Đề thi cuối học kỳ I môn Nhiệt động lực học kỹ thuật - Năm học 2012-2013 - Trần Văn Hưng (Có đáp án)

 Bài 1. (3 điểm) Hỗn hợp khí gồm CO2 và N2 có khối lượng G = 0,5 kg, áp suất p1 = 
3,5bar, nhiệt độ t1 = 480
oC và thể tích V1 = 250 lít giãn nở đến áp suất p2 =1,5 bar và nhiệt 
độ t2 = 380
oC. Hãy xác định: 
1. Thành phần khối lượng của hỗn hợp. 
2. Hằng số mũ đa biến của quá trình giãn nở. 
3. Công thay đổi thể tích và nhiệt lượng trao đổi của quá trình. 
Bài 2. (4 điểm) Chu trình thiết bị động lực hơi nước có quá nhiệt trung gian làm việc với 
các thông số sau: 
-Áp suất hơi nước ra khỏi lò hơi là p1 = 160 bar 
-Áp suất và nhiệt độ hơi nước vào bộ quá nhiệt trung gian p6 = 20 bar, t6 = 250
o
C 
-Nhiệt độ hơi nước ra khỏi bộ quá nhiệt trung gian là t7 = 500
o
C 
-Áp suất của hơi nước trong bình ngưng là p2 = 0,05bar 
-Công suất qua phần tuabine hạ áp NTHA = 40MW. 
Bỏ qua công tiêu hao bơm cấp, hãy xác định: 
1. Entanpy tại các điểm 1, 2, 3, 6, 7 trên chu trình. 
2. Lưu lượng hơi nước tuần hoàn. 
3. Hiệu suất nhiệt của chu trình. 
4. Công suất nhiệt cần cung cấp và lượng tiêu hao nhiên liệu cho chu trình. 
Biết lò hơi sử dụng dầu FO có nhiệt trị là 9800 kcal/kg và hiệu suất lò hơi là 90%. 
Bài 3. (3 điểm) Máy lạnh có hệ số làm lạnh  = 4,1 được giải nhiệt bằng nước. Lưu lượng 
nước đi qua thiết bị ngưng tụ Gn = 3,8 kg/s, chênh lệch nhiệt độ nước vào nước ra là 5
o
C, 
nhiệt dung riêng của nước Cp = 4,187 kJ/kgđộ. 
Không khí đi vào dàn lạnh với nhiệt độ 25oC, độ ẩm 65% và đi ra khỏi dàn lạnh với nhiệt 
độ t = 15oC. 
Hãy xác định: 
1. Năng suất thiết bị ngưng tụ Qk. 
2. Năng suất lạnh Qo. 
3. Entanpi của không khí vào và ra khỏi dàn lạnh (Bằng phương pháp tính toán) 
4. Lưu lượng không khí đi qua dàn lạnh 
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM – TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA 
KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH 
 Cán bộ duyệt đề GV ra đề 
 TS. Hà Anh Tùng TS. Trần Văn Hưng 
 ThS. Phan Thành Nhân 
ĐỀ THI CUỐI KỲ LỚP CHÍNH QUY HỌC KỲ I 
– NĂM HỌC (2012-2013) 
Môn: Nhiệt động lực học kỹ thuật 
Thời gian: 90’ 
Ngày thi: 29/12/2012 
---------- 
Ghi chú: Sinh viên được sử dụng tài liệu 
 Bài 1. (3 điểm) 
1. 
 R=p1.V1/G.T1=3,5*10^5*0,25/0,5/(480+273)=232,4 J/kgđộ 
=8314/R=8314/232,4=35,774 kg/kmol 
 gCO2+gN2=1 
 gN2=0,4025; gCO2=0,5975 (1 điểm) 
2. 
 (0.5 điểm) 
3. 
(0.5 điểm) 
4. 
Cv=gi.Cvi=0,4024*20,9/28+0,5976*29,3/44=0,6983 kJ/kgđộ 
Cp=gi.Cpi=0,4024*29,3/28+0,5976*37,7/44=0,9331 kJ/kgđộ 
k=Cp/Cv==1,3326 
 (1 điểm) 
2 2
1
35,774
44 28
CO Ng g


21
12 2
1 1 2
1
ln
1
1,2022
ln
n
n
T
TT p n
n
T p n p
p

 
 
         
  
 
 
 - 0,5*232,4*(480 380) / (1,2022 1) 57467,85 57,4671 2-1
GR
W T T J kJ
tt n
     
 2 1 23,14
1
v
n k
Q GC T T kJ
n

  

Bài 2. (4 điểm) 
1. 
p6=20bar, t6=250
 o
C i6=2899,5 kJ/kg, s6=6,538 kJ/kgđộ 
s1=s6=6,538 , p1=160bar i1=3484,37 kJ/kg 
p7=20bar, t7=500
o
C i7=3468kJ/kg, s7=7,429 kJ/kgđộ 
p2=0,05bar, s2= s7=7,429 kJ/kgđộ i2=2265,94kJ/kg. 
i3=137,81kJ/kg. (2 điểm) 
2. 
 Gh=NTHA/(i7-i2)=40*1000/(3468-2265,94)=33,276 kg/s (0.5 điểm) 
3. 
t=45,64% (0.5 điểm) 
4. 
Q1=Gh[(i1-i3)+(i7-i6)]= 33,276 *[(3484,37 137,81) (3468 2899,5)]   
 =130277,54 kW=130,277 MW (0.5 điểm) 
 =3,534 kg/s = 12,721 t/h (0.5 điểm) 
1 6 7 2
1 3 7 6
( ) ( ) (3484,37 2899,5) (3468 2265,94)
0,4564
( ) ( ) (3484,37 137,81) (3468 2899,5)
t
i i i i
i i i i

     
  
     
1 130277,54
0,9*9800*4,18
FO
lh FO
Q
G
q
 
 Bài 3. (3. điểm) 
Đáp án: 
1. 
Qk=GnCp∆t=3,8*4,187*5=79,533kW (0.5 điểm) 
2. 
 Q0=63,938kW (0.5 điểm) 
3. 
t1 =25
 o
C, φ1=65% pbh1=0,03166bar, 
1 1
1
1 1
0,622 0.01307 /bh
bh
p
d kg kgkk
p p


 

 1 1 1 12500 2 58,330 /I t d t kJ kgkk    
 t2 =15
 o
C, φ2=100% (làm lạnh kk dưới điểm đọng sương) 
 pbh2=0,017041bar 
2 2
2
2 2
0,622 0,01078 /bh
bh
p
d kg kgkk
p p


 

  2 2 2 2. 2500 2 42,282 /I t d t kJ kgkk    (1.5 điểm) 
4. 
Gkk=Q0/(I1-I2)=63,938/(58,330-42,282)=3,984kg/s (0.5 điểm) 
0
0k
Q
Q Q
 
