Đề thi cuối kì môn nhiệt động lực học kĩ thuật có đáp án (5)

Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Cơ Khí
Bộ môn Công Nghệ Nhiệt Lạnh

Đề thi cuối kỳ I (2011-2012)
Môn học: Nhiệt động lực học kỹ thuật
Thời gian làm bài: 90 phút
Ngày kiểm tra: 04-01-2012
SV được sử dụng tài liệu

Bài 1: Một hệ xylanh piston bên trong có chứa 0,6kg hỗn hợp 2 khí lí tưởng là N2 và CO2.
Thành phần thể tích của từng khí lần lượt là rN  0,7 và rCO  0,3 . Ở trạng thái ban đầu
hỗn hợp có áp suất p1=2bar và nhiệt độ t1=400C. Sau đó nén đoạn nhiệt hỗn hợp đến trạng
thái 2 có t2=750C. Hãy xác định
a. Áp suất của hỗn hợp sau khi nén
b. Công cấp vào cho quá trình nén này
2

2

Bài 2: Chu trình máy lạnh có máy nén hơi làm việc với tác nhân lạnh là R22 có các thông số như
sau:
- Áp suất bay hơi p0=4,222bar
- Nhiệt độ ngưng tụ tK=40oC
- Hơi hút về máy nén là hơi bão hòa khô
- Không khí đi vào dàn lạnh có nhiệt độ t1=250C và độ ẩm 1  75% . Lưu lượng không khí
đi qua dàn lạnh là 1250kg/h. Lượng nước tách ra khỏi dàn lạnh trong 1 giờ là
Gn=2,5kg/giờ.
Hãy xác định:
a. Entanpi tại các điểm trên chu trình
b. Nhiệt độ không khí ra khỏi dàn lạnh

c. Năng suất lạnh, năng suất giải nhiệt và hệ số làm lạnh của chu trình
d. Nhiệt độ không khí giải nhiệt có ảnh hưởng đến hệ số làm lạnh của chu trình hay không?
Giải thích
Bài 3: Hơi nước có áp suất p1=12bar và v1=0,25m3/kg chảy qua ống tăng tốc nhỏ dần vào môi
trường có áp suất p2=6bar. Hãy xác định tốc độ và lưu lượng của hơi nước ở đầu ra của ống nếu
biết đường kính của ống ở đầu ra là 50mm.


Đáp án:
Bài 1: 2đ
Phân tử lượng của hỗn hợp
  0,7.28  0,3.44  32,8kg / kmol 0,5đ

Số mũ đoạn nhiệt
k

cp
cv



0,7.29,3  0,3.37 ,67
 1,35828 0,5đ
0,7.20,9  0,3.29,3

Áp suất hỗn hợp
1, 35828

 313 11,35828
p 2  2.

 2,99 bar 0,5đ

 348 

Công cấp vào
W  0,6.

8314 (313  348 )
 14,86 kJ 0,5đ
32,8.0,35828

Bài 2: 5đ
Entanpi tại các điểm
Điểm 1: 0,25đ
i1=702,39kJ/kg
s1=1,7552kJ/kgK
Điểm 2: 1,25đ
tK=400C  pK  15,315bar
p  14 bar
 i  732 ,24 kJ / kg

s

1
,
7552
kJ
/
kgK


p  16 bar
 i  735 ,78kJ / kg

s  1,7552 kJ / kgK
15,315  14
735,78  732 ,24   734 ,567 kJ / kg
 i 2  732 ,24 
16  14

Điểm 3: 0,25đ

i3  549 ,36 kJ / kg

Điểm 4:

i 4  i3  549 ,36 kJ / kg

Không khí ẩm
Trạng thái không khí vào dàn lạnh: 1đ
t1  250 C  phbh1  0,03166 bar  ph1  0,023745 bar  d1  0,015128 kghn / kgkkk  I1  63,58kJ / kg

Trạng thái kk ra khỏi dàn lạnh: 1đ

G n  G kk d1  d 2   d 2  0,013128 kghn / kgkkk  p hn 2  0,02067 bar  phbh 2  t 2  180 C  I 2  51,28kJ / kg

Nhiệt lượng không khí nhả ra = năng suất lạnh 0,25đ
Q KK  Q0 

1250 63,58  51,28 
 4,268 kW

3600


Năng suất giải nhiệt 0,5đ
4,268
734 ,567  549 ,36   5,165 kW
702 ,39  549 ,36
   4,75
QK 

Giải thích 0,5đ
Bài 3: 3đ

p th  .p1  6,552 bar

p2Trạng thái vào
0,25  0,2343
3260  3151   3234 ,887 kJ / kg
0,2547  0,2343
0,5đ
0,25  0,2343
7,373  7,206   7,3345 kJ / kgK
s1  7,206 
0,2547  0,2343
i1  3151 

Trạng thái ra
7,3345  7,292


3059  3017   3041,135 kJ / kg
i  3017 

7,366  7,292
p  6bar



s  7,3345 kJ / kgK v  0,4181  7,3345  7,292 0,4342  0,4181   0,4273 m 3 / kg

7,366  7,292
7,3345  7,226

3160  3054   3118 ,61kJ / kg
i

3054


7,404  7,226
p  8bar


s  7,3345 kJ / kgK v  0,324  7,3345  7,226 0,3542  0,324   0,3424 m 3 / kg

7,404  7,226
6,552  6

3118 ,61  3041,135   3062 ,518 kJ / kg
i  3041,135 


p  6,552 bar

86
1đ


s  7,3345 kJ / kgK v  0,4273  6,552  6 0,3424  0,4273   0,4038676 m 3 / kg

86
2  23234887  3062518   587 m / s
G max 

587 ..0,05 2
 2,854 kg / s
4.0,4038676

1đ