Đề cương ôn tập kỹ thuật nhiệt trên ô tô (1)

Hãy xác định nhiệt độ tại các điểm đặc biệt của chu trình, nhiệt cấp, nhiệt nhả, công và hiệu suất nhiệt của chu trình với môi chất là 1,4 kg không khíb. Hãy xác định nhiệt độ tại các đi

Đề cương ôn tập Kỹ thuật Nhiệt trên ô tô

Câu 1:

Khí lý tưởng là gì? Xác định thế tích riêng, khối lượng riêng của khí ở điều kiện tiêu chuẩn và ở điều kiện có áp suất dư là 0,2 at, nhiệt độ 127OC Biết áp suất khí quyển là 760 mm Hg ở 0OC

Câu 2:

Khi nén đẳng nhiệt 1,8 kilômol khí N2 cần thải một lượng nhiệt 4100kJ Xác định thể tích đầu và cuối quá trình, áp suất cuối và công thay đổi thể tích, công kĩ thuật, entropi và biến đổi nội năng của quá trình nén nếu quá trình được tiến hành ở nhiệt

độ 30OC và áp suất 6,5 bar

Câu 3:

Một bình thế tích 250 lít chứa 0,4 kg khí , áp suất khí quyển là 1 bar

a Nếu nhiệt độ trong bình là 17OC thì chỉ số chân không kế gắn trên nắp bình

là bao nhiêu?

b Nếu nhiệt độ trong bình là 247OC thì chỉ số áp kế là bao nhiêu?

Câu 4:

Chu trình lý tưởng của động cơ đốt trong cấp nhiệt đẳng tích có nhiệt độ vào là

20OC tỷ số nén 7,3, tỷ số tăng áp là 2,33 Hãy xác định nhiệt độ tại các điểm đặc biệt của chu trình, nhiệt cấp, nhiệt nhả, công và hiệu suất nhiệt của chu trình với môi chất là 1,4 kg không khí

Câu 5.

Xylanh có đường kính d = 200mm chứa không khí có thể tích 0,06 m3, áp suất 3,56

at, nhiệt độ 25OC Nếu không khí nhận nhiệt trong điều kiện pittông chưa kịp dịch

khối lượng không khí có trong xylanh, nhiệt lượng, công thay đổi thể tích, công kĩ thuật,biến đổi nội năng, entanpi và entropi của quá trình là bao nhiêu?

Câu 6.

Chu trình lý tưởng của động cơ đốt trong cấp nhiệt đẳng tích có nhiệt độ vào là

25OC tỷ số nén 8,3, tỷ số tăng áp là 3,33 Hãy xác định nhiệt độ tại các điểm đặc biệt của chu trình, nhiệt cấp, nhiệt nhả, công và hiệu suất nhiệt của chu trình với môi chất là 2 kg không khí

Câu 7:

Động cơ đốt trong Diesel D243 làm việc theo chu trình cấp nhiệt hỗn hợp Môi chất là không khí, có áp suất nhỏ nhất của chu trình là 0.9 bar, nhiệt độ ban đầu là

t1 = 27 0C, hệ số tăng áp là 2, tỷ số nén 15, hệ số giãn nở sớm là 1.3 Tính nhiệt độ cuối quá trình giãn nở; nhiệt nhận từ các quá trình và công của chu trình tính cho một đơn vị khối lượng; hiệu suất nhiệt của chu trình hỗn hợp

Câu 8:

Xilanh của động cơ đốt trong có đường kính trong là d= 120mm, đường kính ngoài D = 138mm, chiều dài xilanh= 250mm, hệ số dẫn nhiệt qua thành xi lanh

=0,695 W/m. 0K Khí cháy trong xilanh có nhiệt độ, = 2000 0C, = 34.8 W/ 0K Nước làm mát bên ngoài xilanh có nhiệt độ = 80 0C, = 40,6 W/ 0K Tìm mật độ dòng nhiệt và tổng lượng nhiệt truyền qua thành xilanh, nhiệt trở truyền nhiệt qua vách trụ

Câu 9:

Xilanh của động cơ đốt trong có đường kính trong là d= 125mm, đường kính ngoài D = 140mm, chiều dài xilanh= 250mm, hệ số dẫn nhiệt qua thành xi lanh

=0,7 W/m. 0K Khí cháy trong xilanh có nhiệt độ, = 1800 0C, = 34.8 W/ 0K Nước làm mát bên ngoài xilanh có nhiệt độ = 80 0C, = 40,6 W/ 0K Tìm mật độ dòng nhiệt và tổng lượng nhiệt truyền qua thành xilanh, nhiệt trở truyền nhiệt qua vách trụ

Câu 10:

Người ta đốt nóng 1 kg không khí trong điều kiện áp suất không đổi 2,5 bar, từ nhiệt độ 20OC đến 120OC Tính thể tích cuối, lượng nhiệt, công thay đổi thể tích, lượng thay đổi nội năng entrôpi

Câu 11:

Không khí có thể tích 2,48 m3, nhiệt độ 15OC, áp suất 1 bar, khi bị nén đoạn nhiệt không khí nhận công thay đổi thể tích 471 kJ Xác định nhiệt độ cuối, sự thay đổi nội năng và entanpi, entropi, thể tích cuối, công kĩ thuật của quá trình

Câu 12:

Động cơ đốt trong Diesel D243 làm việc theo chu trình cấp nhiệt hỗn hợp Môi chất là không khí, có áp suất nhỏ nhất của chu trình là 0.9 bar, nhiệt độ ban đầu là

t1 = 37 0C, hệ số tăng áp là 1.8, tỷ số nén 17, hệ số giãn nở sớm là 1.2 Tính nhiệt

độ cuối quá trình giãn nở; nhiệt nhận từ các quá trình và công của chu trình tính cho một đơn vị khối lượng; hiệu suất nhiệt của chu trình hỗn hợp

Cho 1,5 kg không khí được nén đa biến n = 1,2 trong máy nén từ nhiệt độ 20OC áp suất 0,981 bar đến áp suất 7,845 bar Xác định nhiệt độ không khí sau khi nén, lượng biến đổi nội năng, entanpi, entropi, lượng nhiệt cần làm mát, công giãn nở

và công kỹ thuật của quá trình nén

Câu 14:

Một ống dẫn hơi bằng thép có = 200/216 mm, 46.44 W/m.OK được bọc một lớp cách nhiệt dày = 120 mm và có = 0.116 W/m.OK Nhiệt độ của hơi = 300 0C, hệ

số tỏa nhiệt = 116 W/.OK, nhiệt độ của không khí xung quanh ống = 25OC, hệ số tỏa nhiệt = 9.86 W/.0K Xác định nhiệt độ tổn thất truyền qua vách ống trên 1 m chiều dài trong 1 giờ và nhiệt độ mặt lớp cách nhiệt

Câu 15

Trong một bình có thể tích 0,625m3 chứa ôxy có áp suất tuyệt đối là 23 bar và nhiệt

độ 280 oC Hãy xác định :

a) Áp suất thừa theo các đơn vị khác nhau : bar, N/m2 (Pa); mmHg (Tor), atm kĩ thuật, mmH2O; biết áp suất khí quyển bằng 750 mmH g ở 0°C

b) Nhiệt độ của ôxy theo độ Kenvin, Farenhet và Rankin

c) Thể tích riêng và khối lượng riêng của ôxy ở trạng thái trong bình và trạng thái tiêu chuẩn

d) Khối lượng ôxy chứa trong bình.

e) Thể tích của ôxy quy ra điêu kiện tiêu chuẩn

Câu 16

Một bình ôxy có thể tích 0,006m3, áp suất tuyệt đối là 120 bar, nhiệt độ 27 oC Sau khi sử dụng, áp suất tuyệt đối còn 22 bar, nhiệt độ không đổi Hãy tính lượng ôxy

đã lấy ra

Câu 17

Một khinh khí cầu có thể tích 1000m3 chứa hyđrô được thả vào khí quyển Tính lực

nâng khinh khí cầu lên, biết áp suất và nhiệt độ của không khí và khí cầu bằng 1 bar và 27 ° C

Câu 18

Pittông chuyển động trong xilanh chứa khí lí tưởng Trước khi chuyển động áp suất

thừa trong xylanh là 0,2at; sau khi chuyển động, độ chân không trong xylanh bằng

600mmHg ở 0 °C Biết áp suất khí quyển bằng 780mmHg ở 0°C

Câu 19

Tính mật độ dòng nhiệt đi qua vách phẳng rộng dồng chất Vách làm bằng:

a, Thép hệ số dẫn nhiệt λ =40 W/m độ

b, bê tông, hệ số dẫn nhiệt λ =1.1 W/m độ

c, Gạch diatomit, hệ số dẫn nhiệt λ =0.11 W/m độ Cả ba trường hợp vách có chiều dày = 50mm Nhiệt độ trên hai mắt của vách: tw1 = 100 oC và tw2 = 90 oC

Câu 20

Xác định tổn that nhiệt Q qua vách phẳng làm bằng gạch đỏ, chiều dài l = 5m, cao

h = 4m chiều dày = 25mm Biết nhiệt độ trên các bề mặt của vách tw1 = 110 oC tw2

= 40 oC và hệ số dẫn nhiệt của vách λ =0.70 W/m độ

Một ống dẫn hơi bằng thép, đường kính ống 100/110mm được phủ 1 lớp cách nhiệt Hệ số dẫn nhiệt của thép λ1 =55 W/m độ: hệ số dẫn nhiệt của chất cách nhiệt λ2 =0.09 W/m độ Nhiệt độ mặt trong của vách ống tw1 = 200 oC, nhiệt dộ mặt ngoài của cách nhiệt tw3 = 50 oC Để tổn thất nhiệt không qua ql= 300 W/m thì bề dày lớp cách nhiệt phải bằng bao nhiêu?

Câu 22

Một kg không khí từ nhiệt độ 20°C, áp suất tuyệt đối 2 bar, tiến hành quá trình đẳng áp đến nhiệt độ 110°C

a) Biểu diễn quá trình trên đô thị p-v và T-s;

b) Tính thể tích ở trạng thái cuối của quá trình;

c) Xác định bằng số và diện tích trên các đô thị các đại lượng sau : u, i, s, nhiệt lượng, công dãn nở và công kĩ thuật trao đổi trong quá trình; cho nhiệt dung riêng

là hằng số

Câu 23

Một bình kín có thể tích 0,12m3 chứa khí ôxy có áp suất tuyệt đối 10 bar và nhiệt

độ 50°C, sau khi tiến hành một quá trình đẳng tích, nhiệt độ tăng đến 150°C

a) Biểu diễn quá trình trên đồ thị p-v và T-s;

b) Xác định khối lượng ôxy và áp suất cuối cùng;

c) Tính u, i, s, Q, L, Lkt theo con số và diện tích trên đô thị p-v hoặc T-s

Câu 24

Người ta lấy nhiệt từ không khí trong xi lanh có thể tích 0,4m3 áp suất tuyệt đối 5 bar, nhiệt độ 400°C để nhiệt độ giảm xuống đến 0°C trong điều kiện áp suất không đổi

a) Biểu diễn quá trình trên đồ thị p-v và T-s;

b) Tính quãng đường pittông dịch chuyển, cho biết đường kính của xi lanh là

c) Xác định bằng số và diện tích trên các đô thị p-v, T-s các đại lượng : u, i, s, nhiệt lượng, công dãn nở, công kĩ thuật trao đổi trong quá trình, cho nhiệt dung riêng là hằng số

Câu 25

Một bình có dung tích 90 lít chứa không khí ở áp suất tuyệt đối 8 bar, nhiệt độ 30°C Hãy xác định lượng nhiệt cần cấp cho không khí để áp suất tăng lên đến 16 bar

Câu 26

Có 12 kg không khí ở nhiệt độ 27°C, áp suất tuyệt đối 6 bar, tiến hành quá trình đẳng nhiệt đến thể tích bằng 4 lần thể tích ban đầu

a) Biểu diễn quá trình trên đồ thị p-v và T-s; b) Xác định các thông số cơ bản ở trạng thái cuối; c) Xác định bằng số và đồ thị các đại lượng u, i, s, Q, L, Lkt

Câu 27

Có 1,5 kg không khí được nén đa biến từ áp suất 0,9 bar, nhiệt độ 18°C đến áp suất

10 bar, nhiệt độ 126°C

a) Xác định số mũ đa biến, thể tích sau khi nén và lượng nhiệt cần làm mát;

Nếu tiến hành nén đẳng nhiệt thì tính lượng nhiệt cần làm mát là bao nhiêu ?

Câu 28

Một kilôgam hơi nước ở áp suất 20 bar, độ khô bằng 0,85 tiến hành một quá trình đẳng áp đến nhiệt độ 300°C

a) Biểu diễn quá trình trên đồ thị p-v, T-s, i-s;

b) Bằng bảng và đô thị, xác định các thông số v, i, S, u ở các trạng thái đầu và cuối c) Xác định u, i, s, Q, L, Lkt bằng bảng và đồ thị

Một chu trình động cơ đốt trong cấp nhiệt đẳng tích, môi chất là khí 2 nguyên tố có R =

287 J/kg.độ và k = 1,4 Trong chu trình áp suất thấp nhất là 1 bar, nhiệt độ thấp nhất là

320 K, tỉ số nén bằng 4 và tỉ số tăng áp khi cấp nhiệt bằng 4.

a) Biểu diễn chu trình trên đồ thị p-v và T-s;

b) Xác định thông số cơ bản của trạng thái ở các đỉnh của chi trình;

c) Tính nhiệt lượng trao đổi giữa môi chất với các nguồn nhiệt tính công và hiệu suất của chu trình (bằng số diện tích trên đồ thị);

d) Vẽ chu trình Cac nô trong cùng phạm vị nhiệt độ nguồn nhiệt và so sánh hiệu suất nhiệt.

Câu 30

Một chu trình động cơ đốt trong cấp nhiệt đẳng tích có tỉ số nén bằng 8, trước khi nén không khí có áp suất bằng 0,1 MPa và nhiệt độ là 15 o C; nhiệt lượng cung cấp cho 1 kh không khí trong chu trình bằng 1800 kJ/kg.

a) Biểu diễn chu trình trên đồ thị p-v và T-s Xác định áp suất và nhiệt độ ở các đỉnh của chu trình

b) Tính nhiệt lượng, công và hiệu suất của chu trình

c) Vẽ chu trình Các nô trong cùng phạm vi nhiệt độ nguồn nhiệt và so sánh hiệu suất nhiệt.

Câu 31

Cho một chu trình động cơ đốt trong cấp nhiệt đẳng tích, thể tích làm việc là V h = 0.006

m 3 , thể tích thừa V th = 0.001 m 3 ; môi chất là không khí có thông số khí nạp là 20 o C và 1 bar; áp suất lớn nhất trong chi trình là 25 bar.

a) Biểu diễn chi trình trên đồ thị p-v và T-s

b) Tính nhiệt lượng và công trao đổi trong chu trình

c) Tính công suất nhiệt của chu trình và so sánh với chu trình Các nô thuận chiều nghịch trong cùng phạm vi nhiệt độ của nguồn

Câu 32

Xác định hiệu suất nhiệt và công của chu trình lý tưởng động cơ đốt trong cấp nhiệt đẳng tích Môi chất là 1 kg không khí có nhiệt dung riêng bằng hằng số, các thông số ở trạng thái đặc biệt là p a = 1 bar; t a = 0 o C; p c = 53 bar và p d = 4,5 bar.

Câu 33

Một chu trình động cơ đốt trong lý tưởng cấp nhiệt đẳng áp, môi chất là không khí có nhiệt dung riêng bằng hằng số, các thông số cơ bản ở trạng thái nạp là p a = 1 bar; T a = 350K; tỉ số nén bằng 20, hệ số dãn nở sớm bằng 2.

a) Biểu diễn chu trình trên đồ thị p-v và T-s

b) Xác định các thông số cơ bản ở các đỉnh của chu trình

c) Tính nhiệt lượng và công của môi chất trao đổi trong chu trình

d) Tính hiệu suất nhiệt và so sánh với chu trình Cac nô trong cùng phạm vi nhiệt độ

Câu 34

Một chu trình động cơ đốt trong lí tưởng cấp nhiệt đẳng áp có tỉ số nén bằng 16, nhiệt lượng nguồn nóng truyền cho môi chất không khí trong một chu trình bằng 1800 kJ/kg Cho biết trước khi nén không khí có áp suất bằng 0.1 MPa và nhiệt độ bằng 15 o C

a) Biểu diễn chu trình trên đồ thị p-v và T-s; xác định áp suất và nhiệt độ ở các trạng thái đặc biệt của chu trình

b) Tính hiệu suất nhiệt của chu trình.