Đề cương bài tập kỹ thuật nhiệt

ĐỀ CƯƠNG BÀI TẬP
Bài tập 1
Nung nóng 40kg không khí trong điều kiện áp suất không đổi, p = 1,5bar,
từ nhiệt độ t
1
= 30
o
C đến t
2
= 120
o
C. Biết rằng không khí được xem là khí 2
nguyên tử, có KLPT = 29 kg/kmol, k =1,4. Xác định:
1. Thể tích cuối V
2
(m
3
) của không khí ?
2. Lượng nhiệt cần cung cấp Q (kJ) cho khối không khí ?
3. Lượng thay đổi nội năng U (kJ) của không khí ?
4. Lượng thay đổi Entanpy I (kJ) của không khí ?
5. Công thay đổi thể tích L
12
(kJ) của không khí ?
6. Độ biến thiên entropy S (kJ/K) của không khí ?
7. Biểu diễn quá trình trên đồ thị p-v, T-s
Bài tập 2
Nung nóng 50kg không khí trong điều kiện thể tích không đổi, V = 40m
3
,
từ nhiệt độ t

1
= 20
o
C đến t
2
= 50
o
C. Biết rằng không khí được xem là khí 2
nguyên tử, có KLPT = 29 kg/kmol, k =1,4. Xác định:
1. Áp suất đầu p
1
(Pa) của không khí ?
2. Lượng thay đổi nội năng U (kJ) của không khí ?
3. Lượng thay đổi Entanpy I (kJ) của không khí ?
4. Công thay đổi thể tích L
12
(kJ) của không khí ?
5. Độ biến thiên entropy S (kJ/K) của không khí ?
6. Công kỹ thuật L
kt12
(kJ) của không khí ?
7. Biểu diễn trên đồ thị p-v, T-s?
Bài tập 3
Cho 30 kg không khí ẩm có thông số ban đầu p
1
= 2 bar, t
1
= 140
0
C, thực

hiện quá trình đẳng nhiệt tới áp suất p
2
= 10 bar. Biết rằng không khí được
xem là khí 2 nguyên tử, có KLPT = 29 kg/kmol, k =1,4. Xác định:
1. Thể tích đầu V
1
(m
3
) của không khí ?
2. Thể tích cuối V
2
(m
3
) của không khí ?
3. Lượng nhiệt cần cung cấp Q (kJ) cho khối không khí ?
4. Lượng thay đổi Entanpy I (kJ) của không khí ?
5. Công sinh ra L
12
(kJ) của không khí ?
6. Độ biến thiên entropy S (kJ/K) của không khí ?
Bài tập 4
Cho 20kg không khí ẩm có các thông số ban đầu là: 
1
= 80 %, t
1
=20
0
C được
nung nóng đẳng dung đến nhiệt độ t
2

= 50
0
C. Xác định:
1. Độ chứa hơi d (g/kgkkk) của khối không khí ?
2. Nhiệt độ đọng sương t
s
(
0
C ) của khối không khí ?
3. Entanpi của của không khí ở trạng thái ban đầu I
1
(kJ/kg) ?
4. Entanpi của của không khí sau nung I
2
(kJ/kg) ?
5. Lượng hơi nước trong khối không khí G
h
(kg) ?
6. Lượng nhiệt cấp vào khối khí Q (kJ) ?
Bài tập 5
Cho 50 kg không khí ẩm có các thông số ban đầu là: 
1
= 45%, t
1
= 40
0
C được
phun ẩm làm mát đoạn nhiệt đến nhiệt độ t
2
= 30

0
C. Xác định:
1. Độ chứa hơi của không khí ban đầu d
1
(g/kgkkk) ?
2. Độ chứa hơi của không khí sau phun ẩm d
2
(g/kgkkk) ?
3. Nhiệt độ đọng sương ban đầu t
s1
(
0
C ) của không khí ?
4. Nhiệt độ đọng sương sau phun ẩm t
s2
(
0
C ) của không khí ?
5. Lượng nước phun G
h-phun
(kg) vào trong khối không khí ?
6. Độ ẩm tương đối của khối khí sau khi phun 
2
(%) ?

Bài tập 6
Cho một vách phẳng có kích thước vách (3x4)m, có độ dày 
1
= 100 mm, hệ
số dẫn nhiệt 
1
= 0.75 W/m.K.
Hệ số trao đổi nhiệt bên trong vách là: 12W/m
2
.K, và bên ngoài vách là:
20W/m
2
.K.
Nhiệt độ không khí bên trong vách là 20
0
C, bên ngoài vách là 30
0
C. Xác
định:
1. Mật độ dòng nhiệt q (W/m
2
) truyền qua vách ?
2. Công suất nhiệt Q (W) truyền qua vách ?
3. Nhiệt độ bề mặt vách trong t
w2
(
0
C) ?
4. Nhiệt độ bề mặt vách ngoài t
w1

(
0
C) ?
Bài tập 7
Một ống trụ có đường kính d
1
/d
2
= 120/150mm, chiều dài 10m, hệ số dẫn
nhiệt 
1
= 0.2 W/mK.
Hệ số trao đổi nhiệt bên trong ống là: 100 W/m
2
.K, bên ngoài ống là: 12
W/m
2
.K.
Nhiệt độ không khí bên trong ống là 110
0
C, bên ngoài ống là 25
0
C. Xác
định:
1. Mật độ dòng nhiệt truyền qua ống trụ q (W/m) ?
2. Công suất nhiệt truyền qua ống trụ Q (W) ?
3. Nhiệt độ bề mặt bên trong ống t
w1
(
0

C) ?
4. Nhiệt độ bề mặt bên ngoài ống t
w2
(
0
C) ?





Bài tập 8
Hai tấm phẳng song song có kích thước (5x5)m. Biết:
- Nhiệt độ tấm 1: T
1
= 2000

K, Hệ số bức xạ của tấm 1: C
1
= 4.5 W/m
2
K
4

- Nhiệt độ tấm 2: T
2
= 1200 K, Hệ số bức xạ của tấm 2: C
2
= 4.5 W/m
2

K
4

Xác định:
1. Mật độ dòng nhiệt bức xạ truyền giữa 2 tấm q
12
(W/m
2
) ?
2. Công suất nhiệt bức xạ truyền giữa 2 tấm Q (W) ?
3. Mật độ dòng nhiệt bức xạ giữa 2 tấm khi đặt 1 màn chắn có C
M
= 4.5
W/m
2
K
4
q
1M2
(W/m
2
) ?
4. Nhiệt độ của màn chắn khi đặt 1 màn chắn có C
M
= 4.5 W/m
2
K
4
?

Bài tập
Một ống trụ có đường kính trong 0.2 m, dài 6 m, cấu tạo bởi 2 lớp:
- Lớp thứ 1 có 
1
= 8 mm, 
1
= 45 w/mđộ.
- Lớp thứ 2 có 
2
= 45 mm, 
2
= 0.1 w/mđộ.
Nhiệt độ bề mặt bên trong vách là 400
0
C, bên ngoài vách là 24
0
C. Như vậy:
1. Mật độ dòng nhiệt truyền qua vách:
a. 678 W/m c. 867 W/m
b. 1205 W/m d. 835 W/m2
2. Công suất nhiệt truyền qua vách:
a. 5202 W c. 4066 W
b. 5010 W d. 7231 W
3. Đường kính ngoài của ống:
a. 0.306 m c. 0.270 m
b. 0.253 m d. 0.286 m
4. Nhiệt độ bề mặt giữa 2 vách:
a. 400
0
C c. 390

0
C
b. 380
0
C d. 392
0
C