Bộ đề thi học kỳ 2 môn nhiệt kỹ thuật năm 2012 đh CN TP HCM

Năng suất giải nhiệt của bình ngưng, QN.. Nhiệt độ mặt ngồi lớp cách nhiệt tw3 = 50 0C Xác định chiều dày δ2 và nhiệt độ tw2 để tổn thất nhiệt qua vách ống khơng vượt quá... Lượng nước n

Trang 1

ĐỀ THI HỌC KỲ I- NĂM 2011-2012 - LỚP: CDOT 13A

TRƯỜNG ĐHCN TP.HCM

KHOA ĐỘNG LỰC

Môn: NHIỆT KỸ THUẬT Ngành: Công nghệ động lực Thời gian: 45 phút

Được sử dụng bảng tra- tài liệu

Đề: 1

Bài 1: (3 điểm) Một kg khơng khí ở áp suất P1 = 1 at, thể tích v1 =0.8 m3/kg, nhận nhiệtlượng 100 kcal/kg Trong điều kiện áp suất khơng đổi Xác định nhiệt độ, thể tích cuối quátrình

Bài

2 : (3 điểm) Vách phẳng 3 lớp, biệt lớp thứ nhất cĩ δ1 = 300 mm, λ1 = 0.6 W/mK, nhiệt

độ mặt trong tw1 = 270 0C, nhiệt độ giữa vách thứ nhất và vách thứ 2 tw2 = 200 0C, Xác địnhmật độ dịng nhiệt qua vách thứ 3

Bài

3 : (4 điểm) Khơng khí cĩ trạng thái ban đầu cĩ t1 = 200C, φ1 = 60%, áp suất p = 0.1Mpađược quạt đẩy qua bộ gia nhiệt bằng hơi nước(calorifer hơi nước) khơng khí được gia nhiệtđến nhiệt độ t2 = 500C, sau đĩ đẩy vào buồng sấy Khơng khí thải từ buồng sấy cĩ nhiệt độ

t3 = 300C

1- Biểu diễn trên đồ thị I-d

2- Xác định độ ẩm khơng khí ra khỏi buồng sấy φ3

3- Xác định lượng khơng khí cần thiết để làm bốc hơi 1 kg nước từ vật liệu sấy 4- Tính nhiệt lượng cung cấp cho calorifer

Đề: 2

Bài 1 : (3 điểm) Một kg khơng khí ở áp suất P1 = 1 at, thể tích v1 =0.8 m3/kg, nhận nhiệtlượng 100 kcal/kg Trong điều kiện áp suất khơng đổi Xác định nhiệt độ, thể tích cuối quátrình

Bài2: (3 điểm) Ở áp suất P = 10 bar, entanpi của nước sơi và hơi bảo hịa khơ i = là 762,7

kJ/kg và i = 2778 kJ/kg Xác định entanpi của hơi nước bảo hịa ẩm cĩ độ khơ x = 0.8

Bài 3: (4 điểm) Một dàn lạnh khơng khí tươi cĩ lưu lượng Gk = 10000kg/h, khơng khí vào

cĩ φ1 = 60%, t1 = 400C khơng khí ra cĩ φ2 = 100%, t2 = 100C, nước lạnh vào cĩ nhiệt độ tn’

= 50C, nước ra cĩ tn’’ = 100C

1- Biểu diễn trên đổ thị I-d, xác định các thơng số

2- Tính năng suất lạnh Q0, Lượng nước lạnh cung cấp Gn(Kg/h), Lượng nươcngưng tụ Gng(kg/h)

ĐHCN Ngày 05 Tháng11 năm 2011

GV ra đề

Lê Quang Liêm

Trang 2

ĐỀ THI HỌC KỲ I- NĂM 2011-2012 - LỚP: NCOT 5A

Đề: 1

Bài 1: (3 điểm) Khi nén đẳng nhiệt 4 kg khơng khí (coi là khí lí tưởng) cĩ hằng số chất khí

R = 189 J/kg.0K từ áp suất từ 2 at đến 5.4 at Cần thải nhiệt lượng 378kJ Xác định nhiệt độcủa quá trình, thể tích ban đầu và thể tích cuối của chất khí đĩ

Bài 2 (3 điểm) Máy lạnh 1 cấp sử dụng môi chất R12 hoạt động với các thông số sau:

Nhiệt độ bốc hơi t0 = - 20 oC, Nhiệt độ ngưng tu tk = +40 oC, Lưu lượng môi chất G =

0,03 kg/ s Xác định:

a Năng suất lạnh của máy, Q0

b Năng suất giải nhiệt của bình ngưng, QN

c Công suất tiêu hao của máy nén, l

Bài

3 : (4 điểm) Một ống thép dài l = 5 m, đường kính d2/d1 = 65/60mm, λ1 = 72 W/mK, bộcmột lớp cách nhiệt dày δ1 = 10 mm, λ1 = 0.07 W/mK, nhiệt độ mặt trong tw1 = 145 0C, mặtngồi tw3 = 45 0C Xác định dịng nhiệt dẫn qua

Đề: 2

Bài

1 : (3 điểm) Khi nén đẳng nhiệt 4 kg khơng khí (coi là khí lí tưởng) cĩ hằng số chất khí

R = 189 J/kg.0K từ áp suất từ 2 at đến 5.4 at Cần thải nhiệt lượng 378kJ Xác định nhiệt độcủa quá trình, thể tích ban đầu và thể tích cuối của chất khí đĩ

Bài2: (3 điểm) Ở áp suất P = 10 bar, entropi của nước sơi và hơi nước bảo hịa khơ là s =

2.138 kJ/kg 0K Xác định độ khơ của hơi bảo hịa ẩm nếu biết entropi của hơi bảo hịa ẩm là

s = 4.138 kJ/kg 0K

Bài 3: (4 điểm) Một ống dẫn hơi bằng thép đường kính d2/d1= 110/100 mm, hệ số dẫnnhiệt λ1 = 55 W/m.K được bộc 1 lớp cách nhiệt cĩ λ2 = 0.09 W/m.K Nhiệt độ mặt trongống tw1 = 2000C Nhiệt độ mặt ngồi lớp cách nhiệt tw3 = 50 0C

Xác định chiều dày δ2 và nhiệt độ tw2 để tổn thất nhiệt qua vách ống khơng vượt quá

Trang 3

ĐỀ THI HỌC KỲ I- NĂM 2011-2012 - LỚP: NCOT 5B

Đề: 1

Bài 1: (3 điểm) 10 kg khơng khí ở nhiệt độ 270C được đốt nĩng ở áp suất khơng đổi đếnnhiệt độ t = 1270C Xác định nhiệt lượng, biến đổi entanpi, biến đổi nội năng, cơng thay đổithể tích của quá trình đốt nĩng (coi khơng khí là khí 2 nguyên tử và cĩ kilomol μ = 29 kg

Bài 2 : (4 điểm) Cho G = 180 kg/h hơi nước quá nhiệt ở P = 1.2 bar, t = 1200C được làmlạnh đẳng áp (P = const) đến trạng thái hơi bảo hịa ẩm, tỏa nhiệt Q = 35 kW

Xác định:

1 Độ khơ của hơi bảo hịa ẩm x2

2 Lượng nước ngưng tụ trong 1 giờ Gn

Bài

3 (3 điểm) Tủ lạnh sử dụng môi chất Freon R12 hoạt động theo chu trình máy lạnh

cơ bản (không có quá nhiệt, không có quá lạnh) Biết công suất máy nén bằng N =100W, áp suất bay hơi bằng P0 = 1,5 bar Aùp suất ngưng tụ bằng Pk = 10 bar Hãy xácđịnh:

a Tỷ số nén, nhiệt độ bốc hơi & ngưng tụ

b Năng suất lạnh & hệ số làm lạnh lý thuyết

c Nhiệt tỏa ra từ thiết bị ngưng tụ

Đề: 2

Bài 1 : (3 điểm) Một calorifer gia nhiệt cho khơng khí vào thiết bị sấy cĩ các thơng số:

Nhiệt độ ban đầu của khí vào calorifer là t1 = 200C, nhiệt độ khơng khí sau bộ gia nhiệt là t2

= 600C, lưu lượng quạt V = 5000m3/h Xác định nhiệt lượng cần cung cấp để gia nhiệtdịng khí

Bài2: (3 điểm) Một kg khơng khí ở áp suất P1 = 1 at, thể tích v1 =0.8 m3/kg, nhận nhiệtlượng 100 kcal/kg Trong điều kiện áp suất khơng đổi Xác định nhiệt độ, thể tích cuối quátrình

Bài 3: (4 điểm) Máy lạnh làm việc theo chu trình cơ bản (không có quá nhiệt, không có

quá lạnh) Môi chất lạnh Freon 22 có năng suất lạnh Q0 = 100.000Kcal/h Biết nhiệt độbốc hơi t0 = - 100C Nhiệt độ ngưng tụ tK = + 400C Hãy xác định:

a Lượng môi chất, hệ số làm lạnh lý thuyết, Nhiệt tỏa ra từ thiết bị ngưng tụ

b Lượng nước làm mát thiết bị ngưng tụ Chọn nhiệt độ nước vào bằng tv = 270C.Nhiệt độ ra của nước lấy nhỏ hơn nhiệt độ ngưng tụ là t = 40C

GV ra đề

Lê Quang Liêm

Trang 4

ĐỀ THI HỌC KỲ I- NĂM 2011-2012 - LỚP: CDN-OT 4A

Đề: 1

Bài 1: Cho một kg nước ở áp suất 1 bar, nhiệt độ 200C được đốt nĩng đến 2000C trongđiều kiện áp suất khơng đổi Xác định nhiệt lượng Q1 đốt nĩng nước ban đầu đến nhiệt độsơi, nhiệt lượng Q2 biến nước sơi thành hơi bảo hịa khơ Nhiệt lượng Q3 biến hơi bảo hịakhơ thành hơi quá nhiệt và nhiệt lượng Q biến nước ban đầu thành hơi quá nhiệt ở trạngthái cuối

Trạng thái cuối xác định bởi P = 1 Bar, t = 2000C Tra bảng nước chưa sơi và hơi quánhiệt ta cĩ:

v = 2.172 m3/kg

i = 2875 kJ/kg

s = 7.628 kJ/kg 0K

q3 =i – i’’ = 200 kJ/kgNhiệt lượng từ trạng thái ban đầu đến trạng thái cuối

q = q1 + q 2 + q3 = 2792.4 kJ/kgNhiệt lợng Q

Q = G x q = 2679,18 kJ

Trang 5

Bài

2: 100 kg/h hơi nước ở trạng thái đầu P1 = 8 bar, t1 = 2400C Giãn nở đoạn nhiệt đến ápsuất P2 = 2 bar Xác định độ khơ của hơi sau khi giãn nở và cơng kỹ thuật của quá trìnhGiải

Đây là quá trình đoạn nhiệt biểu điễn trên đồ thị i-s

Từ bảng hơi nước bảo hịa p1 = 8 barco1 ts = 170.420C và vì t1 > ts

s s

0 53

1 127

7

53 1 991

6 '

s s

Giá trị i2 tra từ đồ thị i-s ta được

i2 = i’2 + x2(i’’2 – i’2) = 504.8 + 0.977(2707 -504.8) = 2656 kJ/kg

Cơng kỹ thuật của quá trình

Lkt = 100(2926 – 2656) = 27000 kJ/kg = 7,5 kW

Bài 3: Một tường nhà dày δ = 300 mm, nhiệt độ mặt tường trong nhà tw1 = 25 0C, nhiệt

độ mặt ngồi tường tw2 = 35 0C Với λ = const, nếu bây giờ tưpo72ng chỉ cịn dày δ’ =

100 mm mà giữ nguyên mật độ dịng nhiệt ( q = const) và nhiệt độ mặt ngồi (tw2 = const)xác định nhiệt độ mặt trong t’w1

Trang 6

Đề: 2

Bài 1 : Đốt nĩng G = 10kg hơi bảo hịa khơ ở áp suất P = 1 bar , t = 3000C trong điều kiện

áp suất khơng đổi Xác định độ biến thiên nội năng, entropy, và nhiệt lượng cần thiết

Bài2: Hơi bảo hịa ẩm cĩ độ khơ x = 0.3 ở áp suất P = 5 bar, entanpi và thể tích riêng của

hơi bảo hịa khơ i = 2749 kJ/kg và v = 0.3747 m3/kg Entanpi và thể tích riêng của nước sơi

i = 640kJ/kg và v = 0.0011m3/kg Xác định entanpi và thể tích riêng của hơi bảo hịa ẩmGiải

GV ra đề

Lê Quang Liêm

ĐỀ THI HỌC KỲ I- NĂM 2011-2012 - LỚP: CDN-OT 4B

Đề: 1

Bài 1: Khí CO2 được bơm vào bình chứa cĩ thể tích V = 3 m3, bằng máy nén Chỉ số áp

kế gắn trên nắp bình chỉ áp suất dư trước khi nén Pd = 0,3 at và sau khi nén P = 3 at Nhiệt

độ khí CO2 trong bình tăng từ t1 = 450C đến t2 = 700C Xác định lượng khí CO2 bơm vàobình nếu áp suất khí quyển P0 = 700 mmHg

Giải

Trang 7

G=11.8 kg

Bài 2: Cho 30 kg không khí ẩm cĩ nhiệt độ t1 = 100C, φ1 = 90%, được đốt nĩng tới nhiệt

độ t2 = 600C, rồi đưa vào buồng sấy Xác định nhiệt lượng cần cung cấp

Giải

Q = G Cp(t2 – t1)

Bài

3 : Cho biết các thông số như sau: Năng suất lạnh Q0 = 100KW; Nhiệt độ bốc hơi t0

= - 150C; Nhiệt độ quá nhiệt tqt = -100C; Nhiệt độ ngưng tụ tk = +300C; Nhiệt độ qúalạnh tql = +250C; Môi chất lạnh R22 Tính toán các thông số chu trình

x RT

V P

293 29

8314

3 0 10

Gx V

RT G

3 0

) 140 273 ( 287

1

2 1 2

Giải

Trang 8

1- Xác định thơng số của khơng khí ẩm:

Từ đồ thị I-d ta tìm được:

Trạng thái 1:t1 = 300C.,φ1 = 60%, d1 = 16 g/kgkk, I1 = 17 kcal/kgkk= 17x4.18 = 71.06kJ/kgkk

Trạng thái 2:t2 = 150C, φ2 = 100% , d2 = 11 g/kgkk, I2 = 10.2 kcal/kgkk = 10.2 x 4.18 =42.6 kJ/kgkk

2- Tính Q0, Gn , Gng

Q0 = Gk(I2 – I1) = 12000/3600(71.06-42.6) = 94.9 kW

) ( )

( '' ' ''0 '0

n n pn n n

n pn n

t t C

Q G

t t C G Q

9 94 )

t t C

Q

Gng = Gk(d2 – d1) = 12000(16-11)10-3 = 48 kg/h

Bài 3: Vách buồng sấy được xây bằng 2 lớp : Lớp gạch đỏ cĩ chiều dày 250mm, cĩ hệ số

dẫn nhiệt 0,7W/mK: lớp nỉ bộc ngồi cĩ hệ số dẫn nhiệt 0,0465 W/mK Nhiệt độ mặttường trong buồng sấy bằng 110 0C, nhiệt độ mặt bên ngồi bằng 25 0C Xác định chiềudày lớp nỉ để tổn thất nhiệt qua vách buồng sấy khơng vượt quá 110 W/m2 Tính nhiệt độtiếp xúc giữa 2 vách

Giải

Trang 9

GV ra đề

ĐỀ THI HỌC KỲ I- NĂM 2011-2012 - LỚP: CDN-OT 4C

Đề: 1

Bài 1: Một bình kín cĩ thể tích V = 100 lít, chứa G = 58,2 g khí lý tưởng Áp suất gắn trên

nắp bình chỉ độ chân khơng Pck = 420 mmHg, nhiệt độ khí trung bình t = 27 0C, áp suất khíquyển P0 = 760 mmHg Xác định khí trong bình là khí gì?

750

420 760





Nhiệt độ

T = t + 273 = 27 + 273 = 300KKhối lượng

G = 58.2g = 0.0582 kgThể tích

V = 100 lít = 0.1 m3

Hằng số chất khí của khí trong bình:

kgK j x

x x

300 0582

.

0

1 0 10

Trang 10

2 Một bình kin thể tích V = 5 m3, trên cĩ gắn áp kế chỉ P = 5 bar,chứa lượng hơi nước

G = 10 kg, sau khi làm lạnh bình, áp kế chỉ P = 2 bar, áp suất khí quyển P0 = 750mmHg.Xác định:

1 Trạng thái hơi nước ban đầu và sau khi làm lạnh

2 Độ khơ của hơi sau khi làm lạnh, lượng nước ngưng sau khi làm lạnh

Giải

Bài

3 Cho biết các thông số như sau: Năng suất lạnh Q0 = 100KW; Nhiệt độ bốc hơi t0 =

- 150C; Nhiệt độ quá nhiệt tqt = -100C; Nhiệt độ ngưng tụ tk = +300C; Nhiệt độ qúa lạnh

tql = +250C; Môi chất lạnh R22 Tính toán các thông số chu trình

Trang 11

Đề: 2

Bài 1: Một máy hút ẩm làm việc ở điều kiện sau: Khơng khí được hút từ kho sản phẩm cĩ

t1 = 300C và φ1 = 60% sau đĩ được đẩy qua dàn lạnh đến t2 =100C và φ2 = 100% một phầnkhơng khí ẩm bị ngưng tụ thành nước và xả ra ngồi

Khơng khí lạnh được thổi qua dàn nĩng ngưng tụ nhiệt độ tăng lên t3 = 400Cthổi vào kho để hút ẩm, lưu lượng quạt V = 5000m3/h

1- Biểu diễn trên đồ thị I-d2- Xác định thơng số của khơng khí ẩm ở các điểm 1,2,33- Tính lượng nước ngưng từ kho Gng

Trang 12

Bài2: Một bình cĩ thể tích V = 0.5m3 Chứa khơng khí ở áp suất dư P0 = 2 bar, nhiệt độ t =

20 0C, lượng khí thốt ra khỏi bình là bao nhiêu để áp suất trong bình cĩ độ chân khơng Pck

= 420 mmHg, trong điều kiện nhiệt độ trong bình xem như khơng đổi, biệt áp suất khíquyển P0 = 768 mmHg

RT

V P

G  ;

Trong đĩ:

V1 = V2 = V = 0.5m3

K kg J

29

8314 8314

2

RT

V RT

V P RT

V P

P1 = Pd1 + P0 = (2 + 750768 )105 = 3,024.105 N/m2

P1 = P0 – Pck2 = 768 750420 105 = 0,464.105 N/m2

kg x

P P RT

V

293 287

5 0 )

2



Bài 3: Biết mật độ dịng nhiệt qua vách phẳng dày 20 cm cĩ hệ số dẫn nhiệt 0.6 W/m K Là

150 W/m2 Xác định độ chênh lệt nhiệt độ giữa 2 vách

RT

V P

G 

Trang 13

ĐỀ THI HỌC KỲ I- NĂM 2011-2012 - LỚP: CDOT 12A

300C

Trang 14

6- Xác định độ ẩm không khí ra khỏi buồng sấy φ3

7- Xác định lượng không khí cần thiết để làm bốc hơi 1 kg nước từ vật liệu sấy 8- Tính nhiệt lượng cung cấp cho calorifer

Giải

2- Xác định độ ẩm không khí ra khỏi buồng sấy φ3

G

1 8

Trang 15

Bài2: Ở áp suất P = 10 bar, entanpi của nước sơi và hơi bảo hịa khơ i = là 762,7 kJ/kg và i

= 2778 kJ/kg Xác định entanpi của hơi nước bảo hịa ẩm cĩ độ khơ x = 0.8

Giải

I = 2375 kj/kg

Bài 3: Một dàn lạnh khơng khí tươi cĩ lưu lượng Gk = 12000kg/h, khơng khí vào cĩ φ1 =60%, t1 = 300C khơng khí ra cĩ φ2 = 100%, t2 = 150C, nước lạnh vào cĩ nhiệt độ tn’ = 50C,nước ra cĩ tn’’ = 100C

Trang 16

- d1 = 16 g/kgkk

- I1 = 17 kcal/kgkk= 17x4.18 = 71.06 kJ/kgkkTrạng thái 2:

- t2 = 150C

- φ2 = 100%

- d2 = 11 g/kgkk

- I2 = 10.2 kcal/kgkk = 10.2 x 4.18 = 42.6 kJ/kgkk4- Tính Q0, Gn , Gng

Q0 = Gk(I2 – I1) = 12000/3600(71.06-42.6) = 94.9 kW

) ( )

( '' ' ''0 '0

n n pn n n

n pn n

t t C

Q G

t t C G Q

9 94 )

t t C

Lê Quang Liêm

ĐỀ THI HỌC KỲ I- NĂM 2011-2012 - LỚP: CDOT 12B

Đề: 1

Bài 1: Khi nén đẳng nhiệt 4 kg khơng khí (coi là khí lí tưởng) cĩ hằng số chất khí R = 189

J/kg.0K từ áp suất từ 2 at đến 5.4 at Cần thải nhiệt lượng 378kJ Xác định nhiệt độ của quátrình, thể tích ban đầu và thể tích cuối của chất khí đĩ

Trang 17

Bài

2 Máy lạnh 1 cấp sử dụng môi chất R12 hoạt động với các thông số sau:

- Nhiệt độ bốc hơi: t0 = - 20 oC

- Nhiệt độ ngưng tụ: tk = +40 oC

- Lưu lượng môi chất: G = 0,03 kg/ s

Xác định:

d Năng suất lạnh của máy, Q0

e Năng suất giải nhiệt của bình ngưng, QN

f Công suất tiêu hao của máy nén, l

Đáp số:

Q 0 = 3,16 kJ; Q N = 4,13 kJ ; N MN = 1 kW

Bài

3 Một ống thép dài l = 5 m, đường kính d+2+/d+1+ = 65/60mm, λ1 = 72 W/mK, bộcmột lớp cách nhiệt dày δ1 = 10 mm, λ1 = 0.07 W/mK, nhiệt độ mặt trong tw1 = 145 0C, mặtngồi tw3 = 45 0C Xác định dịng nhiệt dẫn qua

Đáp số:

Q 0 =819W

Trang 18

Đề: 2

Bài

1 : Khi nén đẳng nhiệt 4 kg khơng khí (coi là khí lí tưởng) cĩ hằng số chất khí R = 189

J/kg.0K từ áp suất từ 2 at đến 5.4 at Cần thải nhiệt lượng 378kJ Xác định nhiệt độ của quátrình, thể tích ban đầu và thể tích cuối của chất khí đĩ

Bài2:Ở áp suất P = 10 bar, entropi của nước sơi và hơi nước bảo hịa khơ là s = 2.138

kJ/kg 0K Xác định độ khơ của hơi bảo hịa ẩm nếu biết entropi của hơi bảo hịa ẩm là s =4.138 kJ/kg 0K

Đáp số:

x = 0.45

Bài 3: Một ống dẫn hơi bằng thép đường kính d2/d1= 110/100 mm, hệ số dẫn nhiệt λ1 = 55W/m.K được bộc 1 lớp cách nhiệt cĩ λ2 = 0.09 W/m.K Nhiệt độ mặt trong ống tw1 = 2000C.Nhiệt độ mặt ngồi lớp cách nhiệt tw3 = 50 0C

Định dạng
Số trang	30
Dung lượng	1,14 MB