1 Cán bô ̣giảng daỵ Hoàng Trung Ngôn – năm hoc̣ 2018 CÂU HỎI LÝ THUYẾT 1 Tên gọi, ký hiệu và đơn vị đo (theo hệ ĐVĐL quốc tế SI) của các thông số trạng thái cơ bản của môi chất là 2 Áp suất chân không trong hệ thống Pck= 400 mmHg Khi xác định giá trị của các thông số vật lý mà phụ thuộc vào áp suất thì phải xác định ở áp suất nào nếu áp suất khí quyển Pkq= 760 mmHg? Xác định ở áp suất có giá trị bằng P = Hiệu nhiệt độ bằng 20oC, hiệu nhiệt độ này bằng bao nhiêu kenvin ? Bằng 3 Nhiệt dung.
Trang 1CÂU HỎI LÝ THUYẾT
1 Tên gọi, ký hiệu và đơn vị đo (theo hệ ĐVĐL quốc tế SI) của các thông số trạng thái
cơ bản của môi chất là: ………
2 Áp suất chân không trong hệ thống Pck= 400 mmHg Khi xác định giá trị của các thông số vật lý mà phụ thuộc vào áp suất thì phải xác định ở áp suất nào nếu áp suất khí quyển Pkq= 760 mmHg?
Xác định ở áp suất: ……….có giá trị bằng P = ……… Hiệu nhiệt độ bằng 20oC, hiệu nhiệt độ này bằng bao nhiêu kenvin ? Bằng
………
3 Nhiệt dung riêng (NDR) được ký hiệu là Cp hoặc Cv Hãy cho biết tên gọi và đơn vị
đo của chúng?
- Cp là: ………có đơn vị đo là
………
- Cv là: ……… có đơn vị đo là
………
Nhiệt dung riêng có ký hiệu “C”, tương ứng với Cp hay Cv ?
4 Cho 1 ví dụ về sự chuyển pha của môi chất có thu nhiệt và 1 ví dụ về sự chuyển pha có tỏa nhiệt?
Sự chuyển pha có thu nhiệt:
Sự chuyển pha có tỏa nhiệt:
5 Hãy viết 1 biểu thức tính nhiệt hiện và 1 biểu thức tính nhiệt ẩn có đầy đủ chú thích
và đơn vị đo của các đại lượng?
Nhiệt hiện:
Q=………
……… Nhiệt ẩn:
Q=………
………
6 Nhiệt lượng thường có đơn vị đo là Jun (J) nhưng cũng có thể có đơn vị đo là oat (W) Hãy giải thích ý nghĩa của nhiệt lượng có đơn vị đo là W ?
Trang 2
Nhiệt lượng bằng 800W có nghĩa là:
7 Trong không gian 3 chiều, trường nhiệt độ là T=f (x, y, z, τ) Hãy điền dấu so sánh vào ô □ tương ứng để có câu trả lời đúng : - Dẫn nhiệt là không ổn định: T □ 0 - Dẫn nhiệt là ổn định:
T □ 0 8 Hãy vẽ sơ đồ biểu diễn gradient nhiệt độ và biểu diễn chiều của mật độ dòng nhiệt theo định luật Furier về sự dẫn nhiệt? (và phát biểu định luật)? Sơ đồ Định luật Furie Công thức tính q = ………
………
Phát biểu:………
………
………
………
9 Hãy kể tên các điều kiện đơn trị của bài toán dẫn nhiệt ? Các điều kiện đơn trị gồm: ………
………
Cho 1 ví dụ về sự dẫn nhiệt với điều kiện biên loại 3?
10 Viết công thức tính mật độ dòng nhiệt truyền được bằng dẫn nhiệt ổn định qua vách phẳng 1 lớp (có chú thích các đại lượng và đơn vị đo tương ứng)? q=………
…
11 Hãy cho 1 ví dụ về sự đối lưu nhiệt tự nhiên và 1 ví dụ về sự đối lưu nhiệt cưỡng bức?
Trang 3- Đối lưu nhiệt tự nhiên:
- Đối lưu nhiệt cưỡng bức:
12 Viết biểu thức Niuton để tính mật độ dòng nhiệt trao đổi được bằng đối lưu nhiệt
q=……… đơn vị đo của q là: trong đó:
13 Hãy cho biết những điều cần lưu ý khi muốn xác định đúng giá trị của các chuẩn số đồng dạng?
- Những điều cần lưu ý:
………
………
Viết Nu có chỉ số s (NuS) hiểu là thế nào ?
14 Khi cho lưu chất chuyển động qua tiết diện không tròn thì kích thước hình học đặc trưng “ l” trong các biểu thức của chuẩn số đồng dạng được xác định như thế nào l: ………trong đó
Ví dụ: dòng lưu chất chuyển động trong không gian giữa 2 ống (như hình vẽ mà truyền nhiệt diễn ra ở cả ống trong và ống ngoài
l:
d
D
Trang 4
15 Cường độ bức xạ nhiệt phụ thuộc vào những yếu tố chính nào ?
16 Có 2 chậu nước như nhau đều đặt ra ngoài nắng; 1 chậu có đặt 1 tấn kính trong suốt lên trên (như hình vẽ), chậu còn lại không đặt tấm kính lên trên, nước ở chậu nào sẽ nóng lên nhanh hơn, tại sao? 17 Hãy vẽ sơ đồ đơn giản biểu diễn sự truyền nhiệt qua vách phẳng 1 lớp nếu nhiệt độ phía vách 2 (theo sơ đồ) cao hơn nhiệt độ phía vách 1 (có đầy đủ các ký hiệu cần thiết) dùng mũi tên chỉ chiều của dòng nhiệt q và viết công thức tính hệ số truyền nhiệt tổng quát K ? Sơ đồ ………
………
………
………
………
………
………
……
18 Hiện tượng đọng sương của không khí và nhiệt độ đọng sương được hiểu như thế nào (nêu vắn tắt)?
vách 1
t1
vách 2
t 2
Trang 519 Hiện tượng đọng sương có ý nghĩa quan trọng như thế nào trong ngành công
nghiệp thực phẩm và công nghệ sinh học ?
Hãy cho 1 ví dụ cụ thể về hiện tương đọng sương có lợi, có ích trong ngành CN thực phẩm và CN sinh học ?
Hãy cho 1 ví dụ cụ thể về hiện tương đọng sương có hại, bất lợi trong ngành CN thực phẩm và CN sinh học ?
20 Cho giản đồ không khí ẩm h-x như hình vẽ Hãy biểu diễn mang tính nguyên tắc và cách xác định 1 vài thông số trạng thái ở điểm A: - Nhiệt độ đọng sương (tds)? - Áp suất riêng phần ph ? - Áp suất bão hòa ps ? - Biểu diễn quá trình làm lạnh không khí và cho biết lưu lượng không khí ra khỏi dàn lạnh có trạng thái B bằng/nhỏ hơn hay lớn hơn lưu lương không khí vào dàn lạnh (có trạng thái A), tại sao?
21 Kể tên 4 phương pháp sinh lạnh (tạo ra nguồn lạnh): ………
………
………
………
22 Nêu 2 ví dụ về phương pháp làm lạnh trực tiếp (LLTT) và 2 ví dụ về phương pháp làm lạnh gián tiếp (LLGT) ?
Trang 6- LLTT:
……… ………
………
-LLGT:
………
………
Ưu nhược điểm chính của pp LLTT và pp LLGT?
LLTT
LLGT
23 Giải thích các từ viết tắt dưới đây về môi chất lạnh (MCL) và cho 1 ví dụ về MCL tương ứng?
- CFC:
………
………
………
- HCFC:
………
………
………
- HFC:
………
………
………
Trang 724 Tên gọi, công thức hóa học và ưu nhược điểm chính của 2 môi chất lạnh mới có
thể thay thế cho R12?
1/
………
………
………
2/ ………
………
………
25 Nói "máy nén kín" và "máy nén hở" hiểu thế nào? - máy nén kín: ………
- máy nén hở: ………
26 Ưu nhược điểm của máy lạnh có sử dụng TB hồi nhiệt? ………
………
………
27 Tại sao ở máy lạnh NH3 thường không sử dụng TB hồi nhiệt? ………
………
………
28 Máy lạnh và Bơm nhiệt (máy lạnh có chức năng bơm nhiệt) khác nhau thế nào?
………
………
………
Trang 829 Lý do phải sử dụng máy lạnh 2 cấp nén là:
………
………
………
………
………
30 Phân biệt "máy lạnh 2 cấp nén" và "máy nén lạnh 2 cấp"? ………
………
………
………
………
31 Hiểu thế nào là máy lạnh 1 cấp nén có 2 chế độ nhiệt độ bốc hơi? (có vẽ chu trình lạnh mang tính nguyên tắc) ………
………
………
………
………
………
………
………
………
32 Cho sơ đồ HT lạnh sau đây Hãy biểu diễn chu trình lạnh mang tính nguyên tắc trên giản đồ lgp-h
Trang 933 Nhược điểm căn bản của TBNT xối tưới cổ điển và ưu điểm nổi bật của TBNT xối nước có trích lỏng giữa chừng?
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
34 Hãy giải thích tại sao nước ở THÁP GIẢI NHIỆT lại nguội đi được và nó chỉ có
thể nguội đến nhiệt độ thấp nhất (lý tưởng) là bao nhiêu? Yếu tố quan trọng nhất
ảnh hưởng đến khả năng và tốc độ làm nguội nước là gì?
Trang 10………
………
………
………
………
………
………
35 Vẽ sơ đồ mang tính nguyên tắc của 1 TB tách khí không ngưng đặt trên bình chứa lỏng NH3 cao áp? (có ký hiệu và chú thích đầy đủ) ………
………
………
………
………
………
………
………
………
……….………
………
………
36 Tại sao phải sử dụng bình tách lỏng ở máy lạnh dùng máy nén pitton?
………
…………
………
………
Trang 1137 Hãy so sánh nhiệt độ của nước vào (tN1) và nước ra (tN2) khỏi TBNT kiểu bay hơi?
38 Hãy phân biệt sự khác nhau giữa " TB bốc hơi" của máy lạnh và TB làm lạnh (Dàn lạnh) của máy lạnh?
………
………
………
………
………
39 Giải thích tại sao ở máy lạnh nén hơi thường nén hơi môi chất lạnh từ áp suất bốc hơi Po đến áp suất ngưng tụ Pk sau đó lại cho tiết lưu để giảm từ Pk đến Po? ………
………
………
………
………
40 Ở một số máy lạnh nén hơi thường sử dụng phin sấy- lọc Hiểu thế nào về nó và tại sao lại phải sử dụng nó? ………
………
………
………
………
………
t N2
t N1
Trang 12BÀI ÔN TẬP (thiết bi ̣ TN bốc hơi – ngưng tu ̣)
Bài 1: Một thiết bị truyền nhiệt vỏ - ống được sử dụng để đun nóng 1,8 T/h một dung dịch
hòa có áp suất ngưng tụ ≈ 2 at Hãy:
1) Vẽ sơ đồ TBTN và biểu diễn sự biến thiên nhiệt độ của 2 dòng lưu chất?
2) Tính lượng nhiệt cần cấp cho dung dịch (bỏ qua tổn thất nhiệt)?
Bài 2: Một thiết bị truyền nhiệt vỏ ống (hình vẽ) được sử dụng để đun nóng dung dịch
muối nồng độ 10% (KL) Dung dịch chuyển động bên trong ống, hơi đốt là hơi nước bão hòa ngưng tụ sôi phía ngoài ống
Dung dịch có lưu lượng 1,8 T/h, nhiệt độ đầu tdd1=20oC, nhiệt độ cuối tdd2=60oC Áp suất hơi đốt
PD = 2 at Hãy:
1/ Biểu diễn sự biến thiên nhiệt độ của 2 dòng lưu chất?
2/ Xác định lưu lượng hơi đốt cần thiết để đun nóng dung dịch?
3/ Tính diện tích bề mặt truyền nhiệt của thiết bị đun nóng dung dịch nếu biết K= 600W/(m2.K) ?
Bài 3 Hơi nước bão hòa ngưng tụ ở nhiệt độ 130oC trên bề mặt trong của ống đứng Ống
có đường kính ngoài 38mm, đường kính trong 34mm, cao 4000mm Nhiệt độ bề mặt trong của ống là 90oC Hãy
1) Tính hệ số cấp nhiệt α phía hơi nước bão hòa ngưng tụ? (phương pháp tính tự
chọn)
2) Tính lượng nhiệt mà hơi nước tỏa ra khi ngưng tụ ?
3) Tính lưu lượng hơi nước đã ngưng tụ được thành lỏng?
Trang 13Bài 4 Tường ngồi kho lạnh cĩ kết cấu như hình vẽ
1-Vữa tơ trát, δ1=4cm, λ1=0,78W/(m.K) 2-Gạch, δ2=20cm, λ2=0,8W/(m.K) 3-Vữa tơ trát, δ3=3cm, λ1=0,75W/(m.K) 4-Lớp vật liệu cách nhiệt là stiropor, δ4=20cm
5-Vữa xi măng, δ5=4cm, λ1=0,76W/(m.K)
Nhiệt độ trong kho lạnh -20oC, khơng khí ngồi trời cĩ nhiệt độ 37oC, độ ẩm
tương đối 60% Hãy:
1) Tính hệ số truyền nhiệt K truyền qua tường ? (nếu biết hệ số cấp nhiệt phía
khơng khí trong kho lạnh là 10W/(m2.K) Hệ số cấp nhiệt phía khơng khí ngồi
trời tự chọn hợp lý)
2) Tính lượng nhiệt bị tổn thất qua tường, nếu biết tường cao 4m, dài 12m?
3) Tính kiểm tra hiện tượng đọng sương trên bề mặt tường?
Bài 5 Một thiết bị truyền nhiệt vỏ-ống được sử dụng để đun nĩng dung dịch lỗng nồng
độ 8% (KL) bằng cách sử dụng lượng nhiệt của nước sau khi ngưng tụ lấy từ buồng đốt của nồi cơ đặc (hơi đốt là hơi nước bão hịa ngưng tụ ở 2 atm)
Dung dịch chuyển động theo 2 chặng phía ống, cịn nước sau ngưng tụ chuyển động 1
chặng phía ngồi ống truyền nhiệt Dung dịch cĩ lưu lượng 1,8T/h, nhiệt độ đầu 20oC, nhiệt
độ cuối 80oC Nước ngưng sau khi ra khỏi thiết bị đun nĩng cĩ nhiệt độ 80oC Hãy:
1/ Vẽ sơ đồ thiết bị đun nĩng và biểu diễn sự biến thiên nhiệt độ của dung dịch và chất tải nhiệt?
2/ Tính lưu lượng chất tải nhiệt ?
3/ Tính diện tích bề mặt truyền nhiệt của thiết bị đun nĩng nếu biết hệ số truyền nhiệt
Bài 6 Cho thiết bị truyền nhiệt Vỏ –Oáng, ở đó dòng nóng chuyển động theo 1 chặng ở
phía vỏ, còn dòng lạnh chuyển động theo 1 chặng ở phía ống Dòng nóng là nước có
1
2
3
4
5
Trang 14nhiệt độ đầu 1400C, nhiệt độ cuối 800C, lưu lượng 1,8T/h Dòng lạnh là dung dịch muối có nồng độ 15% (kl) có nhiệt độ đầu 500C, nhiệt độ cuối 900C, Hãy:
1 Chọn cách bố trí dòng chảy hợp lý, vẽ sơ đồ thiết bị và biểu diễn sự biến thiên nhiệt độ của 2 dòng lưu chất?
2 Tính lưu lượng dunh dịch muối đã được đun nóng?
3 Tính diện tích bề mặt truyền nhiệt cần thiết nếu biết hệ số truyền nhiệt
K = 800(w/m2.K)?
Bài 7 Hơi nước bão hồ ngưng tụ ở nhiệt độ 1400C, trên bề mặt trong của 80 ống đứng
cĩ đường kính trong 51mm, đường kính ngồi 57mm, chiều cao 5000mm, nhiệt độ trung b́nh bề mặt ống phía hơi nước ngưng tụ là 1300C, Hăy:
1 Tính hệ số cấp nhiệt phía hơi nước bão hồ ngưng tụ (yêu cầu: Tính theo phương tŕnh chuẩn số đồng dạng cho phép xác định được kết quả của sát đúng nhất với thực tế)?
2 Tính lưu lượng hơi nước đă ngưng tụ được?
Bài 8: Ống truyền nhiệt của dàn lạnh cĩ đường kính trong 34mm, đường kính ngồi 38mm,
hệ số dẫn nhiệt 45W/m.K, cĩ tổng chiều dài 30m, đặt trong phịng lạnh cĩ nhiệt độ trung bình =50C Bên trong ống lạnh là mơi chất lạnh sơi hĩa hơi ở nhiệt độ to=-10oC, hệ số cấp
? ( các thơng số khác tự chọn hợp lý)
Bài 9: Cho thiết bị truyền nhiệt Vỏ –Oáng, ở đó dòng nóng chuyển động theo 1 chặng ở
phía vỏ, còn dòng lạnh chuyển động theo 1 chặng ở phía ống Dòng nóng là nước có nhiệt độ đầu 1400C, nhiệt độ cuối 800C, lưu lượng 1,8T/h Dòng lạnh là dung dịch muối có nồng độ 15% (kl) có nhiệt độ đầu 500C, nhiệt độ cuối 900C, Hãy:
4 Chọn cách bố trí dòng chảy hợp lý, vẽ sơ đồ thiết bị và biểu diễn sự biến thiên nhiệt độ của 2 dòng lưu chất?
5 Tính lưu lượng dunh dịch muối đã được đun nóng?
6 Tính diện tích bề mặt truyền nhiệt cần thiết nếu biết hệ số truyền nhiệt
K = 800(w/m2.K)?
Trang 15Bài 10: Không khí ở áp suất khí quyển tiêu chuẩn có trạng thái 1 nhiệt độ 30 0C độ ẩm 60% được làm lạnh đến trạng thái 2 nhiệt độ 20 0C, độ ẩm 90% Hãy:
1 Xác định Entanpy, nhiệt độ bầu ướt, nhiệt độ đọng sương của không khí, hàm lượng ẩm, áp suất bão hòa của hơi nước và áp suất riêng phần của hơi nước ở trạng thái 1
2 Biểu diễn quá trình làm lạnh không khí từ trạng thái 1 đến trạng thái 2, tính lượng ẩm tách ra khỏi không khí trong quá trình làm lạnh không khí từ trạng thái 1 đến trạng thái 2 nếu lưu lượng không khí được làm lạnh là 2 kg/s
Bài 11 Nước chuyển động cưỡng bức bên trong không gian giữa hai ống (như ở hình
dưới) với vận tốc 2,5 m/s nhiệt độ trung bình của lưu chất là 20 0C Nhiệt độ trung bình của bề mặt ngoài của ống trong là 30 0C (truyền nhiệt chỉ diễn ra trên bề mặt ống trong) Hãy:
1 Tính hệ số cấp nhiệt α giữa lưu chất với bề mặt ống, nếu ống truyền nhiệt có đường kính ngoài là 38 mm Đường kính trong của ống ngoài là 60 mm
2 Tính lượng nhiệt trao đổi được giữa lưu chất với bề mặt ống, nếu ống có chiều dài là 30 m
Trang 16BÀI ÔN TẬP (thiết bi ̣ TN cô đă ̣c)
Bài 12 Buồng đốt của nồi cô đặc gián đoạn có tổng diện tích bề mặt truyền nhiệt là 8m2 Dung dịch KNO3 được cô đặc từ 10% (KL) đến 40%(KL) với năng suất sản phẩm 1,8
tấn/mẻ Hãy :
1) Tính lượng hơi đốt (hơi nước bão hòa ở P=2kg/cm2) cần cấp cho buồng đốt để đun nóng dung dịch từ 30oC đến 70oC, lượng nhiệt tổn thất là 3% so với nhiệt lượng hữu ích?
2) Tính thời gian đun nóng dung dịch, nếu biết hệ số truyền nhiệt của giai đoạn đun nóng dung dịch là 600W/(m2.K)?
Bài 13: Cho TB cô đặc chân không 1 nồi liên tục để cô đặc 3,6T/h (sản phẩm) dung dịch
1) Tính năng suất nhập liệu và lưu lượng hơi thứ?
2) Tính nhiê ̣t đô ̣ sôi của dung di ̣ch trên bề mă ̣t thoáng và nhiệt độ của sản phẩm sau cô đặc nếu sản phẩm được lấy ra từ mặt thoáng của dung dịch?
Bài 14: Buồng đốt của nồi cô đă ̣c gián đoa ̣n có tổng diê ̣n tích bề mă ̣t truyền nhiê ̣t là 10m2 Dung di ̣ch NaNO3 được cô đă ̣c từ 10%(KL) đến 30%(KL) với năng suất sản phẩm 2tấn/mẻ Hãy:
1) Tính lượng hơi đốt (hơi nước bão hòa ở P=3kg/cm2) cần cấp cho buồng đốt để đun nóng dung dịch từ 20oC đến 60oC, lượng nhiê ̣t tổn thất là 4% so với nhiê ̣t lượng hữu ích?
2) Tính thời gian đun nóng dung di ̣ch, nếu biết hê ̣ số truyền nhiê ̣t của giai đoa ̣n đun nóng dung di ̣ch là 400W/(m2.K) ?
Bài 15: Cho TB cô đặc chân không 1 nồi liên tục để cô đặc 3,6T/h (sản phẩm) dung dịch
KCl từ nồng độ 10% (KL) đến 30% (KL) Áp suất tại TBNT baromet Po=0,8 at Hãy:
1) Tính nhiê ̣t đô ̣ sôi của dung di ̣ch trên bề mă ̣t thoáng?
2) Tính nhiệt độ của sản phẩm sau cô đặc nếu sản phẩm được lấy ra từ đáy nồi cô đă ̣c, biết rằng chiều cao ống truyền nhiê ̣t của buồng đốt là 3,5m?
Trang 17Bài 16 Cho TB cơ đặc chân khơng 1 nồi liên tục để cơ đặc dung dịch NaNO3 từ nồng độ
dung dịch trên bề mặt thống và nhiệt độ của sản phẩm sau cơ đặc nếu sản phẩm được lấy
ra từ mặt thống của dung dịch?
Bài 17 Buồng đốt của nồi cơ đặc gián đoạn cĩ tổng diện tích bề mặt truyền nhiệt là 10m2 được sử dụng để cơ đặc dung dịch lỗng (dung dịch mía đường, sữa, nước trái cây ) cĩ
nồng độ đầu 8%(KL) Hãy
1) Tính năng suất nhập liệu và lượng hơi thứ nếu biết năng suất sản phẩm là 1,5tấn/mẻ, nồng độ cuối 30%(KL)
2) Thời gian đun nĩng lượng dung dịch lỗng trong nồi cơ đặc từ từ 20oC đến 60oC nếu biết hệ số truyền nhiệt của giai đoạn đun nĩng dung dịch là 600W/(m2K) ?
Bài 18: Cho thiết bị cô đặc chân không 1 nồi liên tục dùng để cô đặc dung dịch KN03, từ nồng độ 10% đến 40% (kl) Aùp suất hơi thứ tại buồng bốc là 0,7Kg/cm2, Hãy:
1 Tính nhiệt độ của dung dịch sau cô đặc nếu sản phẩm được lấy ra từ mặt thoáng của dung dịch?
2 Tính lưu lượng hơi thứ và lưu lượng dòng nhập liệu nếu biết năng suất sản phẩm là 3,6T/h?
Bài 19 Cho thiết bị cô đặc chân không 1 nồi liên tục dùng để cô đặc dung dịch KCl, từ nồng độ 10% đến 30% (KL) Aùp suất tại TBNT baromet là 0,7at Hãy tính nhiệt độ của
sản phẩm sau cô đặc nếu sản phẩm được lấy ra từ mặt thoáng của dung dịch?
Bài 20: Cho TB cơ đặc chân khơng 1 nồi liên tục để cơ đặc 2,4 T/h (sản phẩm) dung dịch
KNO3 từ nồng độ 10% (KL) đến 35% (KL) Áp suất tại TBNT baromet Po=0,7 at Hãy:
1/ Tính nhiệt độ của sản phẩm sau cơ đặc nếu sản phẩm được lấy ra từ mặt thống của dung dịch? (Yêu cầu nhiệt độ sơi của dung dịch tính theo cả 2 cách đã học)
2/ Tính năng suất nhập liệu cần thiết và lưu lượng hơi thứ?