Đề thi cơ sở kỹ thuật nhiệt ĐHBK đà nẵng

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

KỲ THI TUYỂN SINH SAU ĐẠI HỌC NĂM 2012

HỘI ĐỒNG TUYỂN SINH SĐH


Khóa 25 - Ngày thi: 20, 21 và 22/4/2012


ĐỀ THI MÔN: CƠ SỞ NHIỆT KỸ THUẬT
Thời gian làm bài: 180 phút
Họ và tên thí sinh:.......................................................................................................... Số báo danh:...............................................

Câu 1 (2 điểm) :
Trình bày phương trình trạng thái của khí lý tưởng và khí thực.
Câu 2 (2 điểm): Khảo sát quá trình đẳng áp của khí lý tưởng
Câu 3 (2 Điểm) : Trình bày các nhân tố ảnh hưởng đến trao đổi nhiệt đối lưu
Câu 4 ( 2 điểm ): Cho chu trình gồm 4 quá trình, môi chất là không khí
(có R=287 J/kg.K và k=1,4) như sau:
Quá trình 12 - Nén đoạn nhiệt.
Quá trình 23- Cấp nhiệt đẳng áp p2 = p3 = 3 bar, môi chất nhận nhiệt q1.
Quá trình 34- Giãn nở đoạn nhiệt.
Quá trình 41- Nhả nhiệt đẳng áp p4 = p1 = 1 bar , môi chất nhả nhiệt lượng q2.
Cho biết nhiệt độ điểm 1 là t1 = 27oC và nhiệt độ điểm 3 là t3 = 327oC
1- Biểu diễn chu trình trên đồ thị p-v và T-s.
2- Xác định các thông số trạng thái cơ bản (p, v và T ) tại các điểm nút.
3- Xác định nhiệt lượng q1 và q2.
4- Xác định hiệu suất nhiệt chu trình η
Câu 5 (2 điểm) :
Cho thiết bị trao đổi nhiệt giữa 2 môi chất :

1- Chất lỏng nóng có lưu lượng V1= 250 L/giờ, t’1 = 120oC và t”1 = 50oC, Cp1 =
3 kJ/kg.K, ρ1=1100 kg/m3 ;
2- Nước lạnh có lưu lượng V 2= 1000 L/giờ, t’2 = 10oC ; Cp2 = 4,186 kJ/kg.K;
ρ2 = 1000 kg/m3.
Cho biết hệ số truyền nhiệt của thiết bị k = 1161 W/m2.K.
a). Xác định dòng nhiệt trao đổi, nhiệt độ nước lạnh đầu ra t”2
b). Xác định diện tích thiết bị trao đổi nhiệt trong 2 trường hợp : Hai môi chất
chuyển động cùng chiều và ngược chiều (các thông số nhiệt độ không đổi).

Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm.


ĐÁP ÁN MÔN CƠ SỞ KỸ THUẬT NHIỆT
KỲ THI TUYỂN SINH SAU ĐẠI HỌC NĂM 2012

Khóa 25 - Ngày thi: 20, 21 và 22/4/2012

Câu 1 (2 điểm) : Trình bày phương trình trạng thái của khí lý tưởng và khí thực.
TT

Nội dung

Điểm

1

Nêu được khái niệm khí lý tưởng và khí thực

0,25

2

Xác lập được phương trình khí lý tưởng với 1 kg môi chất

0,75

3

Xác định các trường hợp khác ( G kg và µ kg)

0,25

4

Viết đúng phương trình Van der Waals và giải thích được các thông số

0,75

Tổng cộng

2,0

Câu 2 (2 điểm): Khảo sát quá trình đẳng áp của khí lý tưởng
TT

Nội dung

Điểm

1

Định nghĩa quá trình và viết được phương trình

0,25

2

Biểu diễn quá trình

0,25

3

Xác định mối quan hệ giữa thông số trạng thái đầu và cuối quá trình

0,25

4

Xác định được ∆u, ∆i, ∆s của quá trình

0,50

5

Xác định được : q, l và lkt của quá trình

0,50

6

Xác đinh được hệ số α=∆u/q

0,25

Tổng cộng

2,0

Câu 3 (2 Điểm) : Trình bày các nhân tố ảnh hưởng đến trao đổi nhiệt đối lưu
TT

Nội dung

Điểm

1

Trình bày được ảnh hưởng của nguyên nhân gây ra chuyển động

0,50

2

Trình bày được ảnh hưởng của chế độ chuyển động

0,50

3

Trình bày được ảnh hưởng của tính chất vật lý của môi chất

0,50

4

Trình bày được ảnh hưởng của hình dáng, vị trí, kích thước của bề mặt

0,50

Tổng cộng

2,0


Câu 4 (2 điểm):
TT
1 Biểu diễn đúng trên p-v và T-s
2

Nội dung

Điểm
0,25

Xác định trạng thái cơ bản các điểm nút
RT1 287x 300
=
= 0,861 m 3 / kg
Điểm 1: t1 = 27oC, p1 = 1 bar và v 1 =

p1
100000
1/ k

1,0
0,25

1 / 1.4

p 
1
= 0,393 m 3 / kg
Điểm 2: p2 = 3 bar, v 2 = v 1 . 1  = 0,861x  
 3
 p2 
p .v
300000x 0,393
T2 = 2 2 =
= 411 o K ( t 2 = 138o C)
R
287
RT3 287 x 600
=
= 0,574 m 3 / kg
Điểm 3: t3 = 327oC, p3 = 3 bar và v 3 =
p3
300000

0,25

0,25

1/ k

3

4

p 
1 / 1.4
= 1,26 m 3 / kg
Điểm 4: p4 = 1 bar, v 4 = v 3 . 3  = 0,574x ( 3)
 p4 
p .v
100000x1,26
T4 = 4 4 =
= 438 o K ( t 4 = 165o C)
R
287
Xác định các nhiệt lượng
k
1,4
q1 = C p .(T3 − T2 ) =
.R.(T3 − T2 ) =
.287.(327 − 138) = 189851 J/kg
k −1
1,4 − 1
k
1,4
q 2 = C p .(T1 − T4 ) =

.R.(T1 − T4 ) =
.287.( 27 − 166) = −138621.
k −1
1,4 − 1
q2
= 0,27
Xác định hiệu suất : η = 1 −
q1
Tổng cộng

0,25

0,5
0,25
0,25

0,25
2,0

Câu 5 (2 điểm)
TT

Nội dung

Điểm

1

Xác định dòng nhiệt trao đổi
0,25

Q = ρ1 .V1 .C p1 .( t 1' − t 1" ) = 1100.
.3.(120 − 50) = 16 kW
3600

0,5

2

Xác định nhiệt độ nước lạnh đầu ra
Q
16
t "2 = t '2 +
= 10 +
x 3600 = 24 C
ρ 2 .V2 .C p 2
1000x1x 4,186

0,5

3

Xác định diện tích khi chuyển động cùng chiều

0,5

o


∆t CC

( t 1' − t '2 ) − ( t 1" − t "2 ) (120 − 10) − (50 − 24)
=
=
= 58 o C
'
'
110
(t − t )
ln
ln 1" "2
26
( t1 − t 2 )

Fcc = Q/(k.∆tcc) = 16000/(1161x58) = 0,24 m2
Xác định diện tích khi chuyển động ngược chiều
4

∆t NC =

( t 1' − t "2 ) − ( t 1" − t '2 ) (120 − 24) − (50 − 10)
=
= 64 o C
'
"
96
(t − t )
ln
ln 1" '2
40
( t1 − t 2 )

0,5

Fcc = Q/(k.∆tcc) = 16000/(1161x64) = 0,22 m2
Tổng cộng

2,0
HẾT