Bài tập chương 4 kĩ thuật nhiệt

Không khí sau quá trình nén trong động cơ đốt trong cấp nhiệt đẳng tích đạt nhiệt độ 600oC.. Hiệu suất nhiệt của chu trình tuốc bin hơi nước Nhà máy nhiệt điện sẽ tăng lên khi:a tăng áp

BÀI TẬP CHƯƠNG 4

4.1 Động cơ đốt trong cấp nhiệt đẳng áp công suất 16kW, mỗi giờ thải ra môi trường

240mtc3 sản phẩm cháy xem như KLT ở nhiệt độ 220oC, NDR thể tích đẳng áp của sảnphẩm cháy Cp' = 1,5kJ/mtc3K; k = 1,4, nhiệt độ môi trường là 20oC Hiệu suất nhiệt của

động cơ là:

a) 0,34;

b) 0,47;

c) 0,53;

d) 0,66

4.2 Chu trình Carno lý tưởng của máy lạnh làm việc với nguồn lạnh – 13oC và nguồn nóng 37oC có hệ số làm lạnh ε bằng:

a) 5,20;

b) 0,16;

c) 6,20;

d) 1,16

4.3 Máy lạnh có năng suất lạnh 6000W, thải cho nguồn nóng nhiệt lượng 7500W Hệ số

làm lạnh ε có trị số:

a) 5,00;

b) 1,25;

c) 4,00;

d) 0,80

4.4 Chu trình động cơ đốt trong cấp nhiệt đẳng tích có tỷ số nén ε = 8 Coi sản phẩm

cháy có số mũ đoạn nhiệt k = 4/3 Hiệu suất nhiệt của chu trình là:

a) 0,94;

b) 0,50;

c) 0,44;

d) 0,69

4.5 Không khí sau quá trình nén trong động cơ đốt trong cấp nhiệt đẳng tích đạt nhiệt độ

600oC Biết hệ số tăng áp của quá trình cháy λ = 3 Nhiệt độ sau quá trình cháy là:

a) 2619;

b) 2892;

c) 2073;

d) 2346

4.6 Chu trình Renkin của hơi nước có entanpi của hơi nước vào tuốc bin 5600kJ/kg,

entanpi hơi ra khỏi tuốc bin 3600kJ/kg entanpi của nước khỏi bình ngưng tụ 800kJ/kg Hiệu suất nhiệt [%] của chu trình là:

a) 71,43;

b) 29,76;

c) 22,22;

d) 41,67

4.7 Chu trình thiết bị động lực hơi nước có hiệu suất nhiệt 30%, nhiệt thải của bình

ngưng tụ 140.000kW Công suất của tuốc bin [kW] là:

a) 420007;

b) 466667;

c) 600007;

d) 2000007

4.8 Hiệu suất nhiệt của chu trình tuốc bin hơi nước (Nhà máy nhiệt điện) sẽ tăng lên khi:

a) tăng áp suất bình ngưng;

b) giảm áp suất trong bình ngưng;

c) giảm nhiệt độ hơi vào tuốc bin;

d) tăng lượng hơi vào tuốc bin

4.9 Hiệu suất nhiệt của chu trình tuốc bin hơi nước (Nhà máy nhiệt điện) sẽ tăng lên khi:

a) tăng áp suất của lò hơi;

b) tăng áp suất bình ngưng;

c) giảm nhiệt độ hơi vào tuốc bin;

d) tăng lượng hơi vào tuốc bin

4.10 Trong nhà máy nhiệt điện, môi chất giảm áp suất sinh công khi đi qua:

a) lò hơi;

b) bộ quá nhiệt;

c) bình ngưng hơi;

d) tuốc bin

4.11 Chu trình động cơ đốt trong lý tưởng cấp nhiệt đẳng tích gồm 2 quá trình đoạn

nhiệt xen kẽ với:

a) 1 quá trình đẳng áp và 1 quá trình đẳng tích;

b) 1 quá trình đẳng áp và 1 quá trình đẳng nhiệt;

c) 1 quá trình đẳng tích và 1 quá trình đẳng nhiệt;

d) 2 quá trình đẳng tích

4.12 Chu trình động cơ đốt trong lý tưởng cấp nhiệt đẳng áp gồm 2 quá trình đoạn nhiệt

xen kẽ với:

a) 1 quá trình đẳng áp và 1 quá trình đẳng tích;

b) 1 quá trình đẳng áp và 1 quá trình đẳng nhiệt;

c) 1 quá trình đẳng tích và 1 quá trình đẳng nhiệt;

d) 2 quá trình đẳng áp.

4.13 Chu trình động cơ nhiệt nhận vào lượng nhiệt có giá trị q 1 và thải ra lượng nhiệt có

giá trị q 2 Hiệu suất nhiệt của chu trình đó là:

a) η t = 1 – q 2 /q 1 ;

b) η t = 1 – |q 1 |/q 2 ;

c) η t = 1 – |q 2 |/q 1 ;

d) η t = 1 – q 1 /q 2

4.14 Chu trình máy lạnh nhận vào lượng nhiệt có giá trị q 1 và thải ra lượng nhiệt có giá

trị q 2 Hệ số lạnh của chu trình đó là:

a) ε = q 2 /(|q 2 |-q 1 );

b) ε = q 1 /(|q 2 |-q 1 );

c) ε = q 1 /(q 1 -|q 2 |);

d) ε = q 2/ (q 1 -|q 2 |).

4.15 Chu trình lạnh nhận vào lượng nhiệt có giá trị q 1 và thải ra lượng nhiệt có giá trị

q 2

Hệ số bơm nhiệt của chu trình đó là:

a) φ = q 1 /(|q 2 |-q 1 );

b) φ = q 1 /(q 1 -|q 2 |);

c) φ = q 2/ (q 1 -|q 2 |);

d) φ = q 2 /(|q 2 |-q 1 ).

4.16 Các thiết bị chính của nhà máy nhiệt điện gồm: tuốc bin T, lò hơi L, bơm nước cấp

B, bình ngưng hơi N Môi chất chuyển động trong chu trình theo thứ tự:

a) T – B – N – L;

b) B – L – T – N;

c) N – T – L – B;

d) B – T – N – L.

BÀI TẬP CHƯƠNG 6

6.1 Dẫn nhiệt ổn định qua vách phẳng 2 lớp Lớp thứ 1 có δ1 = 300mm, λ1 = 1,2W/mK; Lớp thứ 2 có δ2 = 100mm, nhiệt trở R2 = 1,5m2K/W Nhiệt độ mặt trong t1 = 150oC, mặt giữa t2 = 130oC Nhiệt độ mặt ngoài t3 (oC) là:

a 120,0;

b 45,0;

c 82,5;

d 60,0 dung 10 oC

6.2 Một ống thép dài 11 m, đường kính d2 / d1=130 / 60mm, λ1 = 51W/mK bọc 1 lớp cách nhiệt dày 26 mm, λ2 = 0,07 W/mK Nhiệt độ mặt trong tw1 = 145oC, mặt ngoài tw2 =

45oC Dòng nhiệt dẫn qua ống (W) là:

a 1432,6;

b 8595,8;

c 130,2;

d 781,4

6.3 Vách phẳng hai lớp diện tích 50m2 có độ chênh nhiệt độ 150oC, chiều dày và hệ số dẫn nhiệt tương ứng của hai lớp là δ1 = 200mm, δ2 = 60mm và λ1 = 1 W/m.K, λ2 = 0.13W/m.K Lượng nhiệt dẫn qua vách (MJ) trong 1 ngày đêm là:

a 2816,3;

b 149,1;

c 40,8;

d 979,5

6.4 Dẫn nhiệt ổn định qua 1 ống trụ có đường kính trong 100mm, chiều dày 50mm, λ =

0,5W/m.K Nhiệt độ mặt ngoài ống 27oC Nhiệt độ mặt trong ống (oC) là bao nhiêu, nếu trong 1 phút nhiệt dẫn qua 10m chiều dài ống là 288kJ?

a 155,4;

b 221,6;

c 133,0;

d 89,0

6.5.Vách trụ 1 lớp có nhiệt trở dẫn nhiệt là 0,9mK/W Để tổn thất nhiệt giảm đi 6 lần khi

độ chênh nhiệt độ giữa 2 bề mặt không đổi cần thêm lớp thứ 2 có nhiệt trở dẫn nhiệt (mK/W) bằng:

a 4,50;

b 0,30;

c 5,40;

d 0,15

6.6 Ống trụ có đường kính ngoài 410mm, hệ số dẫn nhiệt 1W/mK, nhiệt trở ứng với 1m

dài Rℓ=0.1mK/W Đường kính trong của ống (mm) là:

a 142;

b 360;

c 219;

d 268

6.7 Để giảm tổn thất nhiệt qua mặt ngoài một thiết bị trao đổi nhiệt, nhà sản xuất quyết

định mua vật liệu cách nhiệt với λ‟ = 0,2W/mK Tuy nhiên ngoài thị trường chỉ có vật liệu cách nhiệt với λ” = 0,1W/mK, nhưng giá gấp rưỡi loại 1 Vậy, mua loại vật liệu thứ hai so với loại thứ nhất sẽ:

a Đắt hơn 25%;

b Rẻ hơn 25%;

c Đắt hơn 50%;

d Rẻ hơn 50%

6.8 Vách phẳng làm từ vật liệu có λ = 20W/mK, dày 10mm Mật độ dòng nhiệt

20000W/m2 đi vào một mặt của vách có nhiệt độ 100oC Nhiệt độ chính giữa bức vách (oC) là:

a 85,4;

b 95,0;

c 70,2;

d 80,0

6.9 Vách trụ có đường kính trong d1 = 40mm, dày 15mm, hệ số dẫn nhiệt 0,4W/mK Nhiệt độ bề mặt trong của vách là tw1 = 250 oC, nhiệt độ bề mặt ngoài của vách là tw2 =

20oC Mật độ dòng nhiệt (W/m2) ứng với bề mặt phía ngoài của vách là:

a 890,0;

b 2234,5;

c 5124,3;

d 4697,1

6.10 Ống dẫn hơi bàng kim loại có đường kính ngoài d2 = 100mm bọc cách nhiệt có hệ

số dẫn nhiệt bằng 0,04W/mK Nhiệt độ bề mặt trong của ống là 270oC, nhiệt độ bề mặt ngoài của lớp cách nhiệt là 50oC Tổn thất trên 1m ống là 150W/m Bỏ qua nhiệt trở của ống kim loại Bề dày của lớp cách nhiệt (mm) là:

a 67;

b 35;

c 51;

d 22

BÀI TẬP CHƯƠNG 7

7.1 Hệ số tỏa nhiệt của không khí chuyển động trong ống được xác định theo phương

trình tiêu chuẩn Nuf = 0,018Re0,8, kích thước định tính là đường kính trong của ống Khi đường kính tăng lên 2 lần, các điều kiện khác giữ nguyên thì:

a α2 = 0,87α1;

b α2 = 3,48α1;

c α2 = 1,74α1;

d α2 = 0,57α1.

7.2 Hệ số tỏa nhiệt của hơi Freon khi ngưng màng bên ngoài ống nằm ngang (dài 1,5m;

đường kính ngoài 50mm) là 2000W/m2K Khi ống đặt đứng, còn các điều kiện khác không thay đổi thì hệ số tỏa nhiệt (W/m2K) là:

a 4681;

b 3574;

c 1119;

d 855

7.3 Không khí chuyển động trong đường ống có đường kính trong 92mm, dài 10m; nhiệt

độ bề mặt trong ống là 40oC, nhiệt độ của dòng không khí là 200oC, hệ số tỏa nhiệt đối lưu là 43W/m2K Dòng nhiệt trao đổi (W) của không khí với bề mặt ống là:

a 457;

b 19875;

c 4571;

d 6880

7.4 Hơi nước ngưng tụ trên bề mặt ngoài ống đứng cao 2m Để hệ số tỏa nhiệt tăng gấp

1,5 lần, vách ống cần có độ cao (m) bằng bao nhiêu khi giữ nguyên các điều kiện tỏa nhiệt khác?

a 2,45;

b 1,33;

c 10,13;

d 0,40

7.5 Cho vách phẳng 3 lớp: δ1 = 20mm, λ1 = 20W/mK; λ2 = 5 + 0,05.t (W/mK); δ3 = 60mm, λ3 = 10W/mK Nhiệt độ hai bề mặt ngoài cùng là tw0 = 10oC, tw3 = 60oC; nhiệt độ môi trường tiếp xúc lớp thứ 3 là 150 oC, hệ số tỏa nhiệt α2 = 18W/m2K Bề dày lớp thứ 2

δ2 (m) là:

a 0,202;

b 0,350;

c 0,252;

d.0,305

7.6 Không khí chuyển động trong ống có đường kính trong là 80mm, dài 5m, nhiệt độ

không khí là 60oC, tốc độ 15m/s Bỏ qua chiều dòng nhiệt Hệ số tỏa nhiệt đối lưu

(W/m2K) của không khí trong ống là:

a 45,16;

b 20,50;

c 60,27;

d 15,15

7.7 Vách buồng sấy gồm 2 lớp: Lớp kim loại có δ1 = 5mm, λ1 = 50W/mK; Lớp bông thủy tinh có δ2 = 60mm, λ2 = 0,052+0,00064t, (W/mK) Nhiệt độ mặt trong của vách

buồng sấy là tw0 = 150oC Nhiệt độ không khí ngoài buồng là 15oC, hệ số tỏa nhiệt từ bề mặt vách ngoài vào không khí là 10W/m2K Nhiệt độ bề mặt ngoài của vách (oC) là

a 24;

b 36;

c 40;

d 45

7.8 Hai hiện tượng đối lưu cưỡng bức nước chảy trong ống đồng dạng với nhau Trong

hiện tượng đầu, nước có nhiệt độ tf1 = 20oC; trong hiện tượng thứ hai, nước có nhiệt độ

tf2 = 3tf1 = 60oC Nếu tốc độ nước trong trường hợp thứ hai gấp 2 lần trong trường hợp đầu thì tỷ số đường kính ống trong hai trường hợp d2/d1 là:

a 1,6;

b 0,56;

c 1,25;

d 0,24

7.9 Nước sôi bọt trong ống có áp suất 40bar, nhiệt độ bề mặt ống là 258oC Mật độ dòng nhiệt (kW/m2) là:

a 167;

b 453;

c 238;

d 370

7.10 Nước sôi bọt trên bề mặt đốt của lò hơi Diện tích bề mặt đốt bằng 1,80m 2 , nhiệt độ

bề mặt đốt bằng 152 o C.Áp kế lò hơi chỉ 3,4bar Lượng hơi tạo ra trong 1 giờ (kg/h) là:

a 54;

b 85;

c 97;

d 14.

BÀI TẬP CHƯƠNG 8

8.1 Nếu đặt thêm 1 màn chắn có độ đen ε giữa 2 tấm phẳng song song cũng có độ đen ε,

nhiệt lượng trao đổi bằng bức xạ giữa 2 tấm phẳng song song sẽ:

a Giảm 2 lần;

b Giảm 3 lần;

c Giảm 4 lần;

d Tăng 3 lần

8.2 Ống thép có đường kính d = 90mm, chiều dài ℓ = 13m, độ đen 0,8, nhiệt độ bề mặ

327oC được đặt trong 1 ống cống kích thước (0,2 * 0,2)m cùng ℓ, độ đen 0,9, nhiệt đ

27oC Độ đen quy dẫn là:

a 0,85;

b 0,10;

c 0,78;

d 0,73

8.3 Bức xạ có cường độ bằng 72kW/m2 tới vật xám bị hấp thụ 38kW/m2 Nhiệt độ củ vật bằng 1100K Cường độ bức xạ riêng (kW/m2) của vật là:

a 20,7;

b 43,8;

c 83,0;

d 34,0

8.4 Bức xạ có cường độ bằng 62kW/m2 tới vật xám bị hấp thụ 34kW/m2 Nhiệt độ củ vật bằng 1100K Độ đen của vật là:

a 0,27;

b 0,40;

c 0,25;

d 0,55

8.5 Bề mặt vật xám có độ đen 0,8 Cường độ bức xạ hiệu dụng của bề mặt đo được l

5200W/m2; cường độ bức xạ tới bề mặt là 5300W/m2 Nhiệt độ bề mặt vật (oC) là:

a 493;

b 277;

c 217;

d 640

8.6 Vật có nhiệt độ 727oC, độ đen 0,7 Khả năng bức xạ (kW/m2) của vật là:

a 57,9;

b 40,5;

c 39,7;

d 60,1

8.7 Dây dẫn nằm ngang, đường kính 0,5mm, điện trở suất 1,2Ω.mm2/m đặt trong không khí yên tĩnh Độ đen của dây dẫn là 0,9 Khi nhiệt độ bề mặt dây là 527oC, dòng điện chạy (A) qua dây có giá trị:

a 6,91;

b 5,50;

c 4,14;

d 7,67

8.8 Phích nước đựng đá có đường kính trong 100 mm, diện tích bề mặt thủy tinh mỗi lớp

F1 F2 = 0,15m2, độ đen 0,02, giữa 2 mặt là lớp chân không Nút phích nhựa rỗng, dày 20mm, đường kính bằng 100mm Nhiệt độ mặt trong của phích bằng nhiệt độ nước đá đang tan, nhiệt độ mặt ngoài của phích bằng nhiệt độ môi trường là 35 oC Lượng nhiệt truyền qua phích (W) là:

a 0,65;

b 0.90;

c 1,21;

d 0,50

8.9 Một thiết bị trao đổi nhiệt gắn trên vệ tinh cần thải ra khỏi bề mặt của nó lượng nhiệt

1000W/m2 Bề mặt của thiết bị có độ đen 0,95 Cường độ bức xạ mặt trời tới vuông góc với bề mặt thiết bị bằng 1000W/m2 Nhiệt độ của bề mặt thiết bị (K) là:

a 350;

b 431;

c 470;

d 510

8.10 Lò sưởi dầu có dạng hình hộp chữ nhật kim loại dẹt đặt đứng, bề dày rất nhỏ so với

chiều cao và chiều dài, bên trong chứa dầu được đun nóng bằng nhiệt trở Lò được sơn

và có độ đen 0,4, chiều cao 0,8m, dài 1m Nhiệt độ bề mặt là 65oC, nhiệt độ môi trường xung quanh 15oC Dòng nhiệt lò truyền vào môi trường xung quanh (W) là:

a 689;

b 478;

c 513;

d 412