào gia nhiệt cho Calorifer có ph = bar, th1 = 2000C - Nước ngưng khỏi Calorifer có th2 = 800C - Khối lượng tươi vật sấy 500kg Sau thời gian sấy sản phẩm khơ lại 380kg Xác định lưu lượng khơng khí lưu lượng nước cần cung cấp cho hệ thống Tiếp theo trang sau  1/ p Câu (3 điểm) Khảo sát chu trình Carnot thuận chiều làm việc hình vẽ với chất mơi giới khơng khí Thơng số làm việc chu trình sau: q1 TN =c - Nhiệt độ nguồn nóng tN = 600 C - Nhiệt độ nguồn lạnh tL = 370C ons t s = const s = const - Áp suất lớn p1 = 45 bar - Áp suất nhỏ p3 = bar Xác định nhiệt lượng cấp vào q1 nhiệt lượng nhả q2 chu trình (Tính cho kg chất mơi giới) TL = const q2 v - HẾT - 2/ ĐÁP ÁN Câu (3,5 điểm) p0 = bar  t0 = – 60C  t1 = t0 + tqn = 00C pk = 18 bar  tk = 470C  t3 = tk – tql = 430C Trạng thái p, bar t, 0C i, kJ/kg s, kJ/kgK (Hơi q nhiệt) 706,46 1,7749 (Hơi q nhiệt) 18 - 745,76 1,7749 (Lỏng sơi) 18 43 553,31 1,1778 (Hơi bão hòa ẩm) -6 553,31 -  i1  i 706 ,46  553,31   3,897 i  i1 745 ,76  706 ,46 G R 22  150 0,7457  2,8459 kg/s 745 ,76  706 ,46 t n  15  2,8459 706 ,46  553,31  9,786 C 20.4,18 Q0 = 435,857 kW Bài (3,5 điểm) Khơng khí: Trạng thái t, 0C , % I, kJ/kg d, kg/kg 28 75 74,778 0,0183 85 133,865 0,0183 37 95 133,865 0,0395 p, bar t, 0C i, kJ/kg 200 2849 80 335,2 Hơi nước: Trạng thái Gn  500  380  15 kg/h G kk  Gh  15  707 ,55 kg/h = 0,1965 kg/s 0,0395  0,0183 707 ,55.133,865  74,778   16,63 kg/h = 0,00462 kg/s 2849  335 ,2 3/ Bài (3 điểm) t1  t N  600 C 8314 600  273   v1   0,05562 m3/kg  29.45 10 p1  45 bar t  t L  37 C 8314 37  273   v3   0,88874 m3/kg  29.10 p3  bar - Q trình 2-3: đoạn nhiệt  37  273 1, 1 v2   0,88874  0,06678 m3/kg   600  273  - Q trình 1-2: đẳng nhiệt q1  RTN ln v 8314 600  273 ln 0,06678  45,774 kJ/kg  v1 29 0,05562 Tính q2: cách  TN  TL 600  37   0,6449 TN 600  273 q  1  .q1  1  0,6449 .45,774  16,254 kJ/kg q2 = – 16,254 kJ/kg (nhiệt lượng nhả ra) - Q trình 4-1: đoạn nhiệt  600  273  v4     37  273  1, 1 0,05562  0,74 m3/kg - Q trình 3-4: đẳng nhiệt q  RTL ln  v4 v3 8314 37  273 ln 0,7402  16,254 kJ/kg 29 0,8887 – Hết – 4/ Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM Khoa Cơ Khí Bộ mơn Cơng Nghệ Nhiệt Lạnh Đề thi cuối kỳ I (2011-2012) Mơn học: Nhiệt động lực học kỹ thuật Thời gian làm bài: 90 phút Ngày kiểm tra: 04-01-2012 SV sử dụng tài liệu Bài 1: Một hệ xylanh piston bên có chứa 0,6kg hỗn hợp khí lí tưởng N2 CO2 Thành phần thể tích khí rN  0,7 rCO  0,3 Ở trạng thái ban đầu hỗn hợp có áp suất p1=2bar nhiệt độ t1=400C Sau nén đoạn nhiệt hỗn hợp đến trạng thái có t2=750C Hãy xác định a Áp suất hỗn hợp sau nén b Cơng cấp vào cho q trình nén 2 Bài 2: Chu trình máy lạnh có máy nén làm việc với tác nhân lạnh R22 có thơng số sau: - Áp suất bay p0=4,222bar - Nhiệt độ ngưng tụ tK=40oC - Hơi hút máy nén bão hòa khơ - Khơng khí vào dàn lạnh có nhiệt độ t1=250C độ ẩm 1  75% Lưu lượng khơng khí qua dàn lạnh 1250kg/h Lượng nước tách khỏi dàn lạnh Gn=2,5kg/giờ Hãy xác định: a Entanpi điểm chu trình b Nhiệt độ khơng khí khỏi dàn lạnh c Năng suất lạnh, suất giải nhiệt hệ số làm lạnh chu trình d Nhiệt độ khơng khí giải nhiệt có ảnh hưởng đến hệ số làm lạnh chu trình hay khơng? Giải thích Bài 3: Hơi nước có áp suất p1=12bar v1=0,25m3/kg chảy qua ống tăng tốc nhỏ dần vào mơi trường có áp suất p2=6bar Hãy xác định tốc độ lưu lượng nước đầu ống biết đường kính ống đầu 50mm Đáp án: Bài 1: 2đ Phân tử lượng hỗn hợp   0,7.28  0,3.44  32,8kg / kmol 0,5đ Số mũ đoạn nhiệt k cp cv  0,7.29,3  0,3.37 ,67  1,35828 0,5đ 0,7.20,9  0,3.29,3 Áp suất hỗn hợp 1, 35828  313 11,35828 p  2.  2,99 bar 0,5đ   348  Cơng cấp vào W  0,6 8314 (313  348 )  14,86 kJ 0,5đ 32,8.0,35828 Bài 2: 5đ Entanpi điểm Điểm 1: 0,25đ i1=702,39kJ/kg s1=1,7552kJ/kgK Điểm 2: 1,25đ tK=400C  pK  15,315bar p  14 bar  i  732 ,24 kJ / kg  s  , 7552 kJ / kgK  p  16 bar  i  735 ,78kJ / kg  s  1,7552 kJ / kgK 15,315  14 735,78  732 ,24   734 ,567 kJ / kg  i  732 ,24  16  14 Điểm 3: 0,25đ i3  549 ,36 kJ / kg Điểm 4: i  i3  549 ,36 kJ / kg Khơng khí ẩm Trạng thái khơng khí vào dàn lạnh: 1đ t1  250 C  phbh1  0,03166 bar  ph1  0,023745 bar  d1  0,015128 kghn / kgkkk  I1  63,58kJ / kg Trạng thái kk khỏi dàn lạnh: 1đ G n  G kk d1  d   d  0,013128 kghn / kgkkk  p hn  0,02067 bar  phbh  t  180 C  I  51,28kJ / kg Nhiệt lượng khơng khí nhả = suất lạnh 0,25đ Q KK  Q0  1250 63,58  51,28   4,268 kW 3600 Năng suất giải nhiệt 0,5đ 4,268 734 ,567  549 ,36   5,165 kW 702 ,39  549 ,36    4,75 QK  Giải thích 0,5đ Bài 3: 3đ p th  .p1  6,552 bar p2[...]... Gkk=Q0/(I1-I2)=63,938/(58,330-42,282)=3,984kg/s (0.5 điểm) ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM – TRƢỜNG ĐH BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ – BỘ MƠN CƠNG NGHỆ NHIỆT LẠNH Duyệt đề GV ra đề GS.TS Lê Chí Hiệp ThS.Nguyễn Thị Minh Trinh ĐỀ THI HỌC KỲ II - LỚP CHÍNH QUY – NĂM HỌC (2011-2012) Mơn: Nhiệt Động Lực Học Kỹ Thuật Thời gian: 90’ Ngày thi: 6/6/2012 - Ghi chú: Sinh viên được sử dụng tài liệu T Câu 1 (2,5 điểm) 3 Khảo sát một thi t bị làm việc theo chu... 0,74 m3/kg - Q trình 3-4: đẳng nhiệt q 2  RTL ln  v4 v3 8314 37  273 ln 0,7402  16,254 kJ/kg 29 0,8887 – Hết – 4/ 4 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM – TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ – BỘ MƠN CƠNG NGHỆ NHIỆT LẠNH Duyệt đề GV ra đề TS.Hà Anh Tùng ThS.Nguyễn Thị Minh Trinh ĐỀ THI HỌC KỲ 1 - LỚP CHÍNH QUY – NĂM HỌC (2010-2011) Mơn: Nhiệt Động Lực Học Kỹ Thuật Thời gian: 90’ Ngày thi: 14/01/2011 - Ghi... HỌC QUỐC GIA TP.HCM – TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ – BỘ MƠN CƠNG NGHỆ NHIỆT LẠNH Duyệt đề GV ra đề TS.Hà Anh Tùng ThS.Nguyễn Thị Minh Trinh ĐỀ THI HỌC KỲ 1 - LỚP CHÍNH QUY – NĂM HỌC (2010-2011) Mơn: Nhiệt Động Lực Học Kỹ Thuật Thời gian: 90’ Ngày thi: 14/01/2011 - Ghi chú: Sinh viên được sử dụng tài liệu Đề thi có 2 trang Câu 1 (3,5 điểm) Khảo sát chu trình thi t bị lạnh làm việc với tác nhân... Hơi q nhiệt t1 = 0 0C, p1 = 5 bar t2 = 10 0C, p2 = 5 bar i1 = 561,28 kJ/kg i2 = 711,59 kJ/kg 1,33.711,59  561,28   7,4564 kg/s 3,83.7 – Hết – ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM – TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ – BỘ MƠN CƠNG NGHỆ NHIỆT LẠNH GV ra đề BM duyệt TS TRẦN VĂN HƯNG ThS HUỲNH PHƯỚC HIỂN GS.TS LÊ CHÍ HIỆP ĐỀ THI HỌC KỲ 2 – NĂM HỌC 2012-2013 Mơn: Nhiệt Động Lực Học Kỹ Thuật Thời gian: 90’ Ngày thi: ... Q trình 3-4: đẳng nhiệt q 2  RTL ln  v4 v3 8314 37  273 ln 0,7402  16,254 kJ/kg 29 0,8887 – Hết – 4/ 4 Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM Khoa Cơ Khí Bộ mơn Cơng Nghệ Nhiệt Lạnh Đề thi cuối kỳ I (2011-2012) Mơn học: Nhiệt động lực học kỹ thuật Thời gian làm bài: 90 phút Ngày kiểm tra: 04-01-2012 SV được sử dụng tài liệu Bài 1: Một hệ xylanh piston bên trong có chứa 0,6kg hỗn hợp 2 khí lí tưởng... 150 HP 1 p0 = 4 bar s (R22 được q nhiệt và q lạnh ngay trong thi t bị bay hơi và thi t bị ngưng tụ) Xác định: 1 Entanpy của R22 tại các điểm 1,2,3,4 2 Hệ số làm lạnh của chu trình 3 Nhiệt độ nước lạnh ra khỏi thi t bị bay hơi Biết nhiệt độ nước lạnh vào thi t bị tn1 = 150C và lưu lượng nước lạnh đi qua thi t bị Gn = 20 kg/s Câu 2 (3,5 điểm) Khảo sát hệ thống sấy hoạt động theo ngun tắc như hình vẽ và... 3 - Độ q nhiệt của hơi R22 khi ra khỏi thi t bị bay hơi tqn = 60C - Độ q lạnh của lỏng R22 ra khỏi thi t bị ngưng tụ tql = 40C 4 x=1 x=0 - Cơng suất máy nén là 150 HP 1 p0 = 4 bar s (R22 được q nhiệt và q lạnh ngay trong thi t bị bay hơi và thi t bị ngưng tụ) Xác định: 1 Entanpy của R22 tại các điểm 1,2,3,4 2 Hệ số làm lạnh của chu trình 3 Nhiệt độ nước lạnh ra khỏi thi t bị bay hơi Biết nhiệt độ... kJ/kgK Xác định nhiệt lƣợng cần cung cấp q1 và cơng kỹ thuật sinh ra w của thi t thi t bị (tính cho 1 đơn vị chất mơi giới làm việc theo lý thuyết) 1 t ons c p1 = t 4 q2 Câu 2 (2,5 điểm) Hơi nƣớc sau khi ra khỏi bao hơi của lò hơi ở trạng thái có p1 = 80 bar, v1 = 0,022 m3/kg đƣợc đƣa vào gia nhiệt tại bộ q nhiệt Ra khỏi bộ q nhiệt, nhiệt độ hơi nƣớc tăng thêm 140 0C 1 Xác định cơng suất nhiệt cần cung... chú: Sinh viên được sử dụng tài liệu Đề thi có 2 trang Câu 1 (3,5 điểm) Khảo sát chu trình thi t bị lạnh làm việc với tác nhân lạnh là T R22 như hình vẽ Thơng số làm việc của chu trình như sau: K 2 - Áp suất bay hơi p0 = 4 bar - Áp suất ngưng tụ pk = 18 bar pk = 18 bar 3 - Độ q nhiệt của hơi R22 khi ra khỏi thi t bị bay hơi tqn = 60C - Độ q lạnh của lỏng R22 ra khỏi thi t bị ngưng tụ tql = 40C 4 x=1... đổi thể tích của q trình nén nói trên (0,5) c) Áp suất của hỗn hợp khí nếu q trình nén là đẳng nhiệt: p2’ = p1.(V1/V2) < p2 = p1.(V1/V2)k , từ đó, ta có thể thể hiện các đường nén đoạn nhiệt và đẳng nhiệt như trên đồ thị Từ đồ thị, ta nhận thấy độ lớn của cơng cần cấp vào để thực hiện q trình nén đẳng nhiệt sẽ nhỏ hơn so với khi nén đoạn nhiệt. (0,5) Bài 2 a) Hệ số làm lạnh của máy lạnh (1,5) Bảng các

Ngày đăng: 16/07/2016, 10:34

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan