TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM
Khoa CÔ KHÍ
BM COÂNG NGHEÄ NHIEÄT LAÏNH
ĐỀ THI CUỐI HỌC KỲ I
Moân : Nhieät Ñoäng Löïc Hoïc Kyõ Thuaät
Thôøi gian : 100 phuùt Ngaøy thi : 04/01/2006
-----o0o----
Ghi chuù: SV
ñöôïc
söû duïng taøi lieäu
Cho pheùp tra soá lieäu töø ñoà thò khoâng khí aåm.
Baøi 1: (2,5 ñieåm)
Khaûo saùt moät heä xylanh pittoâng beân trong coù chöùa 1,8 kg khí CO2. ÔÛû traïng thaùi ban ñaàu khoái khí coù t1 =21oC;
V1 = 0,5 m3. Sau ñoù ngöôøi ta neùn khoái khí naøy ñeán traïng thaùi 2 coù p2 =3 bar; t2 = 42oC. Haõy xaùc ñònh:
1. Soá muõ ña bieán cuûa quaù trình. (
1 ñieåm
)
2. Coâng vaø nhieät löôïng trao ñoåi cuûa quaù trình. Nhaän xeùt. (
1 ñieåm
)
3. Khoái löôïng CO2 caàn laáy ñi ñeå khoái khí quay trôû laïi traïng thaùi ban ñaàu. (
0,5 ñieåm
)
Baøi 2: (2,5 ñieåm)
Chu trình thieát bò ñoäng löïc hôi nöôùc laøm vieäc vôùi caùc thoâng soá
nhö sau: aùp suaát hôi nöôùc sau khi ra khoûi loø hôi laø 80bar, aùp suaát vaø ñoä
khoâ cuûa hôi nöôùc sau khi ra khoûi tuabin laàn löôït laø 0,05bar vaø 0,8. Boû
qua coâng bôm, haõy xaùc ñònh:
1. Entanpi taïi caùc traïng thaùi 1, 2, 3 vaø nhieät ñoä hôi tröôùc
khi vaøo tuabin, hieäu suaát nhieät cuûa chu trình. (
1,5 ñieåm
)
2. Löu löôïng nöôùc giaûi nhieät cho bình ngöng, bieát ñoä cheânh
leäch nhieät ñoä nöôùc vaøo vaø ra laø 6oC. Cho bieát coâng suaát
cuûa tuabin laø 40MW. (
0,5 ñieåm
)
3. Bieåu dieãn chu trình treân ñoà thò T - s. (
0,5 ñieåm
)
BOÄ QUAÙ
NHIEÄT
LOØ HÔI
TUABIN
BÌNH NGÖNG
BÔM
1
23
4
Baøi 3: (2,5 ñieåm)
Khoâng khí aåm ôû traïng thaùi ban ñaàu coù t1 = 300C, ϕ1 = 85% ñöôïc thoåi qua daøn laïnh coù naêng suaát laïnh 6,3 kW
thì ñaït ñeán traïng thaùi 2 coù t2 = tñs1 - 6 0C vaø ϕ2 = 100%. Sau khi ra khoûi daøn laïnh khoâng khí ñöôïc tieáp tuïc gia nhieät
vaø ñaït ñeán traïng thaùi 3 coù ϕ3 = 35%. Haõy xaùc ñònh:
1. Thoâng soá taïi caùc ñieåm ñaëc tröng vaø bieåu dieãn caùc quaù trình treân ñoà thò t-d. (
1,5 ñieåm
)
2. Löu löôïng khoâng khí tham gia vaøo quaù trình. (
0,5 ñieåm
)
3. Coâng suaát daøn gia nhieät. (
0,5 ñieåm
)
Baøi 4: (2,5 ñieåm)
Khaûo saùt maùy laïnh moät caáp coù sô ñoà trình baøy nhö
hình veõ. Cho bieát:
− Taùc nhaân laïnh laø R-22
− Traïng thaùi cuûa taùc nhaân laïnh ra khoûi daøn ngöng
tuï laø loûng soâi ôû aùp suaát 18 bar.
− Traïng thaùi taùc nhaân ra khoûi daøn bay hôi vaøo
maùy neùn laø hôi baõo hoøa khoâ ôû nhieät ñoä 10oC
− Naêng suaát laïnh laø 10kW
Daøn
ngöng tuï
Daøn bay
hôi
Maùy neùn
Van tieát
löu
3
2
1
4
1. Xaùc ñònh enthalpy cuûa caùc traïng thaùi 1, 2, 3 vaø 4 (
1 ñieåm
)
2. Tính naêng suaát giaûi nhieät ôû daøn noùng. (
0,5 ñieåm
)
3. Xaùc ñònh löu löôïng cuûa khoâng khí ñi qua daøn ngöng tuï vaø ñoä aåm cuûa khoâng khí ra khoûi daøn ngöng tuï.
Cho bieát khoâng khí ñi vaøo daøn ngöng tuï coù nhieät ñoä vaø ñoä aåm laàn löôït laø 30oC vaø 80%, khoâng khí ñi
ra khoûi daøn ngöng tuï coù nhieät ñoä laø 45oC.
(1 ñieåm)
Chuû nhieäm BM
PGS. TS. Leâ Chí Hieäp
CB ra ñeà
PGS. TS. Leâ Chí Hieäp
KS. Nguyeãn Thò Minh Trinh
KS. Voõ Kieán Quoác
Đáp số:
Baøi 1:
1. Soá muõ ña bieán cuûa quaù trình. (
1 ñieåm
)
205,1=n
2. Coâng vaø nhieät löôïng trao ñoåi cuûa quaù trình. Nhaän xeùt. (
1 ñieåm
)
()
kJ
n
TTRG
Wtt 854,34
1
.. 12 −=
−
−
=
kJt
n
kn
CGtCGQ vn 913,9.
1
.... −=Δ
−
−
=Δ=
Nhaän xeùt: nhaän coâng vaø nhaû nhieät löôïng
3. Khoái löôïng CO2 caàn laáy ñi ñeå khoái khí quay trôû laïi traïng thaùi ban ñaàu. (
0,5 ñieåm
)
kgG 51444,0=Δ
Baøi 2:
1. Entanpi taïi caùc traïng thaùi 1, 2, 3 vaø nhieät ñoä hôi tröôùc khi vaøo tuabin, hieäu suaát nhieät
cuûa chu trình. (
1,5 ñieåm
)
Ñieåm 2:
⎩
⎨
⎧
=
=
8,0x
Bar05,0
p
2
2⎯⎯⎯⎯→⎯hoøabaõobaûng
()
⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
=
=
ñoä.kg/kJ80967,6s
k
g
/
kJ23,2076i
2
2
Ñieåm 1:
()
⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
==
=
ñoä.kg/kJ80967,6ss
Ba
r
80p
21
1⎯⎯⎯⎯⎯→⎯nhieätquaùhôibaûng
⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
=
=
C52,521t
k
g
/
kJ73,3468i
o
1
1
Ñieåm 3:
k
g
/
kJ83,137'iií==
Hieäu suaát nhieät cuûa chu trình:
%81,41
31
21 =
−
−
=ii
ii
t
η
2. Löu löôïng nöôùc giaûi nhieät cho bình ngöng, bieát ñoä cheânh leäch nhieät ñoä nöôùc vaøo vaø ra
laø 6oC. Cho bieát coâng suaát cuûa tuabin laø 40MW. (
0,5 ñieåm
)
hmskg
tC
Q
G
pn
k
n/7985/2218
.
3
==
Δ
=Δ
Baøi 3:
1. Thoâng soá taïi caùc ñieåm ñaëc tröng vaø bieåu dieãn caùc quaù trình treân ñoà thò t-d. (
1,5 ñieåm
)
Ñieåm 1:
⎩
⎨
⎧
=ϕ
=
%85
C30t
1
o
1→⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
=ϕ=
=
Bar03605,0p.p
Ba
r
04241,0
p
1bh11h
1bh →⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
=
=
=
kgkk/kJ63,89I
kgkk/hôikg0233,0d
C17,27t
1
1
o
ñs
Ñieåm 2:
⎩
⎨
⎧
=ϕ
=−=
%100
C17,21617,27t
2
o
2→
⎜
⎜
⎜
⎜
⎝
⎛
=
=
==
kg/kJ32,62I
kgkk/hôikg0161,0d
Bar0253,0pp
2
2
2bh2h
Ñieåm 3:
⎩
⎨
⎧
=ϕ
==
%35
Bar0253,0
p
p
3
23 →
⎪
⎪
⎪
⎩
⎪
⎪
⎪
⎨
⎧
=
=
==
=
ϕ
=
kgkk/kJ42,81I
C61,39t
kgkk/hôikg0161,0dd
Bar7232,0
p
p
3
o
3
23
3
3
3bh
2. Löu löôïng khoâng khí tham gia vaøo quaù trình. (
0,5 ñieåm
)
hkgskg
II
Q
Go
kk /830/23,0
21
==
−
=
3. Coâng suaát daøn gia nhieät. (
0,5 ñieåm
)
(
)
()
⎩
⎨
⎧
−=
−=
23kkk
21kko
II.GQ
II.GQ →kW
II
II
QQ ok 41,4.
21
23 =
−
−
=
Baøi 4:
1. Xaùc ñònh enthalpy cuûa caùc traïng thaùi 1, 2, 3 vaø 4 (
1 ñieåm
)
Ñieåm 1:
()
⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
==
==
=
ñoä.kg/kJ7341,1"ss
kg/kJ81,707"ii
C10t
1
1
o
1
Ñieåm 2:
()
⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
==
=
ñoä.kg/kJ7341,1ss
bar18p
12
2⎯⎯⎯⎯⎯→⎯nhieätquaùhôibaûng k
g
kJ78,731i2
=
Ñieåm 3:
(
)
k
g
/
kJ65,558Bar18'ii3==
Ñieåm 4:
k
g
/
kJ65,558ii 34 ==
2. Tính naêng suaát giaûi nhieät ôû daøn noùng. (
0,5 ñieåm
)
kW
ii
ii
QQ ok 607,11.
41
32 =
−
−
=
3. Xaùc ñònh löu löôïng cuûa khoâng khí ñi qua daøn ngöng tuï vaø ñoä aåm cuûa khoâng khí ra
khoûi daøn ngöng tuï. Cho bieát khoâng khí ñi vaøo daøn ngöng tuï coù nhieät ñoä vaø ñoä aåm laàn
löôït laø 30oC vaø 80%, khoâng khí ñi ra khoûi daøn ngöng tuï coù nhieät ñoä laø 45oC. (
1 ñieåm
)
Ñieåm 1:
⎩
⎨
⎧
=ϕ
=
%80
C30t
1
o
1→⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
=ϕ=
=
Bar033928,0p.p
Ba
r
04241,0
p
1bh11h
1bh →⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
=
=
kgkk/kJ01,86I
k
g
k
k
hôik
g
0218,0d
1
1
Ñieåm 2:
⎪
⎪
⎩
⎪
⎪
⎨
⎧
=
=
==
==
Bar09584,0p
C45t
Bar033928,0pp
k
g
k
k
/
hôik
g
0218,0dd
2bh
o
2
12
12
→⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
==ϕ
=
%4,35
p
p
k
g
/
kJ71,101I
2bh
2h
2
2
Löu löôïng khoâng khí qua daøn ngöng tuï:
hkgkk
II
Q
Gk
kk /2662
12
=
−
=
TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA TP.HCM
BOÄ MOÂN COÂNG NGHEÄ NHIEÄT LAÏNH
ÑEÀ THI HOÏC KYØ (HEÄ KHOÂNG CHÍNH QUY)
MOÂN THI : NHIEÄT KYÕ THUAÄT
Ngaøy thi : 15/01/2006
Thôøi gian :90 phuùt.
Sinh vieân ñöôïc söû duïng taøi lieäu.
Baøi 1
: Khaûo saùt hoãn hôïp khí lyù töôûng goàm
2 khí CO
2
vaø N
2
coù khoái löôïng laø
G
hh
=1,5kg
ñöôïc chöùa trong
moät heä xylanh pittoâng. ÔÛ traïng thaùi ban ñaàu khoái khí coù theå tích laø
V
1
=0,5m
3
; nhieät ñoä
t
1
=27
o
C
. Sau ñoù
ngöôøi ta neùn hoãn hôïp khí naøy ñeán traïng thaùi 2 coù
V
2
=0,311m
3
; nhieät ñoä
t
2
=57
o
C
. Bieát thaønh phaàn khoái
löôïng cuûa khí
CO
2
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 p
1
=8bar
. Sau moät thôøi gian ñeå ngoaøi trôøi thì
soá chæ aùp keá gaén treân bình laø p
2
=7bar
. Haõy
xaùc ñònh nhieät löôïng nhaû ra trong quaù trình naøy?
Baøi 3
: Khoâng khí aåm ôû traïng thaùi ban ñaàu coù
t
1
=25
o
C, ϕ
1
=70%
ñöôïc laøm laïnh ñeán traïng thaùi 2 coù
d
2
=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
Q
K
=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=500
o
C 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
4
b. 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