Tài liệu Nhiệt động lực học kỹ thuật

öôïc söû duïng taøi lieäu. Baøi 1: Khaûo saùt hoãn hôïp khí lyù töôûng goàm 2 khí CO2 vaø N2 coù khoái löôïng laø Ghh=1,5kg ñöôïc chöùa trong moät heä xylanh pittoâng. ÔÛ traïng thaùi ban ñaàu khoái khí coù theå tích laø V1=0,5m3; nhieät ñoä t1=27oC. Sau ñoù ngöôøi ta neùn hoãn hôïp khí naøy ñeán traïng thaùi 2 coù V2=0,311m3; nhieät ñoä t2=57oC. Bieát thaønh phaàn khoái löôïng cuûa khí CO2 trong hoãn hôïp laø 40%. Haõy xaùc ñònh: a. Soá muõ ña bieán cuûa quaù trình? b. Coâng vaø nhieät löôïng cuûa quaù trình? Nhaän xeùt? c. Kieåm tra laïi ñònh luaät I Baøi 2: Moät bình kín coù theå tích laø V=150lít chöùa 1,5kg hôi nöôùc. ÔÛ traïng thaùi ban ñaàu soá chæ aùp keá gaén treân bình laø p1=8bar. Sau moät thôøi gian ñeå ngoaøi trôøi thì soá chæ aùp keá gaén treân bình laø p2=7bar. Haõy xaùc ñònh nhieät löôïng nhaû ra trong quaù trình naøy? Baøi 3: Khoâng khí aåm ôû traïng thaùi ban ñaàu coù t1=25oC, ϕ1=70% ñöôïc laøm laïnh ñeán traïng thaùi 2 coù d2=12ghn/kgkkk. Baèng phöông phaùp tính toaùn haõy xaùc ñònh: a. Caùc thoâng soá traïng thaùi coøn laïi cuûa khoâng khí aåm? b. Khoâng khí aåm naøy ñöôïc laøm laïnh baèng moät maùy laïnh coù heä soá laøm laïnh laø ε=4 vaø naêng suaát giaûi nhieät ôû daøn noùng laø QK=30kW. Haõy xaùc ñònh löôïng nöôùc taùch ra khoûi khoâng khí aåm? Baøi 4: Khaûo saùt chu trình thieát bò ñoäng löïc hôi nöôùc nhö hình veõ. Bieát: - Nhieät ñoä vaø aùp suaát cuûa hôi tröôùc khi vaøo tuabin laø t=500oC vaø p=120bar, aùp suaát cuûa hôi sau khi ra khoûi tuabin laø p=0,045bar. - Löu löôïng hôi tuaàn hoaøn laø G=100taán/giôø. a. Haõy neâu chöùc naêng cuûa töøng thieát bò trong chu trình vaø nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa chu trình? LOØ HÔI TUABIN BÌNH NGÖNG BÔM 1 23 4b. Giaûi thích taïi sao traïng thaùi ra khoûi bình ngöng laø traïng thaùi loûng soâi? c. Tính hieäu suaát nhieät cuûa chu trình (boû qua coâng bôm) d. Tính löu löôïng nöôùc giaûi nhieät cho bình ngöng neáu bieát ñoä cheânh leäch nhieät ñoä nöôùc vaøo vaø ra bình ngöng laø 6oC. GV ra ñeà: Voõ Kieán Quoác Đáp số: Bài 1: cvhh=0,71422 kJ/kgK; cphh = 0,97058 kJ/kgK; k=1,359; μ = 32,766 kg/kmol; n=1,2; W= -57 kJ; Q= - 25,55 kJ; ΔU = 32,14 kJ. Bài 2: v = 0,1 m3/kg; x = 0,4625; i1=1682,28 kJ/kg; x2 = 0,413425; i2 = 1567,63 kJ/kg; Q=172 kJ Bài 3: d1=0,014097 ghn/kgkkk; I1 = 60,947 kJ/kg; ph2 = 0,018927 bar; t2 = 16,5oC; I2 = 46,886 kJ/kg; Q0 = 24 kW; Gkk=1,7068 kg/s; Gn =12,88 kg/h Bài 4: i1 = 3347 kJ/kg; s1 = 6,487 kJ/kgK; x2 = 0,7564; i2 = 1963,5 kJ/kg; i3 = 130 kJ/kg, η = 43%; Q2 = 50,93 MW; Gn = 2030,7 kg/s. TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA TP. HOÀ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH --------o0o-------- Ñeà thi moân : NHIEÄT ÑOÄNG LÖÏC HOÏC KYÕ THUAÄT Ngaøy thi : 7/06/2006 - Thôøi gian :90 phuùt. (Sinh vieân ñöôïc pheùp söû duïng taøi lieäu) Baøi 1 (4ñ) LOØ HÔI TUABIN BÌNH NGÖNG BÔM 1 23 4 Chu trình thieát bò ñoäng löïc hôi nöôùc laøm vieäc vôùi caùc thoâng soá nhö sau: p1=100bar; p2=0,05bar; x2=0,8. Naêng suaát loø hôi laø G=150taán/h. Boû qua coâng bôm, haõy xaùc ñònh: a. Nhieät ñoä cuûa hôi tröôùc khi vaøo tua bin? b. Hieäu suaát nhieät cuûa chu trình? c. Löu löôïng nöôùc giaûi nhieät cho bình ngöng. Bieát ñoä cheânh nhieät ñoä nöôùc vaøo vaø ra bình ngöng laø 5oC vaø hieäu suaát cuûa bình ngöng laø 85%. d. Bieåu dieãn chu trình treân 3 ñoà thò P-v, T-s vaø i-s Baøi 2 (2ñ) Khoâng khí aåm ôû traïng thaùi ban ñaàu coù nhieät ñoä nhieät keá khoâ laø t1=30oC; nhieät ñoä nhieät keá öôùt laø tö1=26oC ñöôïc laøm laïnh ñeán traïng thaùi 2 roài sau ñoù gia nhieät ñeán traïng thaùi 3 coù t3= 45oC; d3=15ghn/kgkkk. Haõy xaùc ñònh caùc thoâng soá traïng thaùi coøn laïi cuûa khoâng khí aåm (t,ϕ,d,I) taïi caùc traïng thaùi 1, 2 vaø 3. Baøi 3 (4ñ) Chu trình maùy laïnh coù maùy neùn hôi 1 caáp laøm vôùi taùc nhaân laïnh R22 coù caùc thoâng soá nhö sau: nhieät ñoä bay hôi t0=5oC, nhieät ñoä ngöng tuï tk=50oC, hôi huùt veà maùy neùn laø hôi baõo hoøa khoâ, coâng suaát maùy neùn pittoâng laø 5HP. Khoâng khí ñi vaøo giaûi nhieät cho daøn noùng coù t1=30oC, ϕ1=70%. Khoâng khí ra khoûi daøn noùng coù t2=45oC. Haõy xaùc ñònh: a. Aùp suaát ôû ñaàu ñaåy cuûa maùy neùn. b. Naêng suaát laïnh Qo, naêng suaát giaûi nhieät QK vaø heä soá laøm laïnh ε cuûa chu trình. c. Löu löôïng khoâng khí ñi qua daøn noùng GDN. d. Neáu aùp suaát ôû ñaàu ñaåy maùy neùn laø 10bar vaø caùc thoâng soá cuûa khoâng khí giaûi nhieät daøn noùng khoâng thay ñoåi thì maùy laïnh naøy coù hoaït ñoäng ñöôïc hay khoâng? Giaûi thích taïi sao? Chuû nhieäm boä moân Giaùo vieân ra ñeà PGS-TS LEÂ CHÍ HIEÄP VOÕ KIEÁN QUOÁC Đáp án: Baøi 1: ñieåm 2: hôi baõo hoøa aåm x2=0,8 i2 = 2076,366 kJ/kg s2 =6,80962 kJ/kgK ñieåm 1: hôi quaù nhieät s1 = s2 = 6,80962 kJ/kgK p1=100bar Ct kgkJi o570)500600( 596,6901,6 596,680962,6500 /4,3546)33723621( 596,6901,6 596,680962,63372 1 1 =−− −+= =−− −+= ñieåm 3: loûng soâi p3 = p2 = 0,05bar. Tra baûng ñöôïc i3=137,83kJ/kg Hieäu suaát nhieät cuûa chu trình: %127,43 31 21 =− −= ii iiη Löu löôïng nöôùc giaûi nhieät cho bình ngöng: skg tc QG BNp /3280 . 2 =Δ= η Baøi 2: Traïng thaùi 1: t1=30oC p→ hbh1=0,04241bar tö1=26oC→ϕö1=100% p→ hö1=phbhö1= 03381,0)03166,004241,0(2530 252603166,0 =−− −+ bar dö = 0,622.0,03381/(1-0,03381)=0,02176 kghn/kgkkk Iö = 26+2552.0,02176 = 81,54 kJ/kg Ta coù I1 = Iö = 81,54kJ/kg = t1+(2500+2t1)d1 → d1 = 0,02013 kghn/kgkkk → ph1 = 0,03156 bar → ϕ1 = 74 % Traïng thaùi 3: t3=45oC p→ hbh3=0,09584bar. d3=0,015kghn/kgkkk=0,622ph3/(1-ph3) p→ h3=0,023547bar ϕ3=24,56% I3=45+2590.0,015=83,85kJ/kg Traïng thaùi 2: d2=d3=0,015kghn/kgkkk→ ph2= ph3=0,023547bar d2<d1 quaù trình laøm laïnh döôùi ñieåm ñoïng söông → →ϕ2=100% p→ hbh2= ph2=0,023547bar t2= CO1,20502337,003166,0 02337,0023547,020 =− −+ I2=58,2kJ/kg Baøi 3: Ñieåm 1: hôi baõo hoøa khoâ → i1=i1”, s1=s1” t1=to=5oC tra baûng R22 baõo hoaø i1=706,09 kJ/kg s1=1,7409 kJ/kgK Ñieåm 2: hôi quaù nhieät s2=s1=1,7409kJ/kgK p2=pK tk=50oC →pk=19,395bar kgkJi kgKkJs barp /085,734)65,72996,738( 7278,17553,1 7278,17409,165,729 /7409,1 18 =−− −+=→⎩⎨ ⎧ = = kgkJi kgKkJs barp /8,736)89,73528,745( 7383,17653,1 7383,17409,189,735 /7409,1 20 =−− −+=→⎩⎨ ⎧ = = kgkJi kgKkJs barp /97,735)085,7348,736( 1820 18395,19085,734 /7409,1 395,19 2 2 2 =−− −+=→ ⎩⎨ ⎧ = = Ñieåm 3: loûng soâi t3=tk=50oC → i3=i3’=562,75kJ/kg Ñieåm 4: i4=i3=562,75kJ/kg Naêng suaát laïnh: ( ) ( ) ( ) kWiiii NiiGQ 89,1741 12 410 =−−=−= Naêng suaát giaûi nhieät ( ) ( ) ( ) kWiiii NiiGQ 62,2132 12 320 =−−=−= Heä soá laøm laïnh: 79,4 0 0 =−= QQ Q K ε Khoâng khí aåm t1=30oC p→ hbh1 = 0,04241bar ϕ1=70% p→ h1 = 0,029687bar →d1 = 0,019kghn/kgkkk → I1 = 78,64kJ/kg t2 = 45oC→ phbh2 = 0,09584bar d2 = d1 = 0,019kghn/kgkkk → I2 = 94,21kJ/kg hkgGkk /49993600.64,7821,94 62,21 =−= TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM - Khoa CÔ KHÍ BM COÂNG NGHEÄ NHIEÄT LAÏNH ĐỀ THI CUỐI KỲ Moân Thi : Nhieät Ñoäng Löïc Hoïc Kyõ Thuaät Thôøi gian : 90 phuùt Ngaøy thi : 21/06/2006 -----o0o---- Ghi chuù: SV ñöôïc söû duïng taøi lieäu Baøi 1: (2 ñieåm) Khaûo saùt moät hoãn hôïp khí lyù töôûng coù caùc thaønh phaàn theo khoái löôïng nhö sau: %3,12g 2CO = , %2,7g 2O = , %5,80g 2N = Ban ñaàu hoãn hôïp coù theå tích , nhieät ñoä , aùp suaát . lít970V1 = C300t o1 = bar8p1 = Sau khi giaõn nôû hoãn hôïp coù aùp suaát bar5,1p2 = , nhieät ñoä C120t o2 = 1. Xaùc ñònh khoái löôïng cuûa töøng khí trong hoãn hôïp. (1 ñieåm) 2. Xaùc ñònh coâng thay ñoåi theå tích cuûa quaù trình. (1 ñieåm) Baøi 2: (2,5 ñieåm) Khoâng khí aåm tröôùc khi ñi vaøo thieát bò A coù t1 = 30oC vaø ϕ1 = 80%. Xaùc ñònh nhieät ñoä t2 vaø ñoä chöùa hôi d2 cuûa khoâng khí sau khi ra khoûi thieát bò A trong caùc tröôøng hôïp sau: 1. Thieát bò A laø boä gia nhieät kieåu ñieän trôû vôùi ϕ2 = 40%. (1 ñieåm) 2. Thieát bò A laø daøn laïnh vôùi ϕ2 = 95% vaø nhieät ñoä ñoïng söông tñs2 = 15oC. (1 ñieåm) 3. Bieåu dieãn caùc tröôøng hôïp khaûo saùt treân ñoà thò t-d. (0,5 ñieåm) Cho bieát aùp suaát khí quyeån laø 1bar. Baøi 3: (2,5 ñieåm) Khaûo saùt moät thieát bò trao ñoåi nhieät giöõa nöôùc vaø hôi nöôùc nhö hình veõ: Veà phía nöôùc: Löu löôïng h/kg500Gn = , aùp suaát , nhieät ñoä nöôùc vaøo vaø ra: vaø bar5,1pn = C30t o1n = C70t o2n = Veà phía hôi nöôùc: Aùp suaát hôi , nhieät ñoä hôi vaøo bar10ph = C200t o1h = 1. Xaùc ñònh traïng thaùi cuûa hôi ra khoûi thieát bò, bieát löu löôïng hôi h/kg100Gh = . (1,5 ñieåm) Gh p h Gn tn1 tn2 2. Xaùc ñònh löu löôïng hôi, neáu traïng thaùi doøng hôi ra khoûi thieát bò laø loûng soâi. (1 ñieåm) Baøi 4: (3 ñieåm) Cho sô ñoà chu trình maùy laïnh laøm vieäc vôùi R22 nhö hình veõ: Nhieät ñoä ngöng tuï: ( )bar18pC47t KoK ≈= Nhieät ñoä bay hôi: ( )bar6pC6t 0o0 ≈= Nhieät ñoä hôi vaøo maùy neùn: C10t o1 = Löu löôïng R22 löu ñoäng trong thieát bò h/kg2500G 22R = Daøn ngöng tuï Daøn bay hôi Maùy neùn Van tieát löu 3 2 1 4 1. Bieåu dieãn chu trình laïnh treân ñoà thò T-s vaø logp-i (0,5 ñieåm) 2. Xaùc ñònh entanpi taïi caùc ñieåm ñaëc tröng. (1 ñieåm) 3. Xaùc ñònh naêng suaát laïnh Q0 (kW), naêng suaát ngöng tuï QK (kW), coâng suaát maùy neùn (kW), heä soá laøm laïnh. (1 ñieåm) 4. Xaùc ñònh löu löôïng nöôùc giaûi nhieät qua bình ngöng Gn (kg/h), bieát cheânh leäch nhieät ñoä nöôùc giaûi nhieät ra vaø vaøo bình ngöng laø 6oC. (0,5 ñieåm) Đáp số: Baøi 1: (2 ñieåm) 1. Xaùc ñònh khoái löôïng cuûa töøng khí trong hoãn hôïp. kg TR VpG kmolkghh 818647,4 . . /5898,29 1 11 == =μ kg879010835,3G kg3469202,0G kg592693581,0123,0818647,4g.GG 2 2 22 N O COhhCO = = =×== 2. Xaùc ñònh coâng thay ñoåi theå tích cuûa quaù trình. 2906,1=n ( ) kJJ n TTRGWtt 536,8388385361 .. 12 ==− −= Baøi 2: (2,5 ñieåm) Baèng phöông phaùp tính toaùn, ta ñöôïc: ⎪⎩ ⎪⎨ ⎧ = =×= = C13,26t bar033928,004241,08,0p bar04241,0p o 1ñs 1h bh1 ⎪⎩ ⎪⎨⎧ = = kg/kJ01,86I kgkk/kghôi0218,0d 1 1 1. Thieát bò A laø boä gia nhieät kieåu ñieän trôû vôùi ϕ2 = 40%. ⎪⎪ ⎪ ⎩ ⎪⎪ ⎪ ⎨ ⎧ == == = bar08482,0 4,0 033928,0p bar033928,0pp bar04241,0p 2bh 1h2h bh1 ⎪⎪⎩ ⎪⎪⎨ ⎧ = == == = kg/kJ22,99I kgkk/kghôi0218,0dd C13,26tt C62,42t 2 12 o 1ñs2ñs o 2 2. Thieát bò A laø daøn laïnh vôùi ϕ2 = 95% vaø nhieät ñoä ñoïng söông tñs2 = 15oC. ⎪⎪⎩ ⎪⎪⎨ ⎧ = = = = kgkk/kghôi0108,0d C67,15t bar017938,0p bar017041,0p 2 o 2 2bh 2h 3. Bieåu dieãn caùc tröôøng hôïp khaûo saùt treân ñoà thò t-d. Baøi 3: (2,5 ñieåm) 1. Xaùc ñònh traïng thaùi cuûa hôi ra khoûi thieát bò. Traïng thaùi hôi ra laø hôi baõo hoøa aåm ⎪⎩ ⎪⎨ ⎧ =− −= == %60 '" ' 180 2 2 ii iix Ctt h o bhh 2. Xaùc ñònh löu löôïng hôi, neáu traïng thaùi doøng hôi ra khoûi thieát bò laø loûng soâi. Tröôøng hôïp hôi ra laø loûng soâi: kg/kJ7,762'ii 2h == Page 15 of 47 skghkg ii Q G hh n h /011265589,0/556,40 21 ==−= Baøi 4: (3 ñieåm) 1. Bieåu dieãn chu trình laïnh treân ñoà thò T-s vaø logp-i 2. Xaùc ñònh thoâng soá taïi caùc ñieåm ñaëc tröng. Traïng Thaùi Nhieät ñoä oC Aùp suaát bar Entanpi kJ/kg Entropi kJ/(kg.K) Ñoä khoâ % 1. 10 6 709,55 1,7510 - 2. 68,4 18 737,50 1,7510 - 3. 47 18 558,65 1,1941 0 4. 6 6 558,65 1,2230 25,85 3. Xaùc ñònh naêng suaát laïnh Q0 (kW), naêng suaát ngöng tuï QK (kW), coâng suaát maùy neùn (kW), heä soá laøm laïnh. ( ) kWiiGQ R 79,104. 41220 =−= ( ) kWiiGQ RK 2,124. 3222 =−= kWQQN K 41,190 =−= 4,50 == N Qε 4. Xaùc ñònh löu löôïng nöôùc giaûi nhieät qua bình ngöng Gn (kg/h). hkgskg tc QG npn K n /800.17/945,4. ==Δ= Page 16 of 47 TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA TP.HCM BOÄ MOÂN COÂNG NGHEÄ NHIEÄT LAÏNH ÑEÀ THI LAÏI(HEÄ KHOÂNG CHÍNH QUY) MOÂN THI : NHIEÄT ÑOÄNG LÖÏC HOÏC KYÕ THUAÄT Ngaøy thi : 26/10/2006 Thôøi gian :90 phuùt. Sinh vieân ñöôïc söû duïng taøi lieäu. Baøi 1: Khaûo saùt moät khoái khí CO2 coù khoái löôïng laø G=3kg chöùa trong moät heä xylanh pittoâng. ÔÛ traïng thaùi ban ñaàu khoái khí coù P1=2bar, t1=27oC. Sau ñoù ngöôøi neùn khoái khí naøy ñeán traïng thaùi 2 coù p2=3,5bar vaø t2=57oC. Haõy xaùc ñònh: a. Soá muõ ña bieán cuûa quaù trình b. Coâng vaø nhieät löôïng trao ñoåi cuûa quaù trình. Nhaän xeùt? Baøi 2: Moät bình kín coù theå tích laø V=250lít beân trong coù chöùa 2kg hôi nöôùc ôû aùp suaát laø p=3bar. Sau ñoù ngöôøi ta caáp nhieät cho bình ñeán traïng thaùi 2 coù p2=8bar. Haõy xaùc ñònh traïng thaùi cuûa hôi nöôùc chöùa trong bình tröôùc vaø sau khi caáp nhieät. Tính nhieät löôïng trao ñoåi cuûa quaù trình naøy. Baøi 3: Khoâng khí aåm tröôùc khi vaøo daøn laïnh cuûa maùy ñieàu hoaø khoâng khí coù t1=25oC, ϕ=70%. Sau khi ra khoûi daøn laïnh khoâng khí aåm coù d2=12ghn/kgkkk. Baèng phöông phaùp tính toaùn haõy xaùc ñònh: a. Thoâng soá traïng thaùi coøn laïi cuûa khoâng khí aåm tröôùc vaø sau khi laøm laïnh? b. Naêng suaát laïnh cuûa maùy laïnh? Bieát löu löôïng khoâng khí ñi qua daøn laïnh laø 1500m3/giôø. c. Bieåu dieãn quaù trình laøm laïnh naøy treân ñoà thò t-d. Baøi 4: Khaûo saùt chu trình thieát bò ñoäng löïc hôi nöôùc hình veõ. Bieát: - Aùp suaát cuûa hôi nöôùc tröôùc khi vaøo tua bin laø p=100bar, aùp suaát vaø ñoä khoâ cuûa hôi nöôùc sau khi ra khoûi tuabin laø p=0,05bar vaø x=0,8. - Löu löôïng hôi nöôùc tuaàn hoaøn laø G=100taán/giôø. Boû qua coâng bôm haõy xaùc ñònh: LOØ HÔI TUABIN BÌNH NGÖNG BÔM 1 23 4a. Thoâng soá traïng thaùi taïi caùc ñieåm ñaëc tröng vaø nhieät ñoä cuûa hôi tröôùc khi vaøo tuabin b. Hieäu suaát nhieät cuûa chu trình? c. Coâng suaát phaùt ñieän cuûa chu trình? d. Bieåu dieãn treân caùc ñoà thò T-S vaø P-V. Page 17 of 47 Page 18 of 47 ĐÁP SỐ: Bài 1: ΔU = 60 kJ; W = -85 kJ; n = 1,2; V1 = 0,85 m3; p2 = 3,543 bar; V2 = 0,52778 m3; Q2 = 16,73 kJ Bài 2: i1 = 653,85 kJ/kg; i2 = 2940 kJ/kg; Q = 4572,3kJ Bài 3: d1 =14 ghn/kgkkk, I1 = 60,947 kJ/kg; ph2 = 0,018927 bar; t2 = 16,5oC; I2 = 46,886 kJ/kg; Q0 = 7kW Bài 4: i2 = 2076,366 kJ/kg; s2 = 6,81 kJ/kgK; i3 = 137,83 kJ/kg; i1 = 3546,4 kJ/kg; t1 = 570oC; η = 43,12%; W = 40,83 MW. ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA Tp. HCM - Tröôøng ÑH BAÙCH KHOA Khoa CÔ KHÍ Bm COÂNG NGHEÄ NHIEÄT LAÏNH Chuû nhieäm BM GV ra ñeà ĐỀ THI HỌC KỲ I – NĂM HỌC 2006-2007 Moân Thi : Nhieät Ñoäng Löïc Hoïc Kyõ Thuaät Thôøi gian : 90 phuùt NgaøyThi : 05/01/2007 Voõ Kieán Quoác PGS. TS. Leâ Chí Hieäp Nguyeãn Toaøn Phong ----- W X ----- Ghi chuù: SV ñöôïc söû duïng taøi lieäu Ñeà thi goàm moät trang A4 Baøi 1: (3 ñieåm) Khaûo saùt hoãn hôïp 2 khí lyù töôûng N2 vaø CO2 chöùa trong moät heä cylinder-piston coù ñöôøng kính laø mm, khoái löôïng khí trong cylinder 250d = 03,0G = kg ÔÛ traïng thaùi ban ñaàu hoãn hôïp coù , C30t o1 = 2,1p1 = bar. Chieàu cao cuûa hoãn hôïp khí chöùa trong cylinder mm 400h1 = Sau khi taùc ñoäng leân piston moät löïc 300F = kgf thì thaáy nhieät ñoä hoãn hôïp taêng theâm 21oC. Haõy xaùc ñònh: 1. Soá muõ ña bieán cuûa quaù trình ñang khaûo saùt. (1 ñieåm) 2. Ñoä dòch chuyeån cuûa piston sau khi ñaët löïc F. (0,5 ñieåm) 3. Tính coâng vaø nhieät löôïng trao ñoåi cuûa quaù trình. Coù nhaän xeùt gì veà chieàu cuûa löôïng coâng vaø nhieät löôïng trao ñoåi. (1 ñieåm) 4. Kieåm tra laïi ñònh luaät I. (0,5 ñieåm) Baøi 2: (3 ñieåm) Khoâng khí aåm qua daøn laïnh bò bieán ñoåi traïng thaùi töø A → B, löu löôïng khoâng khí qua daøn laïnh giôø/khoâkhíkhoângkg2500Gk = , quaù trình naøy laøm ngöng tuï hôi nöôùc töø khoâng khí aåm laø h/kg14Gngöng =Δ ⎩⎨ ⎧ =Δ =ϕ⎯⎯⎯ →⎯ ⎩⎨ ⎧ =ϕ = h/kg14G %100 B %60 C27t A ngöng BLaïnhDaøn A o A 1. Xaùc ñònh ñoä chöùa hôi, nhieät ñoä vaø entanpi taïi B. (2 ñieåm) 2. Xaùc ñònh naêng suaát daøn laïnh Qo[kW]. (1 ñieåm) Löu yù: Cho pheùp tra soá lieäu töø ñoà thò khoâng khí aåm Aùp suaát khoâng khí aåm laø 1 bar Baøi 3: (4 ñieåm) Cho chu trình laïnh nhö hình veõ, moâi chaát laøm vieäc trong heä thoáng laø R22 1. Tìm entanpy taïi caùc ñieåm 1, 2, 3, 3’, 4. (1,5 ñieåm) 2. Nöôùc ñi qua thieát bò bay hôi, nhieät ñoä giaûm töø 12oC coøn 7oC, löu löôïng nöôùc . h/m18V 3n = Cho bieát thoâng soá vaät lyù cuûa nöôùc: )K.kg/(kJ18,4cp = , 3n m/kg1000=ρ log p i1 2 3’ 4 16 bar 6oC C38t o'3 = R22 3 a. Xaùc ñònh naêng suaát laïnh Qo[kW], heä soá laøm laïnh ε, naêng suaát bình ngöng Qk[kW], coâng maùy neùn N[kW] (2 ñieåm) b. Löu löôïng GR22[kg/h] trong chu trình. (0,5 ñieåm) ----- Heát ----- Page 19 of 47 Đáp số Baøi 1: (3 ñieåm) 1. Soá muõ ña bieán cuûa quaù trình khaûo saùt 1979,1=n 2. Ñoä dòch chuyeån cuûa piston mmh 86,114=Δ 3. Coâng vaø Nhieät löôïng trao ñoåi kmolkghh /09,32=μ ⎪⎩ ⎪⎨⎧ = =⇒=−+ 3505,0g 6495,0g 09,32 1 44 g1 28 g 2 222 CO NNN )K.kg/(kJ6046,0 11979,1 3645,11979,17182,0 1n kn.cc 3645,1c/ck )K.kg/(kJ98,03505,0 44 7,376495,0 28 3,29c )K.kg/(kJ7182,03505,0 44 3,296495,0 28 9,20c vn vp p v −=− −×=− −= == =×+×= =×+×= kJ3809,021)6046,0(03,0t.c.GQ nn −=×−×=Δ= kJJ T T n VpWtt 8248,0855,82411 . 1 211 −=−=⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ −−= 4. Kieåm tra ñònh luaät I kJ4525,0217182,003,0t.c.GU v =××=Δ=Δ kJ3809,0QkJ3723,04525,08248,0UW ntt −=≈−=+−=Δ+ Baøi 2: (3 ñieåm) 1. Nhieät ñoä vaø ñoä chöùa hôi taïi B • Thoâng soá traïng thaùi A ⎪⎩ ⎪⎨⎧ =ϕ= =→ ⎩⎨ ⎧ =ϕ = bar021576,0p.p bar03596,0p %60 C27t maxhh maxh o A ( )⎪⎩ ⎪⎨ ⎧ =×+×+×= =−×=−×= kgkk/kJ14,622784,177,25000137,027006,1I kgkk/kg0137,0 021576,01 021576,0622,0 pp p622,0d A h h A • Thoâng soá traïng thaùi B Bmaxh B B hB k ngöng AB pbar012855,0 0081,0622,0 0081,0 d622,0 d.pp kgkk/kg0081,0 2500 140137,0 G G dd ==+=+= =−=Δ−= Page 20 of 47 ( )⎪⎩ ⎪⎨⎧ =×+×+×= =⇒ kgkk/kJ08,316,1084,177,25000081,06,10006,1I C6,10t B o B 2. Naêng suaát daøn laïnh ( ) kWIIGQ BAko 57,21. =−= Baøi 3: (4 ñieåm) 1. Tìm entanpy taïi caùc ñieåm 1, 2, 3, 3’, 4 (1,5 ñieåm) Ñieåm 1 ( )⎪⎩ ⎪⎨⎧ == ==⇒ ⎩⎨ ⎧ = = )K.kg/(kJ7395,17895,1"ss kg/kJ44,706"ii 1x C6t 1 1 1 o 1 Ñieåm 2 ( ) ⎪⎩ ⎪⎨⎧ = == bar16p )K.kg/(kJ7395,17895,1ss 2 12 ( ) kg/kJ54,73054,747i2 =⇒ Ñieåm 3 kg/kJ98,551'ii 0x bar16p 3 3 3 ==⇒ ⎩⎨ ⎧ = = Ñieåm 3’ kg/kJ76,546)C38('ii soâichöaloûngthaùitraïng C38t o '3 o '3 =≈⇒⎪⎩ ⎪⎨⎧ = Ñieåm 4 kg/kJ76,546ii '34 =≈ 2. Xaùc ñònh Qo, Qk, N, ε , GR22 • Naêng suaát laïnh kWtcGQQ npnno 5,104.. =Δ== • Heä soá laøm laïnh ( 626,6885,3 12 41 =− −== ii iiqo lε ) (0,5 ñieåm) • Coâng neùn ( ) kWQN o 77,159,26== ε (0,5 ñieåm) • Naêng suaát ngöng tuï ( ) kWQk 27,1204,131= (0,5 ñieåm) • Löu löôïng GR22 hkgskg q Q G o o R /2356/6544,022 === (0,5 ñieåm) Löu yù: Giaù trò trong ngoaëc laø giaù trò ñuùng Page 21 of 47 ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA Tp. HCM - Tröôøng ÑH BAÙCH KHOA Khoa CÔ KHÍ Bm COÂNG NGHEÄ NHIEÄT LAÏNH Chuû nhieäm BM GV ra ñeà ĐỀ THI HỌC KỲ I – NĂM HỌC 2006-2007 Heä Khoâng Chính Quy Moân Thi : Kyõ Thuaät Nhieät Thôøi gian : 90 phuùt NgaøyThi : 23/01/2007 PGS. TS. Leâ Chí Hieäp Nguyeãn Thò Minh Trinh ----- W X ----- Ghi chuù: SV ñöôïc söû duïng taøi lieäu Ñeà thi goàm moät trang A4 Baøi 1: (4 ñieåm) Khaûo saùt chu trình thieát bò ñoäng löïc hôi nöôùc coù caùc thoâng soá laøm vieäc nhö sau: Hôi vaøo turbine coù 80p1 = bar , . C450t o1 = Hôi vaøo bình ngöng coù 08,0p2 = bar. Löu löôïng hôi nöôùc laøm vieäc trong chu trình h/taán60Gh = . Haõy xaùc ñònh: 1. Thoâng soá traïng thaùi taïi caùc ñieåm 1, 2, 3. (2 ñieåm) 2. Hieäu suaát nhieät cuûa chu trình. (1 ñieåm) 3. Tính coâng suaát cuûa turbine N [kW] vaø coâng suaát nhieät caàn cung caáp cho loø hôi Q1 [kW]. (1 ñieåm) Baøi 2: (3 ñieåm) Khaûo saùt 1,2 kg khoâng khí ban ñaàu coù aùp suaát 7,2p1 = bar, nhieät ñoä ñöôïc giaõn nôû ña bieán ñeán traïng thaùi 2 coù aùp suaát C80t o1 = 1,1p2 = bar, theå tích 32 m95,0V = Haõy xaùc ñònh: 1. Soá muõ ña bieán cuûa quaù trình ñang khaûo saùt. (1,5 ñieåm) 2. Tính coâng thay ñoåi theå tích vaø nhieät löôïng trao ñoåi cuûa quaù trình. (1,5 ñieåm) Baøi 3: (3 ñieåm) Khoâng khí aåm ôû traïng thaùi ban ñaàu coù nhieät ñoä , nhieät ñoä ñoïng söông ñöôïc laøm laïnh ñeán traïng thaùi 2 coù nhieät ñoä , ñoä aåm töông ñoái . C30t o1 = C25t o1ñs = C15t o2 = %902 =ϕ 1. Baèng coâng thöùc tính toaùn xaùc ñònh d1, I1, d2, I2 cuûa khoâng khí aåm (khoâng söû duïng soá lieäu tra töø ñoà thò khoâng khí aåm). (2 ñieåm) 2. Cho coâng suaát daøn laïnh laø kW20Qo = , xaùc ñònh löu löôïng khoâng khí thoåi qua daøn laïnh G [kgkk/h]. (1 ñieåm) Löu yù: Aùp suaát khoâng khí aåm laø 1 bar ----- Heát ----- Page 22 of 47 Đáp số Baøi 1: (4 ñieåm) 1. Thoâng soá traïng thaùi taïi caùc ñieåm ñaëc tröng 1, 2, 3 ⎪⎩ ⎪⎨⎧ = =⇒⎪⎩ ⎪⎨⎧ = = )K.kg/(kJ552,6s kg/kJ3270i C450t bar80p 1 1 o 1 1 kg/kJ97,2048)9,1732576(781,09,173 )'i"i.(x'ii %1,78 5927,0227,8 5927,0552,6 's"s 'ssx)K.kg/(kJ552,6ss kg/kJ2576"i kg/kJ9,173'i )K.kg/(kJ227,8"s )K.kg/(kJ5927,0's bar08,0p 22 2 212 2 =−×+= −+= =− −=− −=⇒== ⎪⎩ ⎪⎨⎧ = = ⎪⎩ ⎪⎨⎧ = = ⇒= kg/kJ9,173'ii3 == 2. Hieäu suaát nhieät cuûa chu trình %44,39 31 21 1 =− −== ii ii q w tη 3. Coâng suaát turbine vaøNhieät löôïng cung caáp cho loø hôi MWwGN 35,20. == MW6,51 3944,0 35,20NQ t 1 ==η= Baøi 2: (3 ñieåm) 1. Soá muõ ña bieán cuûa quaù trình • Soá muõ ña bieán ( )( ) ( ) 20,1/log/log /log 1212 12 =−= TTpp ppn 2. Coâng thay ñoåi theå tích vaøNhieät löôïng trao ñoåi • Coâng thay ñoåi theå tích ( ) kW n TTGRWtt 277,841 . 12 =− −= • Nhieät löôïng trao ñoåi kWTcGQ nn 722,42.. =Δ= Baøi 3: (3 ñieåm) Page 23 of 47 1. Xaùc ñònh ñoä chöùa hôi, enthalpy ôû hai traïng thaùi • Traïng thaùi 1 ⎪⎪ ⎪ ⎩ ⎪⎪ ⎪ ⎨ ⎧ =−×= −×= = ⇒= kgkk/kghôi0203,0 03166,01 03166,0622,0 pp p622,0d bar03166,0p C25t 1hkq 1h 1 1h o 1ñs ( ) kgkkkJtdtI /16,82.84,177,2500..006,1 1111 =++= • Traïng thaùi 2 ⎪⎩ ⎪⎨⎧ =ϕ= =⇒= bar015337,0p.p bar017041,0p C15t 2bh22h 2bho 2 kgkk/kghôi10.688,9 015337,01 015337,0622,0d 32 −=−×=⇒ kgkkkJI /58,392 = 2. Löu löôïng khoâng khí qua daøn laïnh hkgkk II Q Q ok /1691 .3600 21 =−= Page 24 of 47 Page 25 of 47 TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM Khoa CÔ KHÍ BM COÂNG NGHEÄ NHIEÄT LAÏNH ĐỀ THI HỌC KỲ II (06-07) Moân : Nhieät Ñoäng Löïc Hoïc Kyõ Thuaät Thôøi gian : 90 phuùt Ngaøy thi : 31/05/2007 -----o0o---- Ghi chuù: SV ñöôïc söû duïng taøi lieäu PHAÀN 1: BAÉT BUOÄC - 7,5 ñieåm Baøi 1: (3 ñieåm) Không khí ẩm có lưu lượng G = 250g/s trước khi vào dàn lạnh của 1 máy lạnh có nhiệt độ t1 = 25oC, độ ẩm tương đối ϕ1 = 60%. Máy lạnh có hệ số làm lạnh là ε = 3,5; năng suất thiết bị ngưng tụ là Qk = 4 kW. Xác định: a. Năng suất lạnh Q0 b. Nhiệt độ không khí ra khỏi dàn lạnh. c. Lượng nước tách ra khỏi dàn lạnh trong 30 phút. Cho pheùp tra soá lieäu töø ñoà thò khoâng khí aåm. Baøi 2: (4,5 ñieåm) Một thiết bị động lực hơi nước hoạt động theo chu trình quá nhiệt trung gian có các thông số làm việc như sau: Hơi vào tuabin cao áp có áp suất 16MPa, nhiệt độ 6000C. Áp suất trung gian là 3MPa Hơi ra khỏi bộ quá nhiệt trung gian có nhiệt độ 6000C. Áp suất ngưng tụ của bình ngưng là 0,006MPa. Khi tính bỏ qua công tiêu hao của bơm cấp a. Biểu diễn chu trình trên đồ thị T-s b. Tính hiệu suất nhiệt của chu trình c. So sánh với hiệu suất nhiệt của chu trình Rankine có cùng thông số làm việc. PHAÀN 2: TÖÏ CHOÏN - 2,5 ñieåm (Sinh vieân choïn 1 trong 2 caâu döôùi ñaây) Baøi 3: Khaûo saùt moät hoãn hôïp hai khí lyù töôûng goàm CO2 vaø X. Luùc ñaàu hoãn hôïp coù nhieät ñoä t1 = 30oC. Sau khi hoãn hôïp nhaän coâng thay ñoåi theå tích laø 57,15875kJ/kg vaø nhaû nhieät löôïng laø 24,22125kJ/kg theo quaù trình ña bieán vôùi n =1,2 ngöôøi ta thaáy nhieät ñoä cuûa hoãn hôïp laø t2 = 80oC. Xaùc ñònh thaønh phaàn khoái löôïng cuûa töøng khí vaø teân cuûa khí X. Bieát raèng X laø khí hai nguyeân töû. Baøi 4: Khi đi vào ống tăng tốc nhỏ dần, hơi nước có nhiệt độ và áp suất lần lượt là t1 = 450oC và p1 = 14bar. Cho biết đường kính trong của ống tăng tốc nhỏ dần tại cửa ra là d2 = 25mm và áp suất môi trường sau ống là 1bar. a. Xác định lưu lượng và tốc độ của hơi nước tại cửa ra của ống. Nhận xét? b. Vẽ đồ thị i-s minh họa. Chuû nhieäm BM PGS. TS. Leâ Chí Hieäp Đáp số: Baøi 3: Laäp phöông trình 1 q = + w = q – w = - 24,22125 – ( - 57,15875) = 32,9375kJ/kg uΔ ⇒ uΔ K.kg/kJ,, tt ucv 6587503080 937532 12 =−=− Δ= cv = gCO2cvCO2 + gXcX = )(,, g, g X X CO CO 1658750920329 2 2 =μ+μ Laäp phöông trình 2 )tt( n Rw 121 −−= K.kg/kJ, ),(, tt )n(wR 2286350 3080 211158759571 12 =− −−=− −=⇒ )(, gg ,g g R X X CO CO X X CO CO 202750 6352288314 2 2 2 2 =μ+μ⇒ =⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ μ+μ= (1) & (2) ⎪⎪⎩ ⎪⎪⎨ ⎧ =μ =μ⇒ 01750 010 2 2 , g , g X X CO CO ⇒ gCO2 = 0,01× 44 = 0,44 X , , , gX X ⇒=−==μ 3201750 4401 01750 laø O2 Baøi 4: Từ bảng nước và hơi nước trên đường bão hòa, ứng với áp suất p1 = 14bars ta tra được ts = 195,04oC. Như vậy hơi nước đi vào ống ở trạng thái quá nhiệt. Đối với hơi nước ở trạng thái quá nhiệt, tỉ số áp suất tới hạn là βK = 0,55. Trong trường hợp này ta có β = 1/14 < βK do đó ω2 = ωK và lưu lượng đạt giá trị cực đại. Từ bảng hơi quá nhiệt ta tra được: i1 = 3365kJ/kg và s1 = 7,455kJ/kg.K Gọi 2 là trạng thái hơi nước ở cửa ra, ta có p2 = pK = 0,55 x 14 = 7,7bars. Từ s2 = s1, ta thấy s2 lớn hơn s” (ứng với áp suất 7,7bars) cho nên 2 vẫn là trạng thái quá nhiệt. Sử dụng bảng hơi nước quá nhiệt, ứng với áp suất p2 = pK = 0,55 x 14 = 7,7bars ta có thể tra gần đúng các giá trị sau: i2 = iK = 3160,6kJ/kg, v2 = vK = 0,3721m3/kg và t2 = tK = 350oC Kết quả: ω2 = ωK = )ii(2 K1 − = 639m/s Gmax = 3721,0.4 639.)025,0.(14,3 2 = 0,84254kg/s Page 26 of 47 Baøi 1: 1) ok oo QQ Q N Q −==ε ⎩⎨ ⎧ = =⇒ 0,89kWN 3,11kW Qo 2) t1 = 25oC p⇒ hmax1 = 0,03166bar kg/kg012,0 03166,06,01 03166,06,0622,0d1 =×− ×= I1 = 25 + 0,012(2500 + 1,93×25) = 55,7 kJ/kg kg/kJ252,43 25,0 11,37,55 G QII kk o 12 =−=−= Tra đồ thị không khí ẩm theo I2 và %1002 =ϕ Ta được t2 = 15 oC, d2 = 10,7 g/kg 3) Ta có Gn = Gkkk(d1 – d2).τ = 0,25× (0,012 – 0,0107) ×30×60 = 0,585kg Bài 2: ptg S T 1 23 p1 p2 6 7 * Traïng thaùi 1: p1 = 16 MPa = 160 bar, t1 = 600 0C => baûng hôi quaù nhieät Æ i1 = 3567 kJ/kg s1 = 6,64 kJ/kgñoä * Traïng thaùi 6: s6 = s1 = 6,64 kJ/kgñoä p6 = 30bar Æ baûng hôi baõo hoaø Æ s’ = 2,646 kJ/kgñoä s” = 6,186 kJ/kgñoä Traïng thaùi 6 laø hôi quaù nhieät → tra baûng vaø noäi suy ñöôïc i6 = 3054 kJ/kg * Traïng thaùi 7: p7 = p6 = 30 bar Page 27 of 47 t2 = 6000C Æ baûng hôi quaù nhieät Æ i7 = 3682 kJ/kg s7 = 7,506 kJ/kgñoä * Traïng thaùi 2: p2 = 0,06 bar s2 = s7 = 7,506 kJ/kgñoä p2 = 0,06 bar Æ baûng hôi baõo hoaø Æ i’ = 151,5 kJ/kg r4 = 2415 kJ/kg s4’ = 0,5207 kJ/kgñoä s4” = 8,328 kJ/kgñoä 895,0 5207,0328,8 5207,0506,7x 4 =− −= i2 = 151,5 + 0,895.2415 = 2312,23 kJ/kg * Traïng thaùi 3: p3 = 0,06 bar Æ baûng hôi baõo hoaø Æ i3 = 151,5 kJ/kg ( ) ( ) ( ) ( ) %56,464656,0iiii iiii 6731 2761 ==−+− −+−=η Chu trình Rankine coù cuøng p 1, t 1, p 2 * Traïng thaùi 1: p1 = 16 MPa = 160 bar, t1 = 600 0C => baûng hôi quaù nhieät Æ i1 = 3567 kJ/kg s1 = 6,64 kJ/kgño * Traïng thaùi 2: p2 = 0,06 bar s2 = s1 = 6,64 kJ/kgñoä p2 = 0,06 bar Æ baûng hôi baõo hoaø Æ i’ = 151,5 kJ/kg r4 = 2415 kJ/kg s4’ = 0,5207 kJ/kgñoä s4” = 8,328 kJ/kgñoä 7838,0 5207,0328,8 5207,064,6x 4 =− −= i2 = 151,5 + 0,7838.2415 = 2044,377 kJ/kg * Traïng thaùi 3: p3 = 0,06 bar Æ baûng hôi baõo hoaø Æ i3 = 151,5 kJ/kg Hieäu suaát nhieät cuûa chu trình Rankine: %58,444458,0 ii ii 31 21 ==− −=η Page 28 of 47 Page 29 of 47 TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA TP. HOÀ CHÍ MINH BOÄ MOÂN COÂNG NGHEÄ NHIEÄT LAÏNH -------- -------- ĐỀ THI HK III (06-07) Môn thi : NHIỆT ĐỘNG LỰ HỌC KỸ THUẬT C Ngày thi : 24/08/2007 Thôøi gian : 90 phuùt (Sinh vieân ñöôïc pheùp söû duïng taøi lieäu) Baøi 1 (3 ñieåm) Khaûo saùt 0,6 kg hoãn hôïp 2 khí lyù töôûng N2 vaø CO2 chöùa trong moät heä thoáng pittoâng xylanh. ÔÛ traïng thaùi ban ñaàu hoãn hôïp coù p1 = 2 bar; V1 = 0,3 m3. Sau ñoù ngöôøi ta neùn ñoaïn nhieät hoãn hôïp naøy ñeán traïng thaùi 2 coù p2 = 5 bar; V2 = 0,15364 m3. Haõy xaùc ñònh: a. Soá muõ ñoaïn nhieät cuûa quaù trình b. Coâng trao ñoåi cuûa quaù trình. Nhaän xeùt c. Khoái löôïng cuûa töøng khí chöùa trong hoãn hôïp d. Nhieät ñoä cuûa hoãn hôïp ôû traïng thaùi 1 vaø 2 Baøi 2 (3 ñieåm) Khoâng khí aåm ôû traïng thaùi ban ñaàu coù nhieät ñoä nhieät keá öôùt laø tö1 = 250C vaø nhieät ñoä ñoïng söông laø tñs1 = 200C ñöôïc laøm laïnh ñeán traïng thaùi 2 coù t2 = 150C. Löu löôïng khoâng khí ñi qua daøn laïnh laø 500 kg/h. Baèng phöông phaùp tính toaùn vaø ñoà thò, haõy xaùc ñònh caùc thoâng soá traïng thaùi coøn laïi cuûa khoâng khí aåm tröôùc vaø sau khi laøm laïnh. So saùnh keát quaû vaø tính nhieät löôïng nhaû ra cuûa quaù trình. Baøi 3 (4 ñieåm) Khaûo saùt chu trình thieát bò ñoäng löïc hôi nöôùc coù quaù nhieät trung gian laøm vieäc vôùi caùc thoâng soá sau: − AÙp suaát vaø nhieät ñoä hôi nöôùc tröôùc khi vaøo tuabin cao aùp laø p2 = 120 bar, t2 = 6000C − AÙp suaát hôi nöôùc sau khi ra khoûi tuabin cao aùp laø p3 = 14 bar − Nhieät ñoä hôi nöôùc sau khi ra khoûi boä quaù nhieät laø t4 = 4500C − AÙp suaát hôi nöôùc sau khi ra khoûi tuabin haï aùp laø p5 = 0,06 bar − Löu löôïng hôi tuaàn hoaøn laø G = 300 taán/h Boû qua coâng bôm, haõy xaùc ñònh: a. Entanpy taïi caùc ñieåm treân chu trình b. Hieäu suaát nhieät cuûa chu trình c. Löu löôïng nöôùc giaûi nhieät cho bình ngöng neáu bieát ñoä cheânh leäch nhieät ñoä nöôùc giaûi nhieät vaøo vaø ra khoûi bình ngöng laø 60C d. Loø hôi söû duïng nhieân lieäu laø daàu FO, bieát nhieät trò rieâng cuûa daàu FO laø 10000 kcal/kg. Xaùc ñònh löôïng tieâu hao nhieân lieäu cuûa loø hôi trong 1 giôø. e. Bieåu dieãn chu trình naøy treân ñoà thò p-V ĐÁP SỐ Baøi 1: a. Soá muõ ñoaïn nhieät: 37,1=k b. Coâng trao ñoåi cuûa quaù trình: kJ 46,45 1 1122 −=− −= k VpVpLtt c. Khoái löôïng töøng khí coù trong hoãn hôïp: Phöông trình 1: [ ] ( )10g 44 59,0g 28 15,0 g 44 7g 28 5.37,1g 44 9g 28 7 cgcg.kcgcg c.kc c c k 22 2222 2CO22N22CO22N2 hhhh hh hh CON CONCON vCOvNpCOpN vp v p =−⇔ ⎥⎦ ⎤⎢⎣ ⎡ +=+⇔ +=+⇔ =⇔= Phöông trình 2: ( )21gg 22 CON =+ Giaûi heä 2 phöông trình (1) vaø (2), ta ñöôïc: ⎪⎩ ⎪⎨ ⎧ = = 28546,0g 71454,0g 2 2 CO N kg171,06,0.28546,0GgG kg429,06,0.71454,0GgG hhCOCO hhNN 22 22 === === d. Nhieät ñoä cuûa hoãn hôïp: kg/kmol 25,31=hhμ CT 01 103 K 376 == C GR VpT 0222 208 K 481 === Baøi 2 Traïng thaùi 1: ( ) ( ) kJ/kg86,7625.22500020336,025t22500dtII kg/kg020336,0 03166,01 03166,0622,0 pp p 622,0d pp%100 bar03166,0pC25t öööö1 bhö bhö ö bhh bhö 0 1ö =++=++== =−=−= =→=ϕ =→= Page 30 of 47 ( ) %13,343413,0 068477,0 02337,0 p p bar068477,0pC5,38t C5,38 014884,0.21 014884,0.250086,76 d21 d2500I tt22500dtI kg/kg014884,0 02337,01 02337,0.622,0 pp p 622,0d bar02337,0pC20t bh h 1 bh 0 1 0 1 11 11111 h h 1 h 0 1ñs ====ϕ =→= =+ −=+ −=⇒++= =−=−= =→= Traïng thaùi 2: ( ) ( ) kJ/kg28,4215.22500010783,015t22500dtI kg/kg010783,0 017041,01 017041,0622,0d %100 bar017041,0pC15t 2222 2 2 bh 0 2 =++=++= =−= =ϕ =→= Nhieät löôïng trao ñoåi: ( ) ( ) kJ/h17280 kW8,428,4286,76 3600 500IIGQ 21kk ==−=−= 2 Iö = I1 1 ϕ = 100% t d I2 dö d1 t1tötñst2 d2 Baøi 3 ptg p2 = const Q2 Q1 2 K 5 s 1 x = 1 T x = 0 3 4 a. Entanpy taïi caùc ñieåm: Page 31 of 47 Ñieåm 2: Hôi quaù nhieät ⎩⎨ ⎧ = =→⎪⎩ ⎪⎨⎧ = = kJ/kgK803,6s kJ/kg3603i C600t bar120p 2 2 0 2 2 Ñieåm 3: Hôi quaù nhieät kJ/kg2958i kJ/kgK803,6ss bar14p 3 23 3 =→ ⎩⎨ ⎧ == = Ñieåm 4: Hôi quaù nhieät ⎩⎨ ⎧ = =→⎪⎩ ⎪⎨⎧ = == kJ/kgK455,7s kJ/kg3365i C450t bar14pp 4 4 0 4 34 Ñieåm 5: Hôi baõo hoøa aåm ⎩⎨ ⎧ = =→ ⎩⎨ ⎧ == = kJ/kg9,2296i 888,0x kJ/kgK455,7ss bar06,0p 5 5 45 5 Ñieåm 1: Loûng soâi kJ/kg5,151i bar 06,0p 11 =→= b. Hieäu suaát nhieät cuûa chu trình: ( ) ( ) ( ) ( ) %4,4444398,03412 5432 ==−+− −+−= iiii iiiiη c. Löu löôïng nöôùc giaûi nhieät cho bình ngöng: ( ) ( ) tan/h25662,68 kg/s 52,712815 152 ==Δ −=→ Δ=−= npn h n npnnh tc iiGG tcGiiGQ d. Löôïng tieâu hao nhieân lieäu cuûa loø hôi: ( ) ( )[ ] ( ) ( )[ ] ( ) ([ ]) kg/h27692,58 kg/s6924,7 18,4.10000 295833655,1513603 3600 10.300 q iiiiG B q.BiiiiGQ 3 th 3412h th3412h1 == −−− =−+−=→ =−+−= ----------o0o---------- Page 32 of 47 ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA Tp. HCM - Tröôøng ÑH BAÙCH KHOA Khoa CÔ KHÍ BM COÂNG NGHEÄ NHIEÄT LAÏNH Chuû nhieäm BM GV ra ñeà ĐỀ THI HK I –NĂM HỌC 2007-2008 Moân Thi : Nhieät Ñoäng Löïc Hoïc Kyõ Thuaät Thôøi gian : 90 phuùt NgaøyThi : 13/01/2008 Leâ Chí Hieäp PGS. TS. Leâ Chí Hieäp Nguyeãn Thò Minh Trinh ----- W X ----- Ghi chuù: SV ñöôïc söû duïng taøi lieäu Baøi 1 (3 ñieåm) Khaûo saùt moät khoái khoâng khí luùc ban ñaàu coù V1 = 120 lít, t1 = 350C vaø p1 = 2 bar. Sau khi tieán haønh moät quaù trình, ngöôøi ta thaáy nhieät ñoä cuûa khoâng khí laø t2 = 700C. Xaùc ñònh coâng vaø nhieät löôïng trao ñoåi giöõa khoái khoâng khí ñang khaûo saùt vaø moâi tröôøng beân ngoaøi, ñoàng thôøi veõ ñöôøng bieåu dieãn caùc quaù trình ñang khaûo saùt treân cuøng ñoà thò p – v töông öùng vôùi caùc tröôøng hôïp sau: 1. Quaù trình khaûo saùt laø ñaúng aùp. 2. Quaù trình khaûo saùt laø ñaúng tích. 3. Quaù trình khaûo saùt laø ñoaïn nhieät. 4. Quaù trình khaûo saùt laø ña bieán vôùi n = 1,25 Baøi 2 (2,5 ñieåm) Khoâng khí aåm tröôùc khi ñi vaøo daøn noùng cuûa maùy ñieàu hoøa khoâng khí coù 30t1 = 0C vaø %, sau khi ra khoûi daøn noùng nhieät ñoä cuûa khoâng khí laø 801 =ϕ 42t 2 = 0C. Cho bieát löu löôïng khoâng khí ñi qua daøn noùng laø 5000 kg khoâng khí khoâ/h. Moâi chaát laïnh R22 ñi vaøo daøn noùng coù nhieät ñoä vaø aùp suaát laàn löôït laø 60 0C vaø 18 bar, moâi chaát laïnh ra khoûi daøn noùng coù traïng thaùi loûng soâi ôû cuøng aùp suaát. Cho aùp suaát khoâng khí aåm laø 1 bar Xaùc ñònh löu löôïng khoái löôïng cuûa moâi chaát laïnh ñi qua daøn noùng. Baøi 3 (2,5 ñieåm) Xaùc ñònh toác ñoä vaø löu löôïng cuûa khoâng khí ôû ñaàu ra cuûa oáng taêng toác nhoû daàn vaø neâu nhaän xeùt. Cho bieát: - AÙp suaát vaø nhieät ñoä cuûa khoâng khí ôû ñaàu vaøo cuûa oáng laàn löôït laø 10 bar vaø 45 0C. - AÙp suaát moâi tröôøng sau oáng laø 1 bar - Ñöôøng kính ñaàu ra cuûa oáng taêng toác laø 30 mm Baøi 4 (2 ñieåm) Moät bình coù theå tích V = 1030 lít ban ñaàu chöùa hôi nöôùc coù aùp suaát p1 = 10 bar, nhieät ñoä t1 = 200 0C. Sau khi laáy bôùt moät löôïng hôi nöôùc laø 3,5 kg ra khoûi bình thì hôi nöôùc coøn laïi trong bình coù nhieät ñoä t2 = 120 0C. Xaùc ñònh aùp suaát vaø entanpy cuûa traïng thaùi hôi nöôùc coøn laïi trong bình. Page 33 of 47 ĐÁP SỐ Baøi 1 (3 ñieåm) kg 2718,0=G Heä kín 1. Ñaúng aùp: ( ) kJ 727,212 =−= TTGRLtt ( ) kJ 6,912 =−= TTGcQ pp 2. Ñaúng tích: 0Ltt = ( ) kJ 856,612 =−= TTGcQ vv 3. Ñoaïn nhieät: ( ) kJ 818,6 1 12 −=−−= TTk GRLtt Q = 0 4. Ña bieán vôùi n = 1,25 ( ) kJ 909,10 1 12 −=−−= TTn GRLtt ( ) kJ 1135,4 1 12 −=−− −= TT n knGcQ v p n = n = 0 n = k 1 ∞ n = 1,25 v Baøi 2 (3 ñieåm) 1. Khoâng khí Traïng thaùi 1: 021844,0622,01 =−= h h pp pd kg/kg kJ/kg 92,851 =I Traïng thaùi 2: 12 dd = kJ/kg 45,982 =I Page 34 of 47 2. Taùc nhaân laïnh R22 Traïng thaùi 1: Hôi quaù nhieät kJ/kg 65,729i 18p C60t 1 1 0 1 =→ ⎩⎨ ⎧ = = bar Traïng thaùi 2: Loûng soâi kJ/kg 65,558i2 = ( ) ( ) ( ) skg ii IIGG iiGIIGQ kk R Rkkk /1016,0 12 12 22 122212 =− −=→ −=−= Baøi 3 (1,5 ñieåm) Khoâng khí laø khí 2 nguyeân töû: 528,0k =β k 1 2 1,0 10 1 p p β<===β Vaäy toác ñoä khoâng khí taïi ñaàu ra baèng toác ñoä tôùi haïn smRT k k k k kk /26,32911 2 1 12 =⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ −−== − βωω 091167,0 1 1 1 == p RTv m3/kg 14387,01 1 == k k k vv β m3/kg 0007065,0 4 2 2 == df π m2 617,122max == kv fG ω kg/s Baøi 4 (2,5 ñieåm) Traïng thaùi 1: hôi quaù nhieät kg/m206,0v C200t bar10p 3 10 1 1 =→ ⎩⎨ ⎧ = = kg5 206,0 03,1 v VG 1 1 === Traïng thaùi 2: kg5,15,3GG 12 =−= 68667,0 5,1 03,1 G Vv 2 2 === m3/kg Page 35 of 47 ⎪⎪ ⎪ ⎩ ⎪⎪ ⎪ ⎨ ⎧ = =′ =′′ =′ →= kg/kJ2202r kg/kJ7,503i kg/m8917,0v kg/m0010603,0v C120t 3 3 0 2 →′′<<′ vvv 2 traïng thaùi 2 laø hôi baõo hoøa aåm 77,0 0010603.08917,0 0010603,068667,0 vv vvx 2 =− −=′−′′ ′−= 78,21982202.77,07,503r.xii2 =+=+′=→ kJ/kg bar ( ) 9854,1tpp 2S2 == Page 36 of 47 Page 37 of 47 TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA TP. HOÀ CHÍ MINH Khoa Cơ Khí BỘ MÔN CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH Ñeà thi moân : NHIEÄT ÑOÄNG LÖÏC HOÏC KYÕ THUAÄT Ngaøy thi :14/01/2008 - Thôøi gian :90 phuùt. (Sinh vieân ñöôïc pheùp söû duïng taøi lieäu) --------o0o-------- Baøi 1 (3ñ) Khaûo saùt hoãn hôïp 2 khí lyù töôûng CO2 vaø N2 chöùa trong moät heä xylanh pittoâng. Thaønh phaàn khoái löôïng cuûa khí CO2 chöùa trong hoãn hôïp laø gCO2=0,4. ÔÛ traïng thaùi ban ñaàu hoãn hôïp coù p1=2bar; t1=35oC vaø V1=0,4m3. Sau ñoù hoãn hôïp naøy ñöôïc neùn ñoaïn nhieät ñeán traïng thaùi 2 coù t2=50oC. Haõy xaùc ñònh a. AÙp suaát vaø theå tích cuûa hoãn hôïp ôû traïng thaùi 2. b. Tính coâng trao ñoåi cuûa quaù trình. Nhaän xeùt? Baøi 2 (3ñ) Khoâng khí aåm tröôùc khi ñi vaøo daøn laïnh coù t1=25oC; ϕ1=70% sau khi ra khoûi daøn laïnh khoâng khí coù d- 2=10ghn/kgkkk. Löu löôïng khoâng khí thoåi qua daøn laïnh laø G=1250kg/h. Heä soá laøm laïnh cuûa maùy laïnh laø ε=4. Haõy xaùc ñònh: a. Löu löôïng khoâng khí thoåi qua daøn noùng neáu bieát khoâng khí tröôùc khi vaøo daøn noùng coù t3=35oC; ϕ3=70% vaø khoâng khí sau khi ra khoûi daøn noùng coù t4=45oC b. Tính löôïng nöôùc taùch ra ôû daøn laïnh trong 1 giôø c. Bieåu dieãn quaù trình laøm laïnh khoâng khí treân ñoà thò t-d Baøi 3 (4ñ) Khaûo saùt chu trình thieát bò ñoäng löïc hôi nöôùc coù quaù nhieät trung gian laøm vieäc vôùi caùc thoâng soá nhö sau: - AÙp suaát vaø nhieät ñoä hôi nöôùc tröôùc khi vaøo tuabin cao aùp laø 120bar vaø 600oC - AÙp suaát hôi nöôùc sau khi ra khoûi tuabin cao aùp laø 20bar - Nhieät ñoä hôi nöôùc sau khi ra khoûi boä quaù nhieät laø 500oC - AÙp suaát hôi nöôùc sau khi ra khoûi tuabin haï aùp laø 0,06bar. - Löu löôïng hôi tuaàn hoaøn laø 300taán/h Boû qua coâng bôm. Haõy xaùc ñònh a. Hieäu suaát nhieät cuûa chu trình b. Chu trình söû duïng daàu FO ñeå caáp nhieät, bieát nhieät trò rieâng cuûa daàu FO laø B=10000kcal/kg vaø hieäu suaát nhieät cuûa loø hôi vaø boä quaù nhieät laø 90%. Haõy xaùc ñònh löôïng tieâu hao nhieân lieäu cuûa chu trình trong 1 giôø c. Bieåu dieãn chu trình treân ñoà thò p-V vaø i-s Chuû nhieäm boä moân Giaùo vieân ra ñeà PGS-TS LEÂ CHÍ HIEÄP VOÕ KIEÁN QUOÁC ĐÁP SỐ : Baøi 1 ( ) ( ) kJ n TT T VP n TTGRW m T TVV bar T Tpp k kgKkJc kgKkJc n k k phh vhh 867,10 11 35,0. 4,2 3585,1 /97,0 /7142,0 21 1 1121 3 1 1 2 1 12 1 2 1 12 −=− −=− −= =⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛= =⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛= = = = − − Baøi 2: hkgG hkgG kgkJI kgkkkkghndd kgkJI kgkkkkghnd kWQkWQ kgkJI Ctbarp barp dd kgkJI kgkkkkghnd n kk K o hbh hn /125,5 /3260 /111 /02548,0 /48,100 /02548,0 52,962,7 /39 77,1301582,0 01582,0 %100 /95,60 /0141,0 4 34 3 3 0 2 22 2 212 1 1 = = =→ == = = =→= = =→= = =→< = = ϕ Baøi 3: hkgG kgkJi kgkJi x kgKkJs kgkJi kgkJi kgKkJs kgkJi nl /30885 %8,44 /5,151 /22,2289 885,0 /429,7 /3468 /55,3046 /803,6 /3603 5 4 4 3 3 2 1 1 = = = = = = = = = = η Page 38 of 47 ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA Tp. HCM - Tröôøng ÑH BAÙCH KHOA Khoa CÔ KHÍ Bm COÂNG NGHEÄ NHIEÄT LAÏNH Chuû nhieäm BM GV ra ñeà ĐỀ THI HỌC KỲ I – NIÊN HỌC 2007-2008 Ñeà thi laàn I - Heä Khoâng Chính Quy Moân Thi : Kyõ Thuaät Nhieät Thôøi gian : 90 phuùt Baét ñaàu : 18h15 NgaøyThi : 29/01/2008 PGS. TS. Leâ Chí Hieäp Nguyeãn Toaøn Phong ----- W X ----- Ghi chuù: SV ñöôïc söû duïng taøi lieäu Ñeà thi goàm moät trang A4 Baøi 1: (2 ñieåm) Khí CO2 chöùa trong bình kín ban ñaàu coù aùp suaát 5,2p1 = bar, nhieät ñoä . Sau khi naïp theâm CO C30t o1 = 2 thì aùp suaát 16p2 = bar, nhieät ñoä . C60t o2 = Haõy xaùc ñònh khoái löôïng khí CO2 ñaõ naïp vaøo bình. Bieát theå tích bình lít120V = Baøi 2: (3 ñieåm) Khoâng khí chöùa trong heä thoáng cylinder-piston ban ñaàu coù theå tích lít50V1 = , aùp suaát 45p1 = bar, nhieät ñoä . C1600t o1 = Sau khi giaõn nôû theo quaù trình ña bieán, traïng thaùi sau coù theå tích lít300V2 = , nhieät ñoä . C600t o2 = Haõy xaùc ñònh: 1. Soá muõ ña bieán cuûa quaù trình ñang khaûo saùt. (1 ñieåm) 2. Coâng sinh ra cuûa quaù trình W [kJ]. (1 ñieåm) 3. Nhieät löôïng trao ñoåi cuûa quaù trình Q [kJ]. (1 ñieåm) Baøi 3: (2 ñieåm) Khoâng khí aåm ôû traïng thaùi ban ñaàu coù nhieät ñoä , ñoä aåm töông ñoái C35t o1 = %751 =ϕ qua daøn laïnh bieán ñoåi ñeán traïng thaùi sau coù nhieät ñoä , ñoä aåm töông ñoái C16t o2 = %902 =ϕ . Cho bieát löu löôïng khoâng khí qua daøn laïnh hkgkk450Gk = Haõy xaùc ñònh: 1. Naêng suaát daøn laïnh Qo [kW]. (1 ñieåm) 2. Löôïng nöôùc ngöng tuï trong 1 giôø Gngöng [kg/h]. (1 ñieåm) Löu yù: Cho pheùp tra soá lieäu töø ñoà thò khoâng khí aåm Baøi 4: (3 ñieåm) Khaûo saùt chu trình thieát bò ñoäng löïc hôi nöôùc coù caùc thoâng soá laøm vieäc nhö sau: Hôi vaøo turbine coù 120p1 = bar , . Nhieät ñoä ngöng tuï . C550t o1 = C45t ok = Löu löôïng hôi nöôùc laøm vieäc trong chu trình øgiôøtaán30Gh = . Haõy xaùc ñònh: 1. Enthalpy taïi caùc ñieåm 1, 2, 3. (1,5 ñieåm) 2. Tính coâng suaát cuûa turbine N [kW], coâng suaát nhieät caàn cung caáp cho chu trình Q1 [kW], coâng suaát bình ngöng Gk [kW], hieäu suaát nhieät cuûa chu trình. (1,5 ñieåm) ----- Heát ----- Page 39 of 47 ĐÁP SỐ Baøi 1: (2 ñieåm) • Khoái löôïng khí naïp vaøo bình: kg T p T p R VGGG 5263,2 1 1 2 2 12 =⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ −⋅=−=Δ Baøi 2: (3 ñieåm) • Khoái löôïng khí trong heä thoáng: kg TR VpG 42,0 . . 1 11 == 1. Soá muõ ña bieán cuûa quaù trình ( )( ) 426,1/log /log1 21 12 =+= VV TTn 2. Coâng trao ñoåi vôùi moâi tröôøng ( ) kJ n TTGRWW tt 2821 . 12 =− −== 3. Nhieät löôïng trao ñoåi kJTcGQ KkgkJ n kncc nn vn 56,25.. )./(061,0 1 . −=Δ= =− −= Baøi 3: (2 ñieåm) • Traïng thaùi khoâng khí tröôùc vaø sau khi qua daøn laïnh ⎪⎪⎩ ⎪⎪⎨ ⎧ = = =ϕ = ⎯⎯⎯ →⎯ ⎪⎪⎩ ⎪⎪⎨ ⎧ = = =ϕ = −− kgkkkghôi10.7,10d kgkkkJ2,43I %90 C16t kgkkkghôi10.9,26d kgkkkJ5,104I %75 C35t 3 2 2 2 o 2 laïnhDaøn 3 1 1 1 o 1 1. Naêng suaát daøn laïnh ( ) kWIIGQ kko 6625,721 =−⋅= 2. Löôïng nöôùc ngöng tuï töø daøn laïnh ( ) hkgddGG kkngöng 29,721 =−⋅= Page 40 of 47 Baøi 4: (3 ñieåm) 1. Enthalpy taïi caùc ñieåm ñaëc tröng 1, 2, 3 ⎪⎩ ⎪⎨⎧ = =⇒⎪⎩ ⎪⎨⎧ = = )K.kg/(kJ645,6s kg/kJ3475i C550t bar120p 1 1 o 1 1 kgkJ4,188'ii kgkJ92,2098)4,1882582(798,04,188 )'i"i(x'ii %82,79 6384,01638,8 6384,0645,6 's"s 'ssx)K.kg(kJ645,6ss kgkJ2582"i kgkJ4,188'i )K.kg(kJ1638,8"s )K.kg(kJ6384,0's C45t 3 22 2 212 o k == =−×+= −⋅+= =− −=− −=⇒== ⎪⎩ ⎪⎨⎧ = = ⎪⎩ ⎪⎨⎧ = =⇒= 2. Caùc chæ tieâu naêng löôïng • Coâng suaát turbine MWkWwGN 467,1110.467,11. 3 === • Coâng suaát nhieät cung caáp MWkWqGQ 388,2710.388,27. 311 === • Coâng suaát nhieät bình ngöng MWkWqGQk 921,1510.921,15. 32 === • Hieäu suaát nhieät cuûa chu trình %87,41 11 === Q N q w tη Page 41 of 47 Page 42 of 47 THI CUỐI HỌC KỲ (Lần 2) Môn: Kỹ Thuật Nhiệt Thời gian làm bài: 90phút Ghi chú: Thí sinh được sử dụng tài liệu Ngày: 28.3.2008 Lớp: N6HT Bài 1 Khảo sát một khối không khí lúc ban đầu có V1 = 200lít, t1 = 45oC và p1 = 2bars. Sau khi trao đổi nhiệt lượng Q với môi trường xung quanh, người ta thấy t2 = 75oC và p2 = 3bars. a.. Xác định số mũ đa biến n. b. Xác định lượng công và nhiệt trao đổi. Nhận xét. Bài 2 Hơi nước đi vào tuabin có t1 = 550oC và p1 = 100bars. Sau khi ra khỏi tuabin, hơi nước có nhiệt độ t2 = 45oC được cho ngưng tụ trong bình ngưng và được bơm trở về lò hơi. Lò hơi có năng suất 150 tấn/giờ. a. Xác định công sinh ra bởi tuabin, năng suất nhả nhiệt của bình ngưng và hiệu suất nhiệt của chu trình. b. Vẽ đồ thị T-s. Bài 3 Cho biết: - Không khí đi vào máy nén có t1 = 35oC và p1 = 1bar, không khí ra khỏi máy nén có p2 = 6bars. - Lưu lượng không khí đi qua máy nén là 0,25kg/s. Xác định công nén của máy nén trong hai trường hợp: a. Quá trình nén là đoạn nhiệt b. Quá trình nén là đẳng nhiệt Nêu nhận xét. GV ra đề PGS. TS. LÊ CHÍ HIỆP Bài 1 a. 28591,1=n b. kg RT VpG 439,0 1 11 == kJtt n RGWtt 2,13)(1 12 −=−−= kJ97,16nWW ttkt == kJtt n knGcQ v 8,3)(1 12 −=−− −= Nhận xét: Nhận công, nhả nhiệt Bài 2 i1 = 0,5(3372 + 3631) = 3501,5kJ/kg s1 = 0,5(6,596 +6,901) = 6,7485kJ/kg.K i2 = (1 – x)i’ + xi’’ = 2131,8kJ/kg 812,0 6384,01638,8 6384,07485,6 2 =− −=x Lỏng sôi sau bình ngưng ở nhiệt độ t2 = 45oC: i3 = 188,4kJ/kg Tuabin: W = G(i1 – i2) = 57,1MW Bình ngưng: q2 = G(i2 – i3) = 81MW Hiệu suất = w/(w + q2) = 41,3% Bài 3 CK p pTT o k k 241514 1 2 1 12 ==⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛= − W = Gcp(T1 – T2) = 52 kW Page 43 of 47 Page 44 of 47 ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA Tp. HCM - Tröôøng ÑH BAÙCH KHOA Khoa CÔ KHÍ - BM COÂNG NGHEÄ NHIEÄT LAÏNH Chuû nhieäm BM GV ra ñeà Leâ Chí Hieäp Nguyeãn Vaên Haïp PGS. TS. Leâ Chí Hieäp Nguyeãn Thò Minh Trinh ĐỀ THI HK II – NĂM HỌC 2007-2008 Moân Thi : Nhieät Ñoäng Löïc Hoïc Kyõ Thuaät Thôøi gian : 90 phuùt NgaøyThi : 03/06/2008 ----- W X ----- Ghi chuù: SV ñöôïc söû duïng taøi lieäu Baøi 1 (2 ñieåm) Cho khoâng khí coù aùp suaát p1 = 3 bar, nhieät ñoä t1 = 400C chaûy qua moät oáng taêng toác nhoû daàn. Ñöôøng kính trong taïi cöûa ra cuûa oáng d2 = 20mm. Xaùc ñònh: a. AÙp suaát p2 ñeå toác ñoä khoâng khí taïi cöûa ra cuûa oáng ω2 baèng toác ñoä aâm thanh. b. Giaù trò toác ñoä ω2 c. Löu löôïng khoâng khí qua oáng G. Baøi 2 (4 ñieåm) Khaûo saùt chu trình thieát bò ñoäng löïc hôi nöôùc coù quaù nhieät trung gian laøm vieäc vôùi caùc thoâng soá sau: - Nhieät ñoä vaø aùp suaát hôi nöôùc vaøo phaàn cao aùp cuûa tuabin laàn löôït laø 4000C vaø 80 bar, hôi nöôùc ra khoûi phaàn cao aùp cuûa turbine laø hôi baõo hoøa khoâ. - Nhieät ñoä vaø aùp suaát cuûa hôi nöôùc vaøo vaø ra khoûi phaàn haï aùp cuûa turbine laø 4000C vaø 0,08 bar. -Naêng suaát giaûi nhieät cuûa bình ngöng laø 60 MW Haõy xaùc ñònh: a. Coâng suaát nhieät caàn cung caáp cho loø hôi. b. Coâng sinh ra cuûa chu trình. c. Hieäu suaát nhieät cuûa chu trình. d. Bieåu dieãn caùc quaù trình treân ñoà thò T-s Baøi 3 (4 ñieåm) Khaûo saùt moät thieát bò ngöng tuï laøm vieäc trong caùc ñieàu kieän sau: − Chaát ngöng tuï laø R-22, traïng thaùi ñi vaøo thieát bò ngöng tuï coù aùp suaát 20 bar vaø nhieät ñoä 800C, traïng thaùi ra khoûi thieát bò ngöng tuï laø loûng soâi, löu löôïng laø 1800 kg/h. − Chaát giaûi nhieät laø khoâng khí, traïng thaùi ñi vaøo thieát bò ngöng tuï coù t1 = 300C, d1 = 21 g hôi nöôùc/kg khoâng khí khoâ, nhieät ñoä khoâng khí ra khoûi thieát bò ngöng tuï laø t2 = 450C a. Xaùc ñònh löu löôïng khoâng khí ñi qua thieát bò ngöng tuï Gkk b. Sau khi ra khoûi thieát bò ngöng tuï, khoâng khí ñöôïc tieáp tuïc gia nhieät (baèng ñieän trôû) ñeán traïng thaùi 3 coù nhieät ñoä t3 = t2 + 350C vaø ñöôïc ñöa vaøo buoàng saáy. Ra khoûi buoàng saáy nhieät ñoä cuûa khoâng khí laø t4 = 450C. Xaùc ñònh ñoä chöùa hôi d4 vaø ñoä aåm töông ñoái ϕ4 cuûa khoâng khí ra khoûi buoàng saáy. ĐÁP SỐ Baøi 1 (2 ñieåm) a. Khoâng khí laø khí 2 nguyeân töû: 528,0k =β - Toác ñoä khoâng khí taïi cöûa ra baèng toác ñoä aâm thanh: bar 584,12 11 2 ==→== kkk ppp p p p β b. Giaù trò toác ñoä 2ω smRT k k k k kk /68,32311 2 1 12 =⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ −−== − βωω c. Löu löôïng khoâng khí qua oáng: kg p RTv /m 29911,0 3 1 1 1 == ( ) kg vv k k /m 472,0 3/1 1 2 == β kg/s 2153,0 2 22 == v fG ω Baøi 2 (4 ñieåm) 1 2 3 45 T1 = T3 = 673K K x = 0 x = 1 T s x 4 = 85,9% Page 45 of 47 STT p(bar) t(0C) i(kJ/kg) s(kJ/kg.ñoä) 1 80 400 3135 6,358 2 19 209,78 2789 6,358 3 19 400 3247,5 7,1485 4 0,08 41,54 2237,3 7,1485 5 0,08 41,54 173,9 0,5927 0,859 ss ss x ' 4 " 4 ' 44 4 =− −= Ö i4 = 2237,3(kJ/kg) Löu löôïng hôi tuaàn hoaøn: ( ) skg ii QGiiGQ /07822,29 54 2 542 =−=→−= a. Coâng suaát nhieät: ( ) ( )[ ] kWiiiiGQ 88,9943523511 =−+−= b. Coâng sinh ra cuûa chu trình: ( ) ( )[ ] kWiiiiGL 88,394354321 =−+−= c. Hieäu suaát nhieät: %66,393966,0 === Q Lη Baøi 3 (4 ñieåm) Taùc nhaân laïnh R22 Traïng thaùi 1: Hôi quaù nhieät kJ/kg 28,745i C80t bar20p 10 =→⎩⎨ ⎧ = = Traïng thaùi 2: Loûng soâi kJ/kg 6,564i2 = Khoâng khí ( ) kgkJtdtI /76,83.22500 1111 =++= ( ) kgkJtdtI /39,99.22500 2222 =++= ( ) ( ) ( ) ( ) skgII iiGG iiGIIGQ R kk Rkkk /78,5 12 1222 122212 =− −=→ −=−= Page 46 of 47 Traïng thaùi 3: C80t 03 = 123 ddd == = 0,021 kg/kg ( ) kgkJtdtI /86,135.22500 3333 =++= Traïng thaùi 4: kg/kJ86,135II 34 == C45t 04 = kgkg t tId /0351,0 .22500 4 44 4 =+ −= bar d pdp pp p d h h h 05339,0 622,0 .622,0 4 4 4 4 4 4 =+=→−= bar09584,0pC45t 2bh 0 2 =→= %705,5555705,0 4 4 4 === bh h p pϕ Page 47 of 47